第三章电力变压器及运行技术.

报告人：胡志光单位：华北电力大学《电气设备及运行》讲稿第三章电力变压器及运行技术火电机组培训第三章目录第一节电力变压器的基本知识第二节电力变压器的结构及特点第三节电力变压器的运行分析第四节电力变压器的运行方式第五节电力变压器的运行维护第六节电力变压器的事故预防及处理复习思考题第一节电力变压器的基本知识一、变压器的工作原理给一次绕组施加交流电压u1，在一次绕组中通过交变电流i1，i1在铁心中产生交变主磁通φ，主磁通φ同时与一次、二次绕组交链，在一次、二次绕组中产生交变感应电动势e1和e2，二次侧输出交流电压u2，当二次侧接通负载后，在二次绕组中通过交变电流i2,并向负载供电。当一、二次绕组匝数N1N2时，则交流电压u1u2，这就实现了不同交流电压等级之间的电能传递。1．分类（1）电力变电压器。电力变压器是指电力系统中专门用于电能输送的普通变压器。按用途分为：升压变压器、降压变压器、联络变压器；按结构分为：双绕组变压器、三绕组变压器、分裂绕组变压器、自耦变压器；按相数分为：单相变压器、三相变压器；按冷却方式分为：干式空冷变压器、油浸自冷变压器、油浸风冷变压器、强迫油循环风冷变压器和强迫油导向循环风冷或水冷变压器等。（2）特殊用途变压器。特殊用途变压器是根据不同用户的具体要求而设计制造的专用变压器。它主要包括：整流变压器、电炉变压器、试验变压器、矿用变压器、船用变压器、中频变压器、测量变压器和控制变压器等。二、变压器的分类和型号2.型号变压器的型号是由字母和数字两个部分组成的，一般可表示如下：其中，1为变压器分类型号，由多个字母组成，具体含义如表所示，2为设计序号，3为额定容量（kVA），4为高压绕组电压等级（kV）。如DFP-380000/220表示单相双绕组无励磁调压强迫油循环风冷油浸式变压器，额定容量380000kVA，电压等级220kV。三、变压器的主要技术参数1．额定容量SN变压器额定容量是指变压器额定情况下的视在功率，单位用VA、kVA或MVA表示，并采用R8或R10容量系列。2．额定电压U1N/U2NU1N是一次侧额定电压。U2N是二次侧额定电压，即当一次侧施加额定电压U1N时，二次侧开路时的电压。对三相变压器，额定电压均指线电压，单位用V或kV表示。3．额定电流I1N/I2N由发热条件决定的允许变压器一、二次绕组长期通过的最大电流。对三相变压器，额定电流均指线电流，单位用A或kA。4．短路阻抗Zk在额定频率及参考温度下，给变压器的一对绕组施加一短路电压（即使得该绕组电流达到额定值时的电压），将另一个绕组短路，其他绕组开路，此时所求得的该绕组端子之间的等效阻抗就是变压器的短路阻抗。型号：SFP-1170000/550额定频率：50Hz额定电压：高压绕组500kV，高压中性点63kV，低压绕组27kV额定调压范围：525±2×2.5%/27kV调压方式：无励磁调压调压位置：中性点冷却方式：ODAF（强迫油循环导向风冷）额定容量：1170MVA相数：三相连接组标号：YN，d11（即Y0／Δ-11）三、1000MW机组配用的变压器型号和技术数据1．主变压器技术数据极性：负极性短路阻抗：在额定电压和频率下温度为75℃时为18％（在各分接情况下短路阻抗误差不超过±7.5%）；中性点接地方式：高压侧中性点直接接地绕组绝缘耐热等级：A级温升限值(K)：顶层油50K，高压绕组60K，低压绕组60K，铁芯、绕组外部的电气连接线或油箱中的结构件不超过75K损耗和效率(在额定电压下，温度为75℃时)空载损耗：380kW负载损耗：2075kW附件损耗：96.8kW效率：99.79%主变压器技术数据一览表序号名称卖方提供值一变压器基本技术参数1型式及型号SFP-1170000/5502额定容量(MVA)(绕组温升65K)11703最高工作电压（kV）高压/低压550/354额定电压（kV）高压/低压525/275额定电流(A)高压/低压1286.7/25018.56额定电压比（kV）525/277短路阻抗(%)188联结组标号YNd119额定频率(Hz)5010绝缘耐热等级A11绕组额定绝缘水平高压侧雷电冲击耐受电压峰值(kV)1550短时工频耐受电压有效值(kV)680低压侧雷电冲击耐受电压峰值(kV)200短时工频耐受电压有效值(kV)8511高压侧中性点雷电冲击耐受电压峰值(kV)325短时工频耐受电压有效值(kV)14012损耗空载损耗(kW)380负载损耗(kW)2075附件损耗(kW)约96.813效率(%)99.7914局部放电量(pC)绕组/套管90/1015噪音水平(dB)7816无线电干扰电压(μV)500二变压器套管1额定绝缘水平高压侧雷电冲击耐受电压峰值(kV)1675短时工频耐受电压有效值(kV)740低压侧雷电冲击耐受电压峰值(kV)200短时工频耐受电压有效值(kV)95高压侧中性点雷电冲击耐受电压峰值(kV)325短时工频耐受电压有效值(kV)1552套管外绝缘爬距高压(mm)15125低压(mm)744高压中性点(mm)22483套管端子允许荷载(高压/低压)纵向(N)2500/2000横向(N)3000/2000垂直拉力(N)2500/20004套管式电流互感器高压侧电流比(A)满足表5.6要求准确级(从上到下)满足表5.6要求额定输出(VA)满足表5.6要求高压侧中性点电流比(A)满足表5.6要求准确级满足表5.6要求额定输出(VA)满足表5.6要求5冷却器工作组数7备用组数1风扇电机容量(kW)、电压（kV）约2kW/只、0.38kV油泵电机容量(kW)、电压（kV）约5.5kW/只、0.38kV三其它技术要求1轨距（mm）（纵向×横向）见图纸2运输重（t）约4703油箱重（t）约18（上节）4油重（t）约855总重（t）约5876变压器外形尺寸（m）长×宽×高约16×8.64×11.7367变压器运输尺寸（m）长×宽×高约10.08×4×4.928变压器低压侧单相对地电容在施工图图纸配合阶段提供2、启/备变压器技术数据型式：三相油浸风冷铜芯低损耗低压分裂绕组有载调压变压器型号：SFFZ10-72000/525额定电压：5258×1.25%/10.5-10.5kV额定电流：79.2A/2309.5A-2309.5A额定容量：72/42-42MVA接线方式：YN,yn0-yn0+d半穿越短路阻抗：19.5%调压方式：有载调压调压范围：525±8×1.25％冷却方式：ONAF中性点运行方式：高压侧中性点直接接地低压侧中性点经电阻接地极性：减极性型式：三相无载调压分裂绕组铜芯低损耗变压器型号：SFF-72000/27额定频率：50Hz额定容量：72/42-42MVA额定电压：高压绕组27kV，低压绕组10.5kV额定电流：1539.6A/2309.5A额定电压比：27±2×2.5%/10.5-10.5kV冷却方式：自然油循环强迫风冷（ONAF）相数：3连接组标号：D,yn1-yn1极性：负极性半穿越短路阻抗：19%调压方式：高压中性点无励磁调压调压范围：±2×2.5%3．高压厂用变压器技术数据4、低压厂用变压器技术数据型式:SCB10型干式变压器额定容量：2500、2000、1600、1000、800、500kVA等电压等级:10.5kV最高工作电压:12kV空载额定电压变比:10.5±2×2.5%/0.4～0.23kV额定频率:50Hz绝缘等级:F联接组标号:D，yn11冷却方式：AN短路阻抗：10%～6%安装地点：户内式（灰场隔离变安装在户外）变压器中性点接地方式：低压侧直接接地1．三相绕组的连接方法（1）星形连接法；（2）顺序三角形连接；（3）逆序三角形连接。四、变压器的连接组标号2．三相变压器的连接组标号（1）Y，y0连接组标号（2）Y，d11连接组标号五、变压器的冷却方式1．自然油循环自然冷却（ONAN）它是靠变压器油自然循环，油受热后比重小而上升，冷却后比重大而下降，这种冷热油不断对流的冷却方式为自然冷却方式。采用这种冷却方式的变压器容量较小，大多为7500kVA以下，在火电厂中大部分为厂用变压器。2．自然油循环风冷（ONAF）较大型变压器为了加强表面冷却而在每组散热器上装设风扇实行吹风冷却。此类变压器一般都在铭牌上载有不使用风冷和使用风冷的额定容量，前者容量为后者的60%～80%。3．强迫油循环风冷（ODAF）大型变压器仅靠表面冷却是远远不够的，因为表面冷却只能降低油的温度，而当油温降到一定程度时，油的粘度增加以致降低油的流速，使变压器绕组和油的温升增大，起不到冷却作用。为了克服变压器表面冷却的这一缺点，采用强迫油循环风冷，以加快流速起到冷却作用。为了防止漏油或漏气，油泵采用埋入油中的潜油泵，潜油泵故障时可发出信号和投入备用冷却器，一台变压器往往装有多台风冷却器，有的作为备用。第二节电力变压器的结构及特点红军营220kV变电站SFSZ-180000/220变压器500kV变电站ODFSZ-400000/500变压器一、铁心芯式铁心壳式铁心二、绕组绕组可分为圆筒式、螺旋式、连续式、纠结式、内屏蔽式等形式。（a）双层圆筒式绕组；（b）连续式绕组；（c）单螺旋式绕组变压器的绕组三、油箱油箱是保护变压器器身的外壳，也是盛油的容器和散热部件。瓦棱形(波纹式)油箱管式(散热器)油箱三、油箱片式(散热器)油箱带冷却器式油箱三、油箱四、变压器油变压器油是天然石油在炼油过程中的一个馏分，经精制和添加适当的稳定剂调制而成的。它的主要成分是环烷烃、烷烃和芳香烃。变压器油在变压器油箱中充满整个空间，起着绝缘和传导热量的双重作用。GB/T7595—2008《运行中变压器油质量的相关要求》序号项目设备电压质量指标试验方法等级/kV投入运行前的油运行油1外观透明，无悬浮物和机械杂质外观目测2水溶性酸(pH值)5.4≥4.2GB/T7598-2008《运行中变压器油水溶性酸测定法》3酸值/(mgKOH/g)≤0.03≤0.1GB/T7599-1987《运行中变压器油、汽轮机油酸值测定法（BTB法）》或GB/T264-1983《石油产品酸值测定法》4闪点(闭口)/℃≥140(10号、25号油)≥135(45号油)与新油原始测定值相比不低于10GB/T261-2008《闪点的测定宾斯基-马丁闭口杯法》5水分/(mg/L)330～500220≤110及以下≤10≤15≤20≤15≤25≤35GB/T7600-1987《运行中变压器油水分含量测定法（库伦法）》或GB/T7601-2008《运行中变压器油、汽轮机油的水分测定法（气相色谱法）》6界面张力(25℃)/(mN/m)≥35≥19GB/T6541-1986《石油产品油对水界面张力测定法（圆环法）》7介质损耗角正切(90℃)500≤330≤0.007≤0.010≤0.020≤0.040GB/T5654-2007《液面绝缘材料相对电容率介质损耗因数和直流电阻率的测量》8击穿电压/kV50033066～22035及以下≥60≥50≥40≥35≥50≥45≥35≥30GB/T507-2002《绝缘油击穿电压测定法》或DL/T429.9-1991《电力系统油质试验方法-绝缘油介电强度测定法》9体积电阻率(90℃)/Ω·m500≤330≥6×1010≥6×1010≥1×1010≥5×109DL/T4212009《电力用油体积电阻测定法》10油中含气量(%)(体积分数)330～500≤1≤3DL/T423-2009《绝缘油中含气量测定方法真空压差法》或DL/T450-1991《绝缘油中含气量测定方法二氧化碳洗脱法》11油泥与沉淀物(%)(质量分数)0.02(以下可忽略不计)GB/T511-2010《石油和石油产品及添加剂机械杂质测定法》12油中溶解气体组分含量色谱分析按DL/T596－1996《电力设备预防性试验规程》中检验周期和要求GB/T17623-1998《绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法》和GB/T7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》