电力变压器基础知识培训

电力变压器基础知识培训目录1.概述2.变压器工作原理3.变压器用途和分类4.变压器常用术语5.变压器器身结构6.变压器的油箱及附件7.变压器的绝缘基础知识8.变压器试验9.变压器的运输、安装和检修10.常用国标1.概述1.1变压器发展史1.概述1.2变压器在电力系统中的位置•电力作为能源，可以从能源产地将煤炭、石油、天然气、核能等转化为电能；•为了经济的远距离输送电力，必须将发电机提高到输电电压；•在用户端，再将输电电压降低到用户适用的电压；•升高和降低电压的设备是变压器。2.变压器工作原理问题：为什么将变压器的原边接到交流电源上，灯泡就会发光呢？2.变压器工作原理基于法拉第的电磁感应定律，即“电生磁、磁生电”。在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。变交不变直，变压不变频3.变压器用途和分类3.1按用途分电力变压器：用于电力系统升压或降压；图片1试验变压器：产生高压，用于电气设备进行高压试验；图片2仪用变压器：用于测量仪表和继电保护装置，如电压互感器；特殊用途变压器：如冶炼用的电炉变压器、电解用的整流变压器、试验用的调压变压器等。图片33.2按相数分•单相变压器：用于单相负荷和三相变压器；•三相变压器：用于三相系统的升、降压。3.变压器用途和分类3.3按绕组分：自耦变压器：用于联接超高压、大容量的电力系统；双绕组变压器：用于联接两个电压等级的电力系统；三绕组变压器：用于联接三个电压等级，一般用于电力系统的区域变电站。3.4按铁心分：•心式变压器：用于高压的电力系统；•壳式变压器：用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器等。3.变压器用途和分类3.5按冷却方式分：图片4油浸式变压器：如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环和水内冷等；干式变压器：依靠空气对流进行冷却，如树脂型干式变压器、聚酰芳胺绝缘变压器等；图片5充气式变压器：用特殊气体（SF6）代替变压器油散热；蒸发冷却变压器：用特殊液体代替变压器油进行绝缘散热。3.6按调压方式分：•无载调压；•有载调压。图片1电力变压器840MVA500千伏三相发电机变压器SFF-40000/20厂用分裂式变压器风力发电变压器图片1电力变压器330kV电压等级变压器图片1电力变压器图片1电力变压器220kV单相组合式变压器图片1电力变压器运行于国网公司首条750kV兰州东-官厅线路35kV产品图片1电力变压器连接发电机与电网的升压变压器图片2——试验变压器1700kV610MVA试验变压器图片3——特殊变压器345kV壳式电力变压器750kV单相自藕GIS出线电力变压器图片4——特殊变压器油浸风冷变压器油浸水冷变压器图片5——干式变压器干式浇注双电压变压器H级浸渍式环保型干式变压器立体三维卷铁芯干式变压器35KV干式变压器电力变压器具有两个或两个以上绕组的静止设备为了传输电能，在同一频率下，通过电磁感应将一个系统的交流电压和电流转换为另一个系统的交流电压和电流，通常这些电流和电压是不同的液浸式变压器铁心和绕组都浸入液体中的变压器GB/T25446油浸式非晶合铁心配电变压器技术参数和要求GB/T6451油浸式电力变压器技术参数和要求常用术语线圈相关术语绕组构成与变压器标注的某一电压值相对应的电气线路的一组线匝高压绕组具有最高额定电压值的绕组中压绕组多绕组变压器中的一个绕组，其额定电压介于高压绕组额定电压和低压绕组额定电压之间1）线段：若干线匝沿径向排列起来成为一个线段2）整数匝线段：线段的起绕点和终止点在同一个撑条间隔内。3）分数匝线段：线段的起绕点和终止点不在同一个撑条间隔内。4）正段：从内径向外绕，即尾端在外径侧的线段。5）反段：从外径侧向里绕（通常先绕一个临时线段，再推倒临时线段，然后从尾端在理顺至始端），即尾端在内径侧的线段为反段。6）换位：指导线从一个线段过渡到另一个线段的“S”弯，对于两根及以上的导线并联的绕组，换位包含改变并联导线沿径向排列的意义。内部换位：在绕组内径侧的“S”弯，称为底位。外部换位：在绕组外径侧的“S”弯，称为表位。额定值对某些参数指定的值，用于限定变压器在本部分规定条件下的运行，并作为试验的基准和制造方的保证值SBH15-M-200/10SBH15-M-200/10.5±2×2.5%/0.4Dyn11空载损耗当额定频率下的额定电压（分接电压）施加到一个绕组的端子上，其它绕组开路时所吸取的有功功率空载电流当额定频率下的额定电压（分接电压）施加到一个绕组的端子上，其它绕组开路时流经该绕组线路端子的电流方均根值负载损耗在一对绕组中，当额定电流（分接电流）流经一个绕组的线路端子，且另一绕组短路时在额定频率及参考温度下（见11.1）所吸取的有功功率。此时，其它绕组（如果有）应开路短路阻抗在额定频率及参考温度下，一对绕组中某一绕组端子之间的等效串联阻抗Z=R+jX（Ω）。确定此值时，另一绕组的端子短路，而其它绕组（如果有）开路。对于三相变压器，表示为每相的阻抗（等值星形联结）声级声级是空载声级水平声级测定按照GB/T1094.10,结果不应超过保证的最大声级水平运行中的声级水平受负载电流的影响温升所考虑部位的温度与外部冷却介质的温度之差偏差双零偏差国标要求国网要求南网要求联结星形联结（Y）三相变压器的每个相绕组的一端或组成三相组的单相变压器的三个具有相同额定电压绕组的一端连接到一个公共点（中性点），而另一端连接到相应的线路端子。三角形联结(D)三相变压器的三个相绕组或组成三相组的单相变压器的三个具有相同额定电压的绕组相互串联连接成一个闭合回路联结组标号用一组字母和钟时序数指示高压、中压（如果有）及低压绕组的联结方式，是表示中压、低压绕组对高压绕组相位移关系的通用标识4.变压器主要技术数据变压器在规定的使用环境和运行条件下，主要技术数据一般都标注在铭牌上。4.1型号一般遵循JB3837《变压器型号编制办法》编写，例如：三相箔式低压线圈非晶合金铁心性能代号水平密封式额定容量(kVA)额定电压(kV)S(B)H15—M—□/□铭牌4.变压器主要技术数据4.2额定容量——指变压器在额定状态下的输出能力。对于单相变压器指额定电流与额定电压的乘积，对于三相变压器指三相容量的和，单位以千伏安（kVA）表示。4.3额定电压——指变压器长时间运行所承受的工作电压。为适应电网电压波动，在一次侧都设有分接抽头，通过调节一次侧的匝数来调节低压侧输出电压。例如：±5%、±2×2.5%等单位以千伏（KV）表示。4.变压器主要技术数据4.4额定电流——指变压器在额定容量下，允许长期通过的电流单位以安培（A）表示。例如SH15-100/10变压器，其高压侧额定电流等于：100/10/1.732=5.77A4.5短路阻抗——指变压器一侧绕组短路,另一侧绕组达到额定电流所施加的电压和额定电压的百分比。一般以额定电压的百分数表示4.变压器主要技术数据4.6负载损耗——一侧绕组短路，另一侧绕组施以额定电流时的损耗值。单位以瓦（W）、千瓦（kW）表示。4.7空载损耗——变压器在空载时的功率损失值。与铁心的材料性能、制造工艺和施加的电压有关。单位以瓦（W）、千瓦（kW）表示。4.8空载电流——变压器在空载时的励磁电流与额定电流时百分数。一般以额定电流的百分数表示4.变压器主要技术数据4.9温升——变压器某个部件和冷却介质温度之差，变压器绝缘所处的温度允许极限影响变压器的设计和成本，也影响变压器运行的可靠性。在标准GB1094.2——1996《电力变压器第2部分温升》对温升限值有明确规定；例如油浸绕组平均温升为65K，一般环境温度为40℃，绕组最高平均温度可以是（40+65）℃=105℃。4.10联结组别——表示变压器一、二次绕组联结方式及线电压之间的相位差，以时钟表示。例如Dyn11，表示一次绕组为三角形联结，二次绕组是带中点的星形联结，组号为11点。4.变压器主要技术数据4.11声级水平变压器噪声是由于变压器本体的振动和冷却装置风扇的空气对流产生；本体噪声主要来自硅钢片的磁致伸缩引起的铁心振动；用声压级表示噪声的大小，单位为分贝（dB）；4.12相数和频率三相以“S”表示，单相以“D”表示；我国标准频率50Hz,国外有60Hz的国家（如美国）。4.13绝缘水平例如LI200AC85，其中LI200表示该变压器一次侧雷电冲击耐受电压为200kV，工频耐受电压85kV。5.变压器器身结构5.1铁心铁心是导磁体、绝缘件和铁心结构件等组成。5.1.1作用：在一次绕组交流电流的作用下形成工频交变磁通φ；通过铁心中的交变磁通感生出二次绕组中的电动势。5.1.2磁性材料硅钢片非晶合金以下变压器结构的介绍主要围绕我公司生产配电变压器结构。一般变压器制造工艺路线非晶铁心三框三柱式非晶合金铁心四框五柱式非晶合金铁心非晶铁心铁心选用带材宽度（K=142mm，N=170mm，T=213mm）铁心编号ZJA1411001019ZJY1411003019ZJ1411007019铁心部分计算空载损耗，（W）公式：P0=kp0×Pt×Gfe式中Pt---单位重量的损耗（W/kg）kp0---空载损耗附加工艺系数，取1.35单位损耗(典型值)单位损耗（曲线图）工艺系数统计铁心部分计算铁心总重Gfe为各单框重量之和密度7.19kg/dm3密度7.65kg/dm3铁心磁通密度Bm，(T)公式Bm=et/4.44/f/At每匝电势et其中U2为低压相电压（V），W2为低压每相匝数铁心装配用绝缘材料绝缘纸板电工纸板点胶纸环氧板5.1.2磁性材料——非晶合金非晶合金带材非晶合金的化学成份含铁78%到81%；含硼13.5%；含硅3.5%到8%；含微量镍、钴等其它金属元素磁滞回线非晶合金具有优异的软磁性能非晶合金与硅钢片的单位损耗曲线非晶合金金属带材生产示意图非晶合金与硅钢的主要物理性能比较注：铁损测量是在50Hz的工作磁密情况下测试。铁基非晶合金冷轧硅钢饱和磁感应强度T1.542.03矫顽力A/m＜4＞30铁损W/kg0.181.2电阻率μΩ.cm14050密度g/cm37.187.65硬度hg/cm2860---饱和磁致伸缩系数×10-63010最大导磁导率200，00010，000厚度mm0.0270.3非晶合金铁心生产车间非晶合金铁心非晶合金变压器工艺流程检验铁心导线木件及绝缘件油箱及附件变压器油绕线检验整形干燥器身装配引线总装配出厂试验入库检验检验检验检验检验检验非晶合金装配工艺在需要装配的铁心接头处涂变压器油，让油有一定的渗透•使用装配台，预先放置线圈非晶合金铁心工艺路线非晶合金装配工艺将非晶铁心的接头打开•将打开的铁心接头保护住非晶合金装配工艺将铁心依次吊入•按铁心接头打开时相反的顺序闭合接头非晶合金装配工艺在铁心接头的两侧面涂耐温和耐油的硅胶，把硅胶刮平整•在铁心侧面和线圈之间插入插片，力度适中非晶合金装配工艺在铁心接头处插入接地片•将接地片引出，并与夹件引接地螺栓连接非晶合金装配工艺在铁心下轭和线圈侧面放置适当的绝缘纸板、橡胶或木垫块•安装下夹件，紧固螺杆。注意下轭夹件和铁心下轭之间的绝缘纸板松紧程度工艺流程5.1.1磁性材料——硅钢片高性能材料：冷轧、晶粒取向、低损耗、高磁导率硅钢片，满足低损耗、低噪声变压器设计的要求；叠铁心采用全斜接缝结构，有效降低空载损耗，叠铁心工艺路线；卷铁心由硅钢带卷绕而成，其工艺路线；硅钢片纵剪纵剪就是沿着硅钢片的轧制方向，把一定宽度的材料裁剪成所需宽度的条料，这些条料再经横剪剪切成叠片而用于叠片式铁心制造。满足片宽小于等于1米的所有变压器铁心用硅钢片的开料，剪切毛刺小于0.02毫米，剪切直线度小于1/1000。其优良的剪切精度保证了变压器铁心的性能。主要设备