电力变压器 及 经济运行

1电力变压器及经济运行2变压器用途：主要用于输配电系统，而且还广泛应用于电气控制领域、电子领域，测试领域以及焊接技术领域等。3电力变压器主要用于输配电系统电能升压输电降压用户4电力变压器是一种静止电气设备，它利用电磁感应原理，把输入的交流电压升高或降低为同频率的交流输出电压，满足高压输电，低压供电。5一、电力变压器的基本结构二、变压器的基本工作原理三、电力变压器的分类及型号四、电力变压器的经济运行五、变压器的选择与电费结算方式6一、电力变压器的基本结构铁心绕组其他部件变压器的基本结构71.铁心铁心由心柱和铁轭（磁轭）两部分组成。心柱用来套装绕组，铁轭将心柱连接起来，使之形成闭合磁路。为减少铁心损耗，铁心用厚0.30-0.35mm的硅钢片叠成，片上涂以绝缘漆，以避免片间短路。8构成变压器磁路系统，并作为变压器的机械骨架铁心柱磁轭国产硅钢片有热轧硅钢片、冷轧无取向硅钢片、冷轧晶粒取向硅钢片铁心92.绕组定义变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线（铜或铝）绕成。一次绕组:输入电能的绕组。二次绕组:输出电能的绕组。高压绕组的匝数多,导线细；低压绕组的匝数少，导线粗。103.其他部件器身油箱变压器油典型的油浸电力变压器散热器绝缘套管分接开关继电保护装置等部件11三相变压器外形12二、变压器的基本工作原理互相绝缘且匝数不同只有磁的耦合而没有电的联系15（一）、变压器的空载运行二次绕组开路17（二）、变压器的负载运行变压器负载运行（β）二次绕组中有电流一次绕组中电流变为i119（三）变压器的空载试验空载试验线路图计算时，采用电压为额定点的参数，因为空载电流很小，此时的铜损耗很小，故可近似认为额定电压点测得的空载损耗即为变压器额定运行时的空载损耗(ΔP0)即铁损。20（四）变压器的短路试验计算时，采用电流为额定点的参数，因为此时短路电压很低，铁损耗很小，故可近似认为额定电流点测得的短路损耗(ΔPK)即为变压器额定运行时的铜损耗。短路试验线路图21三、电力变压器的分类及型号（一）、变压器的分类（1）按功能分：有升压变压器和降压变压器。（2）按相数分：有单相和三相两类。（3）按绕组导体的材质分：有铜绕组变压器和铝绕组变压器。22（4）按绕组型式分：有双绕组变压器、三绕组变压器和自耦式变压器。（5）按容量系列分：有R8和R10系列。R8系列即容量按R8=1.33的倍数递增，常用的有100、135、180、240、320、420、320、420、560、750、1000kV·A等。23目前我国大多采用IEC推荐的R10系列来确定变压器的容量，即容量按R10=1.26的倍数递增，常用的有30、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150kV·A等，其中，容量在500kV·A以下为小型，630～6300kVA的为中型，8000kVA以上的为大型。这种容量系列的等级较密，便于合理选用。24（6）按冷却方式和绕组绝缘分：有油浸式、干式和充气式（SF6）等。其中油浸式变压器又有油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却方式等，而干式变压器又有浇注式、开启式、封闭式等。251、型号（二）型号及主要技术数据26型号27（1）额定电压U1N和U2NU1N：加在一次绕组上的正常工作电压值。U2N：变压器空载时，高压侧加上额定电压后，二次绕组两端的电压值。额定电压在三相变压器中是指线电压。2、主要技术数据28（2）额定电流I1N和I2N根据变压器容许发热的条件而规定的满载电流值。在三相变压器中额定电流是指线电流。（3）额定容量SN变压器在额定工作状态下，二次绕组的视在功率，其单位为kVA。是指在规定的环境温度下，室外安装，在规定的使用年限内（20年）连续输出的视在功率。29（4）联结组标号三相变压器一、二次绕组的连接方式Y（高压绕组作星形联结）、y（低压绕组作星形联结）；D（高压绕组作三角形联结）、d（低压绕组作三角形联结）；N（高压绕组作星形联结时的中性线）；n（低压绕组作星形联结时的中性线）。30ABCXYZABCXYZ三相绕组的联结法a)星形联结b)三角形联结31ABCBUbUCUcUAUaUXYZxyzabcY,y0联结图32BUbUCUcUAUaUXYZxyzbcABCaY,d11联结图33（5）阻抗电压(UK)又称为短路电压。它标志在额定电流时变压器阻抗压降的大小。通常用它与额定电压U1N的百分比来表示(UK%)。（6）空载电流（IO）是变压器在空载运行时的电流。通常用它与额定电流的百分比来表示（IO%）。34（7）空载损耗（8）短路损耗是变压器在短路试验时测量出的损耗(△Pk)是变压器在空载试验时测量出的损耗（△P0）35四、电力变压器的经济运行电力变压器经济运行是指电力变压器运行时降低有功功率损耗，提高效率，获得最佳经济效益的运行方式。36（一）变压器的损耗变压器的损耗包括有功损耗和无功损耗两部分。变压器无功功率的损耗，使得系统中的电流增大，从而使电力系统有功损耗增加，这可等效视为变压器有功损耗的增加，其做法是，通过引入一个换算系数即无功经济当量Kq，将无功损耗折算为等效有功损耗。Kq=0.02~0.1537因此变压器的有功损耗加上变压器的无功损耗所换算的等效有功损耗，就称为变压器综合有功损耗。38变压器在负荷为S时的综合有功损耗为即39式中ΔPT为变压器的有功损耗（kW）；ΔQT为变压器的无功损耗（kvar）；ΔP0为变压器的空载有功损耗（kW）;ΔPK为变压器的短路有功损耗（kW）;ΔQ0为变压器空载时的无功损耗（kvar）；ΔQN为变压器额定负荷时的无功损耗（kvar）；SN为变压器的额定容量（kVA）。变压器的空载无功损耗ΔQ0可用下式近似计算式中I0%为变压器空载电流占额定电流的百分值。40变压器额定负荷时的无功损耗△QN可由下式近似计算式中UK%为变压器的短路电压（即阻抗电压Uk）占额定电压的百分值。要使变压器运行在经济负荷(Sec.T)下，就应满足变压器单位容量的综合有功损耗△P/S为最小值的条件。令d(△P/S)/dS=0，可得变压器的经济负荷为41变压器经济负荷与变压器额定容量之比，称为变压器的经济负荷系数或经济负荷率，用Kec.T或用β表示。一般电力变压器的经济负荷率为50%左右。42例1、试计算S9-630/10型变压器的经济负荷和经济负荷率。解查附录表得S9-630/10型变压器的有关技术数据：△P0=1.2kW，△PK=6.2kW，I0%=0.9，UK%=4.5。计算得△Q0≈630×0.009kvar=5.67kvar计算得△QN≈630×0.045kvar=28.35kvar取Kq=0.1，得此型号变压器的经济负荷率为因此变压器的经济负荷为Sec.T=Kec.TSN=0.44×630kVA=277.2kVA43二、变压器的效率%100＋PPPP%100ΔPPP%100PPηFecu222212%100%1002012202012KNqqKPPPPQKQKPPPP44效率特性效率η也随负载率的变化而变化的关系NII22负载系数通常最高效率位于β=0.5∽0.6之间最佳负荷率为50%∽60%45五、变压器的选择与电费结算方式（一）变压器型号的选择原则1、在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全的场所，应选择密闭型变压器或防腐型变压器；2、供电系统中没有特殊要求和民用建筑独立变电所常采用三相油浸自冷电力变压器（S9、SL9、S10、S11、等）；463、对于高层建筑、地下建筑、发电厂、化工等单位对消防要求较高场所，宜采用干式电力变压器（SC、SCZ、SCL、SG3、SG10、SC6等）；4、对电网电压波动较大，为改善电能质量采用有载调压电力变压器(SLZ7、SZ7、SGZ3等)。47（二）、变压器台数和容量的确定安装在6~10KV/0.4KV的变压器常叫做配电变压器（简称配变）。1．变压器台数和容量的确定（1）变压器台数的确定：1～2台①满足负荷对供电可靠性的要求；一、二级负荷比较大时,选择2台主变压器。②三级负荷一般选择一台主变压器。48（2）容量：单台变压器容量的确定单台变压器其额定容量SN应能满足全部用电设备的计算负荷S30，留有余量，并考虑变压器的经济运行，即：SN≥S30考虑负荷发展留有一定的容量余量。49(三)电费结结算方式1、一部制电价组成：电度电价。2、二部制电价组成：基本电价和电度电价。50①基本电价：按用户变压器容量或用电需量进行电费计算的电价，与用电多少无关。②电度电价：按用户用电量多少计算电费的电价51谢谢!