第2章电力变压器精.ppt

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1、第2章电力变压器第1页，本讲稿共27页第二章第二章 电力变压器电力变压器第二章第二章 电力电力 变压器变压器第一节第二节 变压器是一种利用电磁感应原理工作的静止变压器是一种利用电磁感应原理工作的静止的电气设备。的电气设备。第三节 变压器按用途一般分为电力变压器和特种变压器按用途一般分为电力变压器和特种变压器及仪用互感器（电压互感器和电流互感变压器及仪用互感器（电压互感器和电流互感器）。器）。电力变压器按冷却介质可分为油浸式和干电力变压器按冷却介质可分为油浸式和干式两种。发电厂的发电机输出电压由于受发电式两种。发电厂的发电机输出电压由于受发电机绝缘水平限制，通常为机绝缘水平限制，通常为6.3KV

2、、10.5KV，最，最高不超过高不超过20KV。第2页，本讲稿共27页第一节第一节 变压器的工作原理与结构变压器的工作原理与结构一、变压器的工作原理一、变压器的工作原理 变压器是根据电磁感应原理工作的。变压器是根据电磁感应原理工作的。第二章第二章 电力变压器电力变压器第二章第二章 电力电力 变压器变压器第一节第二节第三节第3页，本讲稿共27页第一节第一节 变压器的工作原理与结构变压器的工作原理与结构E E1 1=4.44fN=4.44fN1 1 m m根据电磁感应定律可以导出：根据电磁感应定律可以导出：二次侧绕组感应电势为：二次侧绕组感应电势为：一次侧绕组感应电势为：一次侧绕组感应电势为：E

3、E2 2=4.44fN=4.44fN2 2 m m式中：式中：f f电源频率电源频率 N N1 1一次侧绕组匝数一次侧绕组匝数 N N2 2二次侧绕组匝数二次侧绕组匝数 m m铁芯中主磁通幅值铁芯中主磁通幅值由上式得出：由上式得出：第二章第二章 电力电力 变压器变压器第一节第二节第三节第4页，本讲稿共27页 一次电压有效值：一次电压有效值：U U1 1=E=E1 1匝数多的一边电压高，匝数少的一边电压低。匝数多的一边电压高，匝数少的一边电压低。第一节第一节 变压器的工作原理与结构变压器的工作原理与结构 如果忽略变压器的内损耗，如果忽略变压器的内损耗，P P1 1=P=P2 2 U U1 1I

4、I1 1=U=U2 2I I2 2 变压器匝数多的一侧电流小，匝数少的一侧变压器匝数多的一侧电流小，匝数少的一侧电流大，也就是电压高的一侧电流小，电压低的电流大，也就是电压高的一侧电流小，电压低的一侧电流大。一侧电流大。二次电压有效值：二次电压有效值：U U2 2=E=E2 2于是于是由此得出由此得出第5页，本讲稿共27页1 1、铁芯、铁芯二、变压器的结构二、变压器的结构 （1 1）铁芯结构）铁芯结构 变压器的铁芯是磁路部分，铁芯的结构一般分为变压器的铁芯是磁路部分，铁芯的结构一般分为心式和壳式两类。我国电力变压器主要采用心式铁芯，心式和壳式两类。我国电力变压器主要采用心式铁芯，只在一些特种变

5、压器中才采用壳式铁芯。只在一些特种变压器中才采用壳式铁芯。第一节第一节 变压器的工作原理与结构变压器的工作原理与结构 （2 2）铁芯材料）铁芯材料 铁芯为变压器的磁路，所以其材料要求导磁性能好，导铁芯为变压器的磁路，所以其材料要求导磁性能好，导磁性能好，才能使铁损小。国产冷轧硅钢片的厚度为磁性能好，才能使铁损小。国产冷轧硅钢片的厚度为0.32mm0.32mm、0.30mm0.30mm、0.27mm0.27mm等几种。等几种。第二章第二章 电力电力 变压器变压器第一节第二节第三节第6页，本讲稿共27页 绕阻是变压器的电路部分，一般用绝缘纸包的铝绕阻是变压器的电路部分，一般用绝缘纸包的铝线或铜线烧

6、制而成。根据高、低压组排列方式的不同，线或铜线烧制而成。根据高、低压组排列方式的不同，绕组分为同心式和交叠式两种。绕组分为同心式和交叠式两种。2 2、绕阻、绕阻二、变压器的结构二、变压器的结构第一节第一节 变压器的工作原理与结构变压器的工作原理与结构第二章第二章 电力电力 变压器变压器第一节第二节第三节第7页，本讲稿共27页 变压器调整电压的方法是在其某一侧绕组上设置分变压器调整电压的方法是在其某一侧绕组上设置分接，以切除或增加一部分绕组的线匝，以改变绕组的接，以切除或增加一部分绕组的线匝，以改变绕组的匝数，从而达到改变电压比的有级调整电压的方法。匝数，从而达到改变电压比的有级调整电压的方法。

7、这种绕组抽出分接以供调压的电路，称为调压电路；这种绕组抽出分接以供调压的电路，称为调压电路；变换分接以进行调压所采用的开关，称为分接开关。变换分接以进行调压所采用的开关，称为分接开关。一般情况下是在高压绕组上抽出适当的分接。一般情况下是在高压绕组上抽出适当的分接。3 3、分接开关、分接开关二、变压器的结构二、变压器的结构第一节第一节 变压器的工作原理与结构变压器的工作原理与结构 变压器二次不带负载，一次也与电网断开的调压，称为无励磁变压器二次不带负载，一次也与电网断开的调压，称为无励磁调压，带负载进行变换绕组分接的调压，称为有载调压。调压，带负载进行变换绕组分接的调压，称为有载调压。第二章第二

8、章 电力电力 变压器变压器第一节第二节第三节第8页，本讲稿共27页 （1 1）吊器身式油箱）吊器身式油箱 4 4、油箱、油箱 油油箱箱是是油油浸浸式式变变压压器器的的外外壳壳，变变压压器器的的器器身身置置于于油油箱箱内内，箱箱内内灌灌满满变变压压器器油油。油油箱箱结结构构，根根据据变变压压器器的的大大小小分分为为吊吊器器身身式油箱和吊箱壳式油箱两种。式油箱和吊箱壳式油箱两种。多用于多用于6300KVA6300KVA及以下的变压器。及以下的变压器。二、变压器的结构二、变压器的结构第一节第一节 变压器的工作原理与结构变压器的工作原理与结构（2 2）吊箱壳式油箱）吊箱壳式油箱 多用于多用于8000K

9、VA8000KVA及以上的变压器。及以上的变压器。第二章第二章 电力电力 变压器变压器第一节第二节第三节第9页，本讲稿共27页5 5、冷却装置、冷却装置 对对于于小小容容量量的的变变压压器器，绕绕组组和和铁铁芯芯所所产产生生的的热热量量经经过过变变压压器器油油箱箱与与油油箱箱内内壁壁的的接接触触，以以及及油油箱箱外外壁壁与与外外界界冷冷空空气气的的接触而自然地散热冷却，无须任何附加的冷却装置。接触而自然地散热冷却，无须任何附加的冷却装置。二、变压器的结构二、变压器的结构第一节第一节 变压器的工作原理与结构变压器的工作原理与结构 对对于于容容量量更更大大的的变变压压器器，则则应应安安装装冷冷却却

10、风风扇扇，以以增增强强冷却效果。冷却效果。当当变变压压器器容容量量在在50000KVA50000KVA及及以以上上时时，则则采采用用强强迫迫油油循循环环水水冷冷却器或强迫油循环风冷却器。却器或强迫油循环风冷却器。第二章第二章 电力电力 变压器变压器第一节第二节第三节第10页，本讲稿共27页 储油柜的作储油柜的作用就是保证油用就是保证油箱内总是充满箱内总是充满油，并减小油油，并减小油面与空气的接面与空气的接触面，从而减触面，从而减缓油的老化。缓油的老化。6、储油柜、储油柜二、变压器的结构二、变压器的结构第一节第一节 变压器的工作原理与结构变压器的工作原理与结构第二章第二章 电力电力 变压器变压器

11、第一节第二节第三节第11页，本讲稿共27页 额额定定电电压压是是指指变变压压器器线线电电压压（有有效效值值），它它应应与与所所连接的输变电线路电压相符合。连接的输变电线路电压相符合。1、型号、型号 例例如如：SFZ-10000/110SFZ-10000/110表表示示三三相相自自然然循循环环风风冷冷有有载载调调压压，额额定容量为定容量为10000KVA10000KVA，高压绕组额定电压，高压绕组额定电压110KV110KV电力变压器。电力变压器。三、电力变压器的型号及技术参数三、电力变压器的型号及技术参数第一节第一节 变压器的工作原理与结构变压器的工作原理与结构2、额定电压、额定电压第二章第二

12、章 电力电力 变压器变压器第一节第二节第三节第12页，本讲稿共27页3、额定容量、额定容量 在在变变压压器器铭铭牌牌所所规规定定的的额额定定状状态态下下，变变压压器器二二次次铡铡的的输输出出能能力力（KVAKVA）。对对于于三三相相变变压压器器，额额定定容容量量是是三三相容量之和。相容量之和。三、电力变压器的型号及技术参数三、电力变压器的型号及技术参数第一节第一节 变压器的工作原理与结构变压器的工作原理与结构变压器额定容量与绕组额定容量的区别：变压器额定容量与绕组额定容量的区别：第二章第二章 电力电力 变压器变压器第一节第二节第三节因此电压低的容量必小，电压高的容量必大。因此电压低的容量必小，

13、电压高的容量必大。双双绕绕组组变变压压器器的的额额定定容容量量即即为为绕绕组组的的额额定定容容量量；多多绕绕组组变变压压器器应应对对每每个个绕绕组组的的额额定定容容量量加加以以规规定定，其其额额定定容容量量为为最最大的绕组额定容量；大的绕组额定容量；第13页，本讲稿共27页4 4、额定电流、额定电流 变压器的额定电流为通过绕组线端的电流，即为线电流（有效变压器的额定电流为通过绕组线端的电流，即为线电流（有效值）。值）。三、电力变压器的型号及技术参数三、电力变压器的型号及技术参数第一节第一节 变压器的工作原理与结构变压器的工作原理与结构三相变压器额定电流为：三相变压器额定电流为：单相变压器额定电

14、流为：单相变压器额定电流为：第二章第二章 电力电力 变压器变压器第一节第二节第三节第14页，本讲稿共27页 5 5、绕阻联结组标号、绕阻联结组标号 星形、三角形、曲折形的联结，对于高压绕阻分别用符星形、三角形、曲折形的联结，对于高压绕阻分别用符号号Y Y、D D、Z Z表示；对于中压和低压绕组分别用符号表示；对于中压和低压绕组分别用符号r r、d d、z z表示。有中性点引出时则分别用符号表示。有中性点引出时则分别用符号YNYN、ZNZN和和ynyn、znzn表示。表示。例例如如:变变压压器器按按高高压压为为D D、低低压压为为ynyn联联结结，则则绕绕组组联联结结为为Dyn;Dyn;三、电力

15、变压器的型号及技术参数三、电力变压器的型号及技术参数第一节第一节 变压器的工作原理与结构变压器的工作原理与结构第二章第二章 电力电力 变压器变压器第一节第二节第三节第15页，本讲稿共27页 6 6、调压范围、调压范围 变变压压器器调调压压方方式式通通常常分分为为无无励励磁磁调调压压和和有有载载调压两种方式调压两种方式三、电力变压器的型号及技术参数三、电力变压器的型号及技术参数第一节第一节 变压器的工作原理与结构变压器的工作原理与结构 7 7、温升、温升 变变压压器器的的温温升升，对对于于空空气气冷冷却却变变压压器器是是指指测测量量部部位位的的温温度度与与冷冷却却空空气气温温度度之之差差；对对于

16、于水水冷冷却却变变压压器器是是指指测测量量部部位位的的温温度度与与冷冷却却器器入入口口处处水水温温之差。之差。第二章第二章 电力电力 变压器变压器第一节第二节第三节第16页，本讲稿共27页 1 1、变压器过负载能力、变压器过负载能力 （1 1）变压器在正常情况下过负载能力）变压器在正常情况下过负载能力 一、变压器允许运行方式一、变压器允许运行方式第二节第二节 变压器运行变压器运行 对对室室外外变变压压器器，总总的的过过负负载载不不得得超超过过30%30%，对对室室内内变变压器为压器为20%20%。（3 3）变压器允许短路）变压器允许短路 （2 2）变压器在事故时过负载能力）变压器在事故时过负载

17、能力 变变压压器器突突然然短短路路时时，其其短短路路电电流流的的幅幅值值一一般般为为额额定定电电流流的的25253030倍倍。因因此此，一一般般设设计计允允许许短短路路电电流流为为额额定定电电流流的的2525倍。倍。第二章第二章 电力电力 变压器变压器第一节第二节第三节第17页，本讲稿共27页 2 2、允许电压波动范围、允许电压波动范围一、变压器允许运行方式一、变压器允许运行方式第二节第二节 变压器运行变压器运行 变压器的电源电压一般不得超过额定值的变压器的电源电压一般不得超过额定值的5%5%。不论变压器分接在任何位置，只要电源。不论变压器分接在任何位置，只要电源电压不超过额定值的电压不超过额

18、定值的5%5%，变压器都可在额定，变压器都可在额定负载下运行。负载下运行。第二章第二章 电力电力 变压器变压器第一节第二节第三节第18页，本讲稿共27页二、变压器并行运行二、变压器并行运行第二节第二节 变压器运行变压器运行第二章第二章 电力电力 变压器变压器第一节第二节第三节第19页，本讲稿共27页 1 1、并列运行的目的、并列运行的目的（1 1）提高供电可靠性）提高供电可靠性二、变压器并行运行二、变压器并行运行第二节第二节 变压器运行变压器运行（2 2）提高变压器运行经济性）提高变压器运行经济性（3 3）可可以以减减少少总总备备容容量量，并并可可随随着着用用电电量量的的 增加分批增加新的变压

19、器增加分批增加新的变压器 2 2、理想并列运行的条件、理想并列运行的条件 （1 1）变压器的联结组标号相同）变压器的联结组标号相同 （2 2）变压器的电压比相等）变压器的电压比相等 （3 3）变压器的阻抗电压）变压器的阻抗电压U UZ Z%相等相等第二章第二章 电力电力 变压器变压器第一节第二节第三节第20页，本讲稿共27页1 1、变压器油作用、变压器油作用 可可提提高高变变压压器器的的绝绝缘缘强强度度，此此外外，也也能能起起到到散散热热和和冷却的作用。冷却的作用。试验项目一般为耐压试验、介质损耗试验和简化试验。试验项目一般为耐压试验、介质损耗试验和简化试验。三、变压器油及运行三、变压器油及运

20、行第二节第二节 变压器运行变压器运行2 2、变压器油试验、变压器油试验第二章第二章 电力电力 变压器变压器第一节第二节第三节第21页，本讲稿共27页 1 1、容容量量在在630KVA630KVA及及以以上上的的变变压压器器，且且无无人人值值班班的的，每每周周应应巡巡视视检检查查一一次次。容容量量在在630KVA630KVA以以下下的的变变压压器器，可可适适当当延延长长巡巡视视周周期期，但但变变压压器器在在每每次合闸前及拉闸后应检查一次。次合闸前及拉闸后应检查一次。四、变压器运行巡视检查四、变压器运行巡视检查第二节第二节 变压器运行变压器运行 2 2、有有人人值值班班的的变变配配电电所所，每每班

21、班都都应应检检查查变变压压器的运行状态。器的运行状态。3 3、对对于于强强油油循循环环水水冷冷风风变变压压器器，不不论论有有无无人人员值班，都应每小时巡视一次。员值班，都应每小时巡视一次。第二章第二章 电力电力 变压器变压器第一节第二节第三节第22页，本讲稿共27页 互感器分电互感器分电压互感器和电流压互感器和电流互感器两大类。互感器两大类。电压互感器是将电压互感器是将系统的高压改变系统的高压改变为标准的低电压为标准的低电压（100V100V或或3V3V）；电）；电流互感器是将高流互感器是将高压系统中的电流压系统中的电流或低压系统中的或低压系统中的大电流改变为低大电流改变为低压的标准小电流压的

22、标准小电流（5A5A或或1A1A）。）。第三节第三节 互感器互感器第二章第二章 电力电力 变压器变压器第一节第二节第三节第23页，本讲稿共27页 1 1、电压互感器原理、电压互感器原理第三节第三节 互感器互感器一、电压互感器一、电压互感器 电电压压互互感感器器是是利利用用电电磁磁感感应应原原理理工工作作的的，所所以以电电压压互互感感器器运运行行时时，相相当当于于一一台台空空载载运运行行的的变变压压器器。故故二二次次侧侧不不能能短短路路，否否则则绕组将被烧毁。绕组将被烧毁。第二章第二章 电力电力 变压器变压器第一节第二节第三节第24页，本讲稿共27页 2 2、电压互感器运行、电压互感器运行第三节

23、第三节 互感器互感器一、电压互感器一、电压互感器（1 1）电压互感器的一、二次接线应保证极性正确。）电压互感器的一、二次接线应保证极性正确。（2 2）电电压压互互感感器器的的一一、二二次次绕绕组组都都应应设设熔熔断断器器，以以防防止止发发生短路故障。生短路故障。（3 3）电电压压互互感感器器二二次次绕绕组组、铁铁芯芯和和外外壳壳都都必必须须可可靠靠接接地。地。（4 4）电电压压互互感感器器二二次次绕绕组组的的电电压压一一般般不不得得超超过过额额定定电电压压的的0.5%0.5%，接用，接用0.50.5级电能表时不得超过级电能表时不得超过0.25%0.25%。第二章第二章 电力电力 变压器变压器第

24、一节第二节第三节第25页，本讲稿共27页1 1、电流互感器工作原理、电流互感器工作原理第一章第一章 电力系统电力系统基本知识基本知识第一节第二节第三节第四节第五节第三节第三节 互感器互感器二、电流互感器二、电流互感器 电电流流互互感感器器的的按按电电磁磁感感应应原原理理工工作作的的，电电流流互互感感器器正正常常运运行行时时，互互感感器器的的二二次次绕绕组组不不允允许许开开路路，否否则则二二次次绕绕组组会会产产生生很很高高电电压压，危危及及操操作作人人员员和和仪仪表表的的安安全全，且且二二次次回回路路中中不不允允许许装装设设熔熔断断器器或或隔隔离离开关。开关。第26页，本讲稿共27页第三节第三节

25、 互感器互感器二、电流互感器二、电流互感器 2 2、电流互感器运行、电流互感器运行 1 1、电电流流互互感感器器运运行行一一次次线线圈圈串串联联接接入入被被测测电电路路，二二次次线线圈圈与与测测量仪连接，一、二次线圈极性应正确。量仪连接，一、二次线圈极性应正确。2 2、电流互感器二次线圈和铁芯均应可靠接地。、电流互感器二次线圈和铁芯均应可靠接地。3 3、电电流流互互感感器器不不得得与与电电压压互互感感器器二二次次侧侧互互相相连连接接，以以免免造造成成电流互感器近似开路，出现高电压的危险。电流互感器近似开路，出现高电压的危险。4 4、电流互感器二次侧有一端必须接地。、电流互感器二次侧有一端必须接地。5 5、电电流流互互感感器器一一次次侧侧带带电电时时，在在任任何何情情况况下下都都不不允允许许二二次次线线圈圈开路。开路。第二章第二章 电力电力 变压器变压器第一节第二节第三节第27页，本讲稿共27页