变压器基本常识

变压器的基本常识

1. 变压器的作用及原理

变压器在电力系统中的主要作用是变换电压,以利于功率的传输。电压经过升压变压器升压后,可以减少线路损耗,提高送电的经济性,达到远距离送电的目的。电压经过降压变压器降压后,能把高电压变为用户所需要的各级使用电压,满足用户的需要。其工作原理是电磁感应原理。当变压器一侧加交流电源,通过的交变电流在铁芯产生交变的主磁通,交变的主磁通作用于变压器一二次侧绕组,分别产生感应电动势,若二次侧通过负载接通,也将产生感应电流,感应电动势,感应电流分别与匝数成正比,反比关系,但功率不变,起到了传输功率的作用。

2. 变压器的组成结构

1、铁芯:有芯式,壳式两种,由导磁性能很好的硅钢片组成。铁芯必须接地。常见有单相二铁芯柱,三相三铁芯柱,三相五铁芯柱。

2、绕组:有铜线,铝线绕成,外边用纸绝缘或纱包绝缘。

3、油箱:内装铁芯,绕组,并充满变压器油。有两个油箱,一个为本体油箱,一个为有载调压油箱(内装分接开关),变压器油起着绝缘和散热的作用。

4、油枕:油枕有两种形式,胶囊式油枕,隔膜式油枕。用来调节油量,保证变压器油箱内经常充满油,还可以防止油的过速氧化。油枕一端装有油位计,用来指示油枕中的油面。

5、呼吸器:提供变压器在温度变化时内部气体出入的通道,解除正常运行时因温度变化产生的对油箱的压力。内装有硅胶,在变压器温度下降时对吸进的气体去潮。下部有油封杯,把硅胶与大气分开,延长硅胶的使用寿命。

6、防爆管:又叫压力释放阀,用来排出故障产生的高压气体和油,以减轻和解除油箱所受的压力,保证油箱的安全。

7、散热器:当变压器上层油温与下层油温产成温差时,通过散热器形成油温对流,经冷却器冷却后流到油箱,起到降低变压器温度的作用。大型变压器一般采用强迫油循环风冷式冷却方式。

8、瓦斯继电器:变压器主要的保护装置,当变压器内部故障时,轻瓦斯动作发出信号,重瓦斯动作跳闸以保护变压器。

9、绝缘套管:将变压器内部的高,低压引线引到油箱外部并固定引线。常用套管有纯瓷套管,充油套管,电容套管。(套管密封,不和变压器本体连通,套管内注满变压器油,下部装有套管型电流互感器,供测量和保护用)

10、温度计:用来测量油温。常用的温度计有电触点压力式温度计(信号温度计)和遥测温度计(电阻温度计)两种形式。

11、净油器:也叫热虹吸,起到改善运行中的绝缘油特性,防止绝缘油继续老化的作用,主要部分是净油罐,内部充满硅胶等吸附剂,吸取油中的水分、游离炭、氧化物等杂质。12、分接开关:连接及切换变压器分接抽头,分为无励磁分接开关和有载调压分接开关两种。无砺磁分接开关一般有3或5个分接抽头,调压范围分别为额定电压的5%和2.5%。有载调压分接开关一般有6个分接抽头。

3. 变压器的主要技术参数

1、额定容量:指主分接下视在功率的惯用值。在变压器名牌上规定的容量就是额定容量,它是指分接开关位于主分接,是额定空载电压、额定电流与相应的相系数的乘积。对三相变压器而言,额定容量等于额定空载线电压×额定线电流,额定容量一般以kV A或MV A表示。额定容量是在规定的整个正常使用寿命期间,如30年,

所能连续输出最大容量。而实际输出容量为有负载时的电压(感性负载时,负载时电压小于额定空载电压)、额定电流与相应系数的乘积。

2、额定电压:指在变压器的线圈上所允许施加的电压,工作时不得大于规定值

3、额定电流:指在变压器的线圈上所允许通过的最大电流,工作时不得超过规定值。

4、电压比:指变压器初级电压和次级电压的比值,有空载电压比和负载电压比的区别。

5、短路损耗:变压器一二次侧电流流过一二次侧绕组,在绕组电阻上所消耗的能量之和,与电流的平方成正比。

6、空载损耗:变压器在额定电压时,二次侧不接负载,变压器铁芯所产生的损耗。包括激磁损耗,涡流损耗。

7、空载电流:变压器在额定电压下空载运行时,一次侧通过的电流。

8、百分比阻抗(短路电压):变压器二次侧短路,升高一次侧电压,当二次电流达到额定电流时,一次侧所加电压与额定电压的比值百分数。

9、工作频率:变压器铁芯损耗与频率关系很大,故应根据使用频率来设计和使用,这种频率称工作频率。

10、额定功率:在规定的频率和电压下,变压器能长期工作,而不超过规定温升的输出功率。

11、效率:指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大,效率就愈高。

12、绝缘电阻:表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。

4. 变压器的运行

4.1 变压器正常运行的条件

⑴变压器完好。变压器本体完好,无任何缺陷,各种电气性能符合规定,油的各项指标符合标准,油位正常,油温正常,各辅助设备完好运行。绝缘允许温度在98度以下,上层油温不宜经常超过85度,最高不得超过95度,线圈最热点温度不得超过105度,正常不超过95度。

⑵变压器额定参数符合运行要求。变压器电源电压变动范围在其所接分头额定电压的105%之内,最高不得超过额定电压110%。

⑶运行环境符合要求。(接地良好,接头紧固,各侧避雷器正常工作,各继电保护装置工作正常)

⑷冷却系统完好。

4.2 变压器的空载运行

空载运行是指变压器的一次绕组接入电源,二次绕组开路的工作状况,此时一次绕组中的电流称为变压器的空载电流。

4.3 变压器的负载运行

变压器的负载运行是指一次绕组接上电源,二次绕组接有负载的运行的方式。

4.4 变压器的解列运行

两台变压器一次母线并列运行,二次母线用联络断路器联络。正常运行时,断路器是分断的,这时各变压器通过各自的母线供给各自的负荷。这种运行方式的特点是在故障状态下的短路电流小。

4.5 变压器的并列运行

两台变压器一次母线并列运行,正常运行时,两台变压器通过二次母线联合向负荷供电,即联络断路器总是接通的。

4.5.1 并列运行的条件

⑴变压比相等,仅允许相差正负0.5%。

⑵接线组别相同。

⑶电压百分比阻抗相等,仅允许相差正负10%。

⑷容量比不超过3:1。

4.5.2 变压器并列运行的优点和缺点

⑴保证供电的可靠性。部分发生故障,其余部分可继续供电。

⑵提高变压器的总效率。

⑶扩大传输容量。

⑷提高资金的利用率。

⑸缺点是故障状态下的短路电流大。

4.6 变压器调压