電力變壓器是一種靜止的電氣設備,是用來將某一數(shù)值的交流電壓(電流)變成頻率相同的另一種或幾種數(shù)值不同的電壓(電流)的設備。
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中文名
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電力變壓器
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外文名
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Power transformer
目錄
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1 簡介
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2 圖例
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3 作用
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4 發(fā)展歷史
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5 發(fā)展前景
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6 分類
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7 雙繞組電力變壓器的接線組別
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8 供電方式
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9 主要部件
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? 銘牌值
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? 相關技術術語及數(shù)據(jù)
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10 送電
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11 巡檢
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12 運行維護
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13 定期保養(yǎng)
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14 電力變壓器的接地
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15 故障解決
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16 保護選擇
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17 并行條件
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18 工作原理
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19 安裝工藝
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20 產(chǎn)品標準
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21 干式
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? 合金鐵芯
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? 設計思路
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? 性能要求
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? 使用效果
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22 防火防爆
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23 增加用途
簡介
變壓器是用來變換交流電壓、電流而傳輸交流電能的一種靜止的電器設備。它是根據(jù)電磁感應的原理實現(xiàn)電能傳遞的。變壓器就其用途可分為電力變壓器、試驗變壓器、儀用變壓器及特殊用途的變壓器:電力變壓器是電力輸配電、電力用戶配電的必要設備;試驗變壓器對電器設備進行耐壓(升壓)試驗的設備;儀用變壓器作為配電系統(tǒng)的電氣測量、繼電保護之用(PT、CT);特殊用途的變壓器有冶煉用電爐變壓器、電焊變壓器、電解用整流變壓器、小型調壓變壓器等。 [1]
電力變壓器是一種靜止的電氣設備,是用來將某一數(shù)值的交流電壓(電流)變成頻率相同的另一種或幾種數(shù)值不同的電壓(電流)的設備。當一次繞組通以交流電時,就產(chǎn)生交變的磁通,交變的磁通通過鐵芯導磁作用,就在二次繞組中感應出交流電動勢。二次感應電動勢的高低與一二次繞組匝數(shù)的多少有關,即電壓大小與匝數(shù)成正比。主要作用是傳輸電能,因此,額定容量是它的主要參數(shù)。額定容量是一個表現(xiàn)功率的慣用值,它是表征傳輸電能的大小,以kVA或MVA表示,當對變壓器施加額定電壓時,根據(jù)它來確定在規(guī)定條件下不超過溫升限值的額定電流。較為節(jié)能的電力變壓器是非晶合金鐵心配電變壓器,其最大優(yōu)點是,空載損耗值特低。最終能否確保空載損耗值,是整個設計過程中所要考慮的核心問題。當在產(chǎn)品結構布置時,除要考慮非晶合金鐵心本身不受外力的作用外,同時在計算時還須精確合理選取非晶合金的特性參數(shù)。
圖例
三相油浸式電力變壓器外形圖
1-銘牌;2-信號式溫度計;3-吸濕器;4-油標;5-儲油柜;6-安全氣道;7-氣體繼電器;8-高壓套管;9-低壓套管;10-分接
開關;11-油箱;12-放油閥門;13-器身;14-接地板;15-小車
作用
電力變壓器是發(fā)電廠和變電所的主要設備之一。變壓器的作用是多方面的不僅能升高電壓把電能送到用電地區(qū),還能把電壓降低為各級使用電壓,以滿足用電的需要。總之,升壓與降壓都必須由變壓器來完成。在電力系統(tǒng)傳送電能的過程中,必然會產(chǎn)生電壓和功率兩部分損耗,在輸送同一功率時電壓損耗與電壓成反比,功率損耗與電壓的平方成反比。利用變壓器提高電壓,減少了送電損失。
變壓器是由繞在同一鐵芯上的兩個或兩個以上的線圈繞組組成,繞組之間是通過交變磁場而聯(lián)系著并按電磁感應原理工作。變壓器安裝位置應考慮便于運行、檢修和運輸,同時應選擇安全可靠的地方。在使用變壓器時必須合理地選用變壓器的額定容量。變壓器空載運行時,需用較大的無功功率。這些無功功率要由供電系統(tǒng)供給。變壓器的容量若選擇過大,不但增加了初投資,而且使變壓器長期處于空載或輕載運行,使空載損耗的比重增大,功率因數(shù)降低,網(wǎng)絡損耗增加,這樣運行既不經(jīng)濟又不合理。變壓器容量選擇過小,會使變壓器長期過負荷,易損壞設備。因此,變壓器的額定容量應根據(jù)用電負荷的需要進行選擇,不宜過大或過小。
發(fā)展歷史
在過去十年的發(fā)展中,我國電力建設快速發(fā)展,成績斐然。其中,發(fā)電裝機容量高速增長,電網(wǎng)建設速度突飛猛進,電源結構調整不斷優(yōu)化,技術裝備水平大幅提升,節(jié)能減排降耗效果顯著,電力建設實現(xiàn)了跨越式發(fā)展。這為我國經(jīng)濟社會平穩(wěn)較快發(fā)展提供了強大動力,對改善人民生活起到了重要支撐和保障作用。
國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示,2007-2011年,電力變壓器制造行業(yè)的銷售規(guī)模不斷擴大,銷售收入每年以13%以上的速度增長,2011年銷售收入達到1784.36億元,同比增長16.53%;實現(xiàn)利潤總額102.14億元,同比減少5.43%。總體來看,2011年,中國電力變壓器制造行業(yè)發(fā)展穩(wěn)定,但盈利能力有所下滑。出于全球經(jīng)濟環(huán)境的考慮,我國未來可能會加大可再生能源的比例。國網(wǎng)、南網(wǎng)都在研究輕型直流,這些都是新的趨勢,將為變壓器行業(yè)帶來新的發(fā)展領域。并且電力變壓器在市場上的發(fā)展和使用越來越廣泛,在技術上和質量上其中一些知名企業(yè)也脫穎而出例如一開投資集團多年來公司一直致力于民族電氣工業(yè)的發(fā)展,與眾多科研院所、高校及國際行業(yè)巨頭建立緊密的合作,設立了“上海一開電器科學研究所”,專業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)輸配電控制設備、高低壓電器元件、智能電氣等產(chǎn)品,先后開發(fā)了“智能型PLC控制總屏”及“智能型成套開關總控”等各種高、低壓電器元件;與沈陽變壓器研究所合作,研發(fā)、生產(chǎn)高低壓變壓器產(chǎn)品,先后開發(fā)了S(B)H15-M、S(B)H16-M型非晶合金卷鐵芯電力變壓器,SC9、SCB9、SC10、SCB10系列樹脂絕緣干式變壓器,SG10型H級絕緣干式電力變壓器,SGB11-R卷鐵芯H級非包封線圈干式電力變壓器,10kV級S9、S11系列油浸式電力變壓器,35kV級S9-□-□系列油浸式電力變壓器等系列產(chǎn)品并同時研發(fā)生產(chǎn)了變壓器生產(chǎn)用箔式繞線機、非晶合金剪切機、高低壓繞線機等專用機械設備;與美國通用公司(GE)強強聯(lián)手,打造亞太地區(qū)最大、最專業(yè)的船用開關設備及低壓電氣設備,先后開發(fā)了GEA plus2.0、Modula plus、Modula 630k、船用變壓器、船用箱式變電站、船用電氣自動化設備、隧道專用配電柜等系列產(chǎn)品。
發(fā)展前景
1、中頻變壓器產(chǎn)量大、價格低,并以出口為主,出口帶動其快速發(fā)展。目前我國電子系統(tǒng)內企業(yè)中頻變壓器的行業(yè)平均價格為0.626元/只,但多數(shù)企業(yè)的平均出廠價在0.20~0.30元/只之間,高者在1元/只左右。
2、電源變壓器市場需求旺盛。電源變壓器是勞動密集型產(chǎn)品,并以用戶定制生產(chǎn)為主,近幾年來國內外市場需求旺盛,成為發(fā)展迅速的熱門產(chǎn)品。而印度將增長25%。通信、計算機、消費類電子產(chǎn)品是其三大主力市場,其中通信需求的增長將起很大的推動作用,現(xiàn)全球電源變壓器年需求已超過百億美元,并向表面安裝、高功率和高壓方面發(fā)展。
非晶合金變壓器若能完全替代新S9系列配變,如10kV級配電變壓器年需求量按5000萬kVA計算時,那么,一年便可節(jié)電100億kW?h以上。同時,還可帶來少建電廠的良好的環(huán)保效益,少向大氣排放溫室氣體,這樣會大大地減輕對環(huán)境的直接污染,使其成為新一代名副其實的綠色環(huán)保產(chǎn)品。總之,國家在城鄉(xiāng)電力網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展與改造中,若能大量推廣采用三相非晶鐵芯配電變壓器產(chǎn)品,其最終會獲得節(jié)能與環(huán)保兩方面的效益。
分類
電力變壓器按用途分類:升壓(發(fā)電廠6.3kV/10.5kV或10.5kV/110kV等)、聯(lián)絡(變電站間用220kV/110kV或110kV/10.5kV)、降壓(配電用35kV/0.4kV或10.5kV/0.4kV)。
電力變壓器按相數(shù)分類:單相、三相。
電力變壓器按繞組分類:雙繞組(每相裝在同一鐵心上,原、副繞組分開繞制、相互絕緣)、三繞組(每相有三個繞組,原、副繞組分開繞制、相互絕緣)、自耦變壓器(一套繞組中間抽頭作為一次或二次輸出)。三繞組變壓器要求一次繞組的容量大于或等于二、三次繞組的容量。三繞組容量的百分比按高壓、中壓、低壓順序有:100/100/100、100/50/100、100/100/50,要求二、三次繞組均不能滿載運行。一般三次繞組電壓較低,多用于近區(qū)供電或接補償設備,用于連接三個電壓等級。自耦變壓器:有升壓或降壓二種,因其損耗小、重量輕、使用經(jīng)濟,為此在超高壓電網(wǎng)中應用較多。小型自耦變壓器常用的型號為400V/36V(24V),用于安全照明等設備供電。
電力變壓器按絕緣介質分類:油浸變壓器(阻燃型、非阻燃型)、干式變壓器、110kVSF6氣體絕緣變壓器。
電力變壓器鐵心均為芯式結構。
一般通信工程中所配置的三相電力變壓器為雙繞組變壓器。
雙繞組電力變壓器的接線組別
三相變壓器和三相變壓器組可連接成星形、三角形、曲折形,在高壓側分別用Y、D、Z符號表示,在低壓側分別用y、d、z符號表示,有中性點引出時高壓用YN、ZN符號表示,低壓用yn、zn符號表示。根據(jù)三相繞組的不同接線組合,可有12種接線組別。但是為了制造及使用的方便,我國原規(guī)定了5種接線組別:Y,Yn0(Y/Y0-12);Y,Yn(Y/Y-12);YN,Yn(Y0/Y-12);Y,d11(Y/△-11);YN,d11(Y0/△-11)。
Y,Yn0(Y/Y0-12):用于配電變壓器。一、二次繞組均為星形接線,二次繞組為中性點接地方式。
YN,d11(Y0/△-11)用于高壓輸電線路,使電力系統(tǒng)的高壓側有可能接地。
Y,zn11:一次繞組為星形接線,二次繞組為中性點接地的曲折形接線(屬星形接線)方式。
但上述幾種接線未包括D,yn11。在通信行業(yè)、城市電網(wǎng)、工礦企業(yè)及民用建筑10/0.4/0.23kV的配電系統(tǒng)中,多年來一直采用國家定型產(chǎn)品Y,Yn0接線的三相變壓器,是沿襲原蘇聯(lián)以前采用的標準。但從國外引進技術生產(chǎn)的配電變壓器有二種接線方式(D,Yn0;D,yn11),國內外資企業(yè)所選用的變壓器及多數(shù)國家的配電變壓器均采用D,Yn11接線。
我國國家標準JGJ16-2008《民用建筑電氣設計規(guī)范》對變壓器接線組別的選用有以下規(guī)定:
具有如下情況之一者,宜選用接線組別為D,Yn11型變壓器:
² 三相不平衡負載超過變壓器每相額定功率15%以上者。
² 需要提高單相短路電流值,確保低壓單相接地保護裝置靈敏度者。
² 需要限制三次諧波含量者。
供電方式
10KV高壓電網(wǎng)采用三相三線中性點不接地系統(tǒng)運行方式。
電力變壓器
用戶變壓器供電大都選用Yyn0結線方式的中性點直接接地系統(tǒng)運行方式,可實現(xiàn)三相四線制或五線制供電,如TN-S系統(tǒng)。
主要部件
普通變壓器的原、副邊線圈是同心地套在一個鐵芯柱上,內為低壓繞組,外為高壓繞組。(電焊機變壓器原、副邊線圈分別裝在兩個鐵芯柱上)。
變壓器在帶負載運行時,當副邊電流增大時,變壓器要維持鐵芯中的主磁通不變,原邊電流也必須相應增大來達到平衡副邊電流。
變壓器二次有功功率一般=變壓器額定容量(KVA)×0.8(變壓器功率因數(shù))=KW。
電力變壓器主要有:
A、吸潮器(硅膠筒):內裝有硅膠,儲油柜(油枕)內的絕緣油通過吸潮器與大氣連通,干燥劑吸收空氣中的水分和雜質,以保持變壓器內部繞組的良好絕緣性能;硅膠變色、變質易造成堵塞。
B、油位計:反映變壓器的油位狀態(tài),一般在+20O左右,過高需放油,過低則加油;冬天溫度低、負載輕時油位變化不大,或油位略有下降;夏天,負載重時油溫上升,油位也略有上升;二者均屬正常。
C、油枕:調節(jié)油箱油量,防止變壓器油過速氧化,上部有加油孔。
D、防爆管:防止突然事故對油箱內壓力聚增造成爆炸危險。
E、信號溫度計:監(jiān)視變壓器運行溫度,發(fā)出信號。指示的是變壓器上層油溫,變壓器線圈溫度要比上層油溫高10℃。國標規(guī)定:變壓器繞組的極限工作溫度為105℃;(即環(huán)境溫度為40℃時),上層溫度不得超過95℃,通常以監(jiān)視溫度(上層油溫)設定在85℃及以下為宜。
F、分接開關:通過改變高壓繞組抽頭,增加或減少繞組匝數(shù)來改變電壓比。
∵:U1/U2=W1/W2,U1W2=U2W1,
∴:U2=U1W2/W1。
一般變壓器均為無載調壓,需停電進行:常分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三擋+5%、0%、-5%(一次為10.5KV、10KV、0.95KV二次為380V、400V、420V),出廠時一般置于Ⅱ擋。
G、瓦斯信號繼電器:(氣體繼電器)輕瓦斯、重瓦斯信號保護。上接點為輕瓦斯信號,一般作用于信號報警,以表示變壓器運行異常;下接點為重瓦斯信號,動作后發(fā)出信號的同時使斷路器跳閘、掉牌、報警;一般瓦斯繼電器內充滿油說明無氣體,油箱內有氣體時會進入瓦斯繼電器內,達到一定程度時,氣體擠走貯油使觸點動作;打開瓦斯繼電器外蓋,頂上有二調節(jié)桿,擰開其中一帽可放掉繼電器內的氣體;另一調節(jié)桿是保護動作試驗紐;帶電操作時必須戴絕緣手套并強調安全。
銘牌值
為了使變壓器經(jīng)濟、安全地運行,并保證一定的使用壽命,生產(chǎn)商通常會對其產(chǎn)品規(guī)定額定值。并在設備出廠前根據(jù)額定值進行產(chǎn)品試驗,把按額定運行的數(shù)據(jù)標注在變壓器銘牌上(表1)。
表1 變壓器銘牌
銅線電力變壓器
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產(chǎn)品標準:GB/T10228
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型號:SCB9
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額定容量:1000kVA
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相數(shù):3
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額定頻率:50Hz
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額定電壓
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高壓:10000V
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額定電流
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高壓:57.8A
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低壓:400/230V
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低壓:1445A
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使用條件:IP20戶內式
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線圈溫升:105℃
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油面溫升:(油浸變壓器標注)
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阻抗電壓:6%
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冷卻方式:強迫風冷
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接線連接圖
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向量圖
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連接組編號
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開關位置
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分界頭位置
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高壓
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低壓
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高壓
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低壓
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D,Yn0
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Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
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10500
10250
10000
9750
9500
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8
相關技術術語及數(shù)據(jù)
額定容量:變壓器在額定運行條件下,變壓器輸出能力的保證值。即:
S=1.73×ULIL×10-3(kVA)
式中:
UL——變壓器低壓側線電壓(V);
IL——變壓器低壓側線電流(A);
額定電壓:變壓器在額定運行條件下,根據(jù)變壓器絕緣強度、允許溫升所規(guī)定的原、副邊電壓值。
線圈溫升:變壓器溫度與周圍介質溫度的差值。
油浸變壓器:①線圈溫升:65℃(冷卻介質最高溫度40℃);②油溫溫升:55℃(最高頂層油溫95℃,冷卻介質最高溫度40℃)。
干式變壓器:線圈溫升:100℃(F級絕緣),80℃(B級絕緣),環(huán)境溫度不大于40℃。
阻抗電壓:也稱為短路電壓。即當一個線圈短路,在另一線圈達到額定電流時,所施加的電壓。一般以額定電壓的百分數(shù)表示。短路電壓值的大小在變壓器運行中有極其重要的意義,它是考慮短路電流、繼電保護特性及變壓器并聯(lián)的依據(jù)。
短路損耗:一個線圈通過額定電流,另一個線圈短路時,所產(chǎn)生的損耗(用W或kW表示)。短路損耗是電流通過電阻產(chǎn)生的損耗,即銅損。
空載損耗:變壓器在空載狀態(tài)下的損耗(因空載電流及一次繞組電阻很小,銅損可忽略,基本等于鐵損)。
空載電流:當變壓器二次繞組開路,一次繞組施加額定頻率的額定電壓時,其中所通過的電流。通常以額定電流的百分數(shù)表示:I0%=I0/IN×100%,變壓器容量越大,其空載電流越小。
送電
A、新變壓器除廠家進行出廠試驗外,安裝竣工投運前均應現(xiàn)場吊芯檢查;大修后也一樣。(短途運輸沒有顛簸時可不進行,但應作耐壓等試驗)。
電力變壓器
B、變壓器停運半年以上時,應測量絕緣電阻,并做油耐壓試驗。
C、變壓器初次投入應作≤5次全電壓合閘沖擊試驗,大修后為≤3次同時應空載運行24h無異常,才能逐步投入負載;并做好各項記錄。目的是為了檢查變壓器絕緣強度能否承受額定電壓或運行中出現(xiàn)的操作過電壓,也是為了考核變壓器的機械強度和繼電保護動作的可靠程度。
D、新裝和大修后的變壓器絕緣電阻,在同一溫度下,應不低于制造廠試驗值的70%。
E、為提高變壓器的利用率,減少變損,變壓器負載電流為額定電流的75~85%時較為合理。
巡檢
變配電所有人值班時,每班巡檢一次,無人值班可每周一次,負荷變化激烈、天氣異常、新安裝及變壓器大修后,應增加特殊巡視,周期不定。
A、負荷電流是否在額定范圍之內,有無劇烈的變化,運行電壓是否正常。
B、油位、油色、油溫是否超過允許值,有無滲漏油現(xiàn)象。
C、瓷套管是否清潔,有無裂紋、破損和污漬、放電現(xiàn)象,接觸端子有否變色、過熱現(xiàn)象。
D、吸潮器中的硅膠變色程度是否已經(jīng)飽和,變壓器運行聲音是否正常。
E、瓦斯繼電器內有否空氣,是否充滿油,油位計玻璃有否破裂,防爆管的隔膜是否完整。
F、變壓器外殼、避雷器、中性點接地是否良好,變壓器油閥門是否正常。
G、變壓器間的門窗、百葉窗鐵網(wǎng)護欄及消防器材是否完好,變壓器基礎有否變形。
運行維護
變壓器的運行維護主要包括四方面的內容:基本要求、設備倒閘操作、巡視檢查及事故處理。
(1)基本要求
1)高壓維護人員必須持證上崗,無證者無權操作。
2)需停電檢修時,應報主管部門批準,并通知用戶后進行。
3)室外油浸變壓器應每年檢測絕緣油一次,室內油浸變壓器應每二年檢測絕緣油一次。
(2)變壓器倒閘操作順序:停電時先停負荷側,后停電源側;送電時與上述操作順序相反。
1)從電源側逐級向負荷側送電,如有故障便于確定故障范圍,及時作出判斷和處理,以免故障蔓延擴大。
2)多電源的情況下,先停負荷側可以防止變壓器反充電。若先停電源側,遇有故障可能造成保護裝置誤動。
(3)巡視檢查:根據(jù)變電安全運行規(guī)程要求,運行值班人員除交接班需要進行巡視檢查外,一次變電所每班應巡視檢查5次。巡視檢查項目如下。
1)變壓器溫度及聲音是否正常,有無異味、變色、過熱及冒煙等現(xiàn)象。油浸變壓器的上層油溫根據(jù)生產(chǎn)廠家的規(guī)定最高不超過95℃(允許溫升55℃),為防止變壓器油過快劣化,上層油溫不宜超過85℃。
2)保持瓷瓶、套管、磁質表面清潔,觀察有無裂紋破損、放電現(xiàn)象。油浸變壓器的油位應合乎標準、顏色正常、無漏油噴油現(xiàn)象。
3)干式變壓器的風機運轉聲音及溫控器指示是否正常。
4)變壓器高、低壓、接地的接線處是否接觸良好,有無變色現(xiàn)象。
(4)變壓器的事故處理
1)發(fā)現(xiàn)下列情況之一者應立即停止運行
a.內部異音很大,并有爆裂聲。
b.正常冷卻情況下,溫度急劇上升。
c.油枕和防爆桶噴油、冒煙(油浸變壓器)。
d.嚴重漏油,已看不到油位(油浸變壓器)。
e.變壓器冒煙、著火。
f.套管有嚴重破裂及放電現(xiàn)象。
j.接線端子熔斷,出現(xiàn)斷相運行。
2)處理步驟
a.首先按照倒閘操作順序,斷開變壓器高、低壓側開關,并做好安全措施。
b.變壓器上蓋著火時,打開底部油門,使其低于著火處。
3)允許向主管部門聯(lián)系后再處理的事故及其處理步驟
a.變壓器負荷超過運行規(guī)程規(guī)定時,應及時報告上級負責人,并注意監(jiān)測負荷及溫度。
b.聲音異常、端子過熱或發(fā)紅熔化,應及時報告上級負責人,以便及時采取措施。
c.變壓器溫度超過允許溫升,應盡快查明原因。檢查三相負荷是否平衡(是否有匝間短路現(xiàn)象),變壓器的冷卻裝置是否正常,有載調壓器分接開關是否接觸不良,變壓器鐵心硅鋼片間是否短路。
4)油浸變壓器輕瓦斯動作,發(fā)出告警信號及信號繼電器掉牌時的處理
a.首先查明原因:是否漏油導致油面降低,變壓器故障而產(chǎn)生少量氣體,變壓器內部短路故障引起油溫升高,瓦斯繼電器內部有無氣體,二次回路和瓦斯保護裝置。
b.處理方法:立即關閉告警信號,恢復信號牌并將開關把手轉向開閘位置,并斷開重瓦斯保護的跳閘壓板。若是瓦斯繼電器內部故障,則應及時更換。10
定期保養(yǎng)
①、油樣化驗——耐壓、雜質等性能指標每三年進行一次,變壓器長期滿負荷或超負荷運行者可縮短周期。
②、高、低壓絕緣電阻不低于原出廠值的70%(10MΩ),繞組的直流電阻在同一溫度下,三相平均值之差不應大于2%,與上一次測量的結果比較也不應大于2%。
③、變壓器工作接地電阻值每二年測量一次。
④、停電清掃和檢查的周期,根據(jù)周圍環(huán)境和負荷情況確定,一般半年至一年一次;
主要內容有__清除巡視中發(fā)現(xiàn)的缺陷、瓷套管外殼清掃、破裂或老化的膠墊更換、連接點檢查擰緊、缺油補油、呼吸器硅膠檢查更換等。
電力變壓器的接地
1、變壓器的外殼應可靠接地,工作零線與中性點接地線應分別敷設,工作零線不能埋入地下。
2、變壓器的中性點接地回路,在靠近變壓器處,應做成可拆卸的連接螺栓。
3、裝有閥式避雷器的變壓器其接地應滿足三位一體的要求;即變壓器中性點、變壓器外殼、避雷器接地應連接在一處共同接地。
4、接地電阻應≤4歐姆。
故障解決
1、焊接處滲漏油
主要是焊接質量不良,存在虛焊,脫焊,焊縫中存在針孔,砂眼等缺陷,電力變壓器出廠時因有焊藥和油漆覆蓋,運行后隱患便暴露出來,另外由于電磁振動會使焊接振裂,造成滲漏。對于已經(jīng)出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象的,首先找出滲漏點,不可遺漏。針對滲漏嚴重部位可采用扁鏟或尖沖子等金屬工具將滲漏點鉚死,控制滲漏量后將治理表面清理干凈,大多采用高分子復合材料進行固化,固化后即可達到長期治理滲漏的目的。
2、密封件滲漏油
密封不良原因,通常箱沿與箱蓋的密封是采用耐油橡膠棒或橡膠墊密封的,如果其接頭處處理不好會造成滲漏油故障。有的是用塑料帶綁扎,有的直接將兩個端頭壓在一起,由于安裝時滾動,接口不能被壓牢,起不到密封作用,仍是滲漏油。可用福世藍材料進行粘接,使接頭形成整體,滲漏油現(xiàn)象得到很大的控制;若操作方便,也可以同時將金屬殼體進行粘接,達到滲漏治理目的。
3、法蘭連接處滲漏油
法蘭表面不平,緊固螺栓松動,安裝工藝不正確,使螺栓緊固不好,而造成滲漏油。先將松動的螺栓進行緊固后,對法蘭實施密封處理,并針對可能滲漏的螺栓也進行處理,達到完全治理目的。對松動的螺栓進行緊固,必須嚴格按照操作工藝進行操作。
4、螺栓或管子螺紋滲漏油
出廠時加工粗糙,密封不良,電力變壓器密封一段時間后便產(chǎn)生滲漏油故障。采用高分子材料將螺栓進行密封處理,達到治理滲漏的目的。另一種辦法是將螺栓(螺母)旋出,表面涂抹福世藍脫模劑后,再在表面涂抹材料后進行緊固,固化后即可達到治理目的。
5、鑄鐵件滲漏油
滲漏油主要原因是鑄鐵件有砂眼及裂紋所致。針對裂紋滲漏,鉆止裂孔是消除應力避免延伸的最佳方法。治理時可根據(jù)裂紋的情況,在漏點上打入鉛絲或用手錘鉚死。然后用丙酮將滲漏點清洗干凈,用材料進行密封。鑄造砂眼則可直接用材料進行密封。
6、散熱器滲漏油
散熱器的散熱管通常是用有縫鋼管壓扁后經(jīng)沖壓制成在散熱管彎曲部分和焊接部分常產(chǎn)生滲漏油,這是因為沖壓散熱管時,管的外壁受張力,其內壁受壓力,存在殘余應力所致。將散熱器上下平板閥門(蝶閥)關閉,使散熱器中油與箱體內油隔斷,降低壓力及滲漏量。確定滲漏部位后進行適當?shù)谋砻嫣幚恚缓蟛捎酶J浪{材料進行密封治理。
7、瓷瓶及玻璃油標滲漏油
通常是因為安裝不當或密封失效所制。高分子復合材料可以很好的將金屬、陶瓷、玻璃等材質進行粘接,從而達到滲漏油的根本治理。
保護選擇
①、變壓器一次電流=S/(1.732*10),二次電流=S/(1.732*0.4)。
②、變壓器一次熔斷器選擇=1.5~2倍變壓器一次額定電流(100KVA以上變壓器)。
③、變壓器二次開關選擇=變壓器二次額定電流。
④、800KVA及以上變壓器除應安裝瓦斯繼電器和保護線路,系統(tǒng)回路還應配置相適應的過電流和速斷保護;定值整定和定期校驗。
并行條件
應同時滿足以下條件__聯(lián)接組別應相同、電壓比應相等(允許有±0.5%的誤差)、阻抗電壓應相等(允許有±10%的差別)、容量比不應大于3∶1。
三相變壓器是3個相同的容量單相變壓器的組合.它有三個鐵芯柱,每個鐵芯柱都繞著同一相的2個線圈,一個是高壓線圈,另一個是低壓線圈.
工作原理
用于國內變壓器的高壓繞組一般聯(lián)成Y接法,中壓繞組與低壓繞組的接法要視系統(tǒng)情況而決定。所謂系統(tǒng)情況就是指高壓輸電系統(tǒng)的電壓相量與中壓或低壓輸電系統(tǒng)的電壓相量間關系。如低壓系配電系統(tǒng),則可根據(jù)標準規(guī)定決定。
高壓繞組常聯(lián)成Y接法是由于相電壓可等于線電壓的57.7%,每匝電壓可低些。
1).國內的500、330、220與110kV的輸電系統(tǒng)的電壓相量都是同相位的,所以,對下列電壓比的三相三繞組或三相自耦變壓器,高壓與中壓繞組都要用星形接法。當三相三鐵心柱鐵心結構時,低壓繞組也可采用星形接法或角形接法,它決定于低壓輸電系統(tǒng)的電壓相量是與中壓及高壓輸電系統(tǒng)電壓相量為同相位或滯后30°電氣角。
500/220/LVkV─YN,yn0,yn0或YN,yn0,d11
220/110/LVkV─YN,yn0,yn0或YN,yn0,d11
330/220/LVkV─YN,yn0,yn0或YN,yn0,d11
330/110/LVkV─YN,yn0,yn0或YN,yn0,d11
2).國內60與35kV的輸電系統(tǒng)電壓有二種不同相位角。
如220/60kV變壓器采用YNd11接法,與220/69/10kV變壓器用YN,yn0,d11接法,這二個60kV輸電系統(tǒng)相差30°電氣角。
當220/110/35kV變壓器采用YN,yn0,d11接法,110/35/10kV變壓器采用YN,yn0,d11接法,以上兩個35kV輸電系統(tǒng)電壓相量也差30°電氣角。
所以,決定60與35kV級繞組的接法時要慎重,接法必須符合輸電系統(tǒng)電壓相量的要求。根據(jù)電壓相量的相對關系決定60與35kV級繞組的接法。否則,即使容量對,電壓比也對,變壓器也無法使用,接法不對,變壓器無法與輸電系統(tǒng)并網(wǎng)。
3).國內10、6、3與0.4kV輸電與配電系統(tǒng)相量也有兩種相位。在上海地區(qū),有一種10kV與110kV輸電系統(tǒng)電壓相量差60°電氣角,此時可采用110/35/10kV電壓比與YN,yn0,y10接法的三相三繞組電力變壓器,但限用三相三鐵心柱式鐵心。
4).但要注意:單相變壓器在聯(lián)成三相組接法時,不能采用YNy0接法的三相組。三相殼式變壓器也不能采用YNy0接法。
三相五柱式鐵心變壓器必須采用YN,yn0,yn0接法時,在變壓器內要有接成角形接法的第四繞組,它的出頭不引出(結構上要做電氣試驗時引出的出頭不在此例)。
5).不同聯(lián)結組的變壓器并聯(lián)運行時,一般的規(guī)定是聯(lián)結組別標號必須相同。
6).配電變壓器用于多雷地區(qū)時,可采用Yzn11接法,當采用z接法時,阻抗電壓算法與Yyn0接法不同,同時z接法繞組的耗銅量要多些。Yzn11接法配電變壓器的防雷性能較好。
7).三相變壓器采用四個卷鐵心框時也不能采用YNy0接法。
8).以上都是用于國內變壓器的接法,如出口時應按要求供應合適的接法與聯(lián)結組標號。
9).一般在高壓繞組內都有分接頭與分接開關相聯(lián)。因此,選擇分接開關時(包括有載調壓分接開關與無勵磁調壓分接開關),必須注意變壓器接法與分接開關接法相配合(包括接法、試驗電壓、額定電流、每級電壓、調壓范圍等)。對YN接法的有載調壓變壓器所用有載調壓分接開關而言,還要注意中點必須能引出。
安裝工藝
變壓器英文名稱(transformer) [trAns'fC:mE(r),tra:-]。
變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件,當初級線圈中通有交流電流時,鐵芯(或磁芯)中便產(chǎn)生交流磁通,使次級線圈中感應出電壓(或電流)。變壓器由鐵芯(或磁芯)和線圈組成,線圈有兩個或兩個的繞組,其中接電源的繞組叫初級線圈,其余的繞組叫次級線圈。
變壓器是一種常見的電子元件和電氣設備, 可用來把某種數(shù)值的交變電壓變換為同頻率的另一數(shù)值的交變電壓,也可以改變交流電的數(shù)值及變換阻抗或改變相位或變換頻率。
為什么需要電力變壓器。
發(fā)電廠欲將P=sqrt(3)*UIcosφ的電功率輸送到用電的區(qū)域,在P、cosφ為一定值時,若采用的電壓愈高,則輸電線路中的電流愈小,因而可以減少輸電線路上的損耗,節(jié)約導電材料。所以遠距離輸電采用高電壓是最為經(jīng)濟的。我國交流輸電的電壓最高已達500kV。這樣高的電壓,無論從發(fā)電機的安全運行方面或是從制造成本方面考慮,都不允許由發(fā)電機直接生產(chǎn)。發(fā)電機的輸出電壓一般有3.15kV、6.3kV、10.5 kV、 15.75 kV等幾種,因此必須用升壓變壓器將電壓升高才能遠距離輸送。
為什么需要配電變壓器:電能輸送到用電區(qū)域后,為了適應用電設備的電壓要求,還需通過各級變電站(所)利用變壓器將電壓降低為各類電器所需要的電壓值。
在用電方面,多數(shù)用電器所需電壓是380V、220V或36 V,少數(shù)電機也采用3kV、6kV等。
產(chǎn)品標準
GB1094.1-2008《電力變壓器》第一部分總則
GB1094.2-2008《電力變壓器》第二部分溫升
GB1094.3-2008《電力變壓器》第三部分絕緣水平和絕緣試驗
GB1094.5-2008《電力變壓器》第五部分承受短路能力
GN/T6451-1999《三相油浸式電力變壓器技術參數(shù)和要求》
GB/T16274-1996《油浸式電力變壓器技術參數(shù)和要求500kV級》
GB1207-1997《電壓互感器》
GB1208-1997《電流互感器》
GB6450-1986《干式電力變壓器》
GB10228-1988《三相空氣自冷干式電力變壓器技術條件》
GB10228-1997《干式電力變壓器技術參數(shù)和要求》
GB10229-1988《電抗器》
GB10230-1988《有載分接開關》
GB4109-1997《高壓套管技術條件》
GB156-2003《標準電壓》
GB/T12325-2003《電能質量供電電壓允許偏差》
GB19212.1-2003《電力變壓器、電源裝置和類似產(chǎn)品的安全》第一部分通用要求和試驗
ZBK41005-1989《6~220kV級變壓器聲級》
干式
1.環(huán)氧樹脂絕緣干式變壓器
2.氣體絕緣干式變壓器
干式電力變壓器
3、H級絕緣干式變壓器
合金鐵芯
變壓器是根據(jù)電磁原理而制造的一種輸變電設備,導磁磁路系統(tǒng)是變壓器的一個主要部分。導磁材料的性能直接影響變壓器的技術經(jīng)濟指標。本文介紹的是用非晶合金作為導磁材料所制造的一種配電變壓器,其空載損耗值與同容量的新S9型配電變壓器相比,可降低75%,節(jié)能效果明顯。
在電力系統(tǒng)中,發(fā)、供、用電過程的電能損耗主要包括線路損耗和變壓器損耗兩大部分。整個線路除有一定數(shù)量的輸電變壓器外,還有運行在電力系統(tǒng)末端的配電變壓器,其總數(shù)量和總容量所占的比例很大,為配電網(wǎng)中不可缺少的主要設備,分布面非常廣泛。國家還在不斷進行電網(wǎng)建設和改造,如果所有配電變都能采用非晶合金鐵芯變壓器,那么既可為國家節(jié)約大量能源,又會取得顯著的環(huán)保效益。
設計思路
三點要求:
(1)由于非晶合金材料的飽和磁密較低,在產(chǎn)品設計時,額定磁通密度不宜選得太高,通常選取1.3~1.35T磁通密度便可獲得較好的空載損耗值。
(2)非晶合金材料的單片厚僅為0.03mm,所以其疊片系數(shù)也只能達到82%~86%。
(3)為了使用戶能獲得免維護或少維護的好處,現(xiàn)把非晶合金配電變壓器的產(chǎn)品,都設計成全密封式結構。
變壓器非晶合金結構特點。
利用導磁性能突出的非晶合金,來用作制造變壓器的鐵芯材料,最終能獲得很低的損耗值。但它具有許多特性,在設計和制造中是必須保證和考慮的。主要體體現(xiàn)以下幾個方面:
(1)非晶合金片材料的硬度很高,用常規(guī)工具是難以剪切的,所以設計時應考慮減少剪切量。
(2)非晶合金單片厚度極薄,材料表面也不是很平坦,則鐵芯填充系數(shù)較低。
(3)非晶合金對機械應力非常敏感。結構設計時,必須避免采用以鐵芯作為主承重結構件的傳統(tǒng)設計方案。
(4)為了獲得優(yōu)良的低損耗特性,非晶合金鐵芯片必須進行退火處理。
(5)從電氣性能上。為了減少鐵芯片的剪切量,整臺產(chǎn)品的鐵芯由四個單獨的鐵芯框并列組成,并且每相繞組是套在磁路獨立的兩框上。每個框內的磁通除基波磁通外,還有三次諧波磁通的存在,一個繞組中的兩個卷鐵芯框內,其三次諧波磁通正好在相位上相反,數(shù)值上相等,因此,每一組繞組內的三次諧波磁通向量和為零。如一次側是D接法,有三次諧波電流的回路,當在感應出的二次側電壓波形上,就不會有三次諧波電壓的分量。
根據(jù)上面分析,三相非晶合金配電變壓器最合理的結構為:
電力變壓器鐵心
鐵芯,由四個單獨鐵芯框在同一平面內組成三相五柱式,必須經(jīng)退火處理,并帶有交叉鐵軛接縫,截面形狀呈長方形。繞組,為長方形截面,可單獨繞制成型的,雙層或多層矩形層式。油箱,為全密封免維護的波紋結構。
性能要求
廣泛采用的新S9型配電變壓器,其鐵芯所采用的導磁材料通常為30Z140高導磁冷軋硅鋼片,其飽和磁密比非晶合金高,產(chǎn)品設計時所選取的磁通密度通常在1.65~1.75T之間。這也就是非晶合金鐵芯配電變壓器比新S9型配電變壓器空載損耗低的一個主要原因。表1為三相非晶合金鐵芯配電變壓器與新S9型配電變壓器空載損耗值的比較。
非晶合金和新S9型配電變壓器空載損耗值的比較。
箔式繞線機。
使用效果
三相非晶合金鐵芯配電變壓器與新S9型配電變壓器相比,其年節(jié)約電能量是相當可觀的。
以800kVA為例,△P0為1.05kW;兩種型式配電變壓器的負載損耗值是一樣的,則△Pk=0, ,便可計算出一臺產(chǎn)品每年可減少的電能損耗為:
△Ws=8760(1.05+0.62×0)=9198kW?h
通過該種規(guī)格產(chǎn)品的計算可知,三相非晶合金鐵芯配電變壓器系列產(chǎn)品的節(jié)能效果非同一般。由于油箱又設計成全密封式結構,使變壓器內的油與外界空氣不接觸,防止了油的氧化,延長了產(chǎn)品的使用壽命,為用戶節(jié)約了維護費用。
防火防爆
電力變壓器是電力系統(tǒng)中輸配電力的主要設備。電力變壓器主要是將電網(wǎng)的高壓電降低為可以直接使用的6000伏(V)或380伏(V)電壓,給用電設備供電。
如變壓器內部發(fā)生過載或短路,絕緣材料或絕緣油就會因高溫或電火花作用而分解,膨脹以至氣化,使變壓器內部壓力急劇增加,可能引起變壓器外殼爆炸,大量絕緣油噴出燃燒,油流又會進一步擴大火災危險。
運行中防火爆炸要注意:
(1)不能過載運行:長期過載運行,會引起線圈發(fā)熱,使絕緣逐漸老化,造成短路。
(2)經(jīng)常檢驗絕緣油質:油質應定期化驗,不合格油應及時更換,或采取其它措施。
(3)防止變壓器鐵芯絕緣老化損壞,鐵芯長期發(fā)熱造成絕緣老化。
(4)防止因檢修不慎破壞絕緣,如果發(fā)現(xiàn)擦破損傷,就及時處理。
(5)保證導線接觸良好,接觸不良產(chǎn)生局部過熱。
(6)防止雷擊,變壓器會因擊穿絕緣而燒毀。
(7)短路保護:變壓器線圈或負載發(fā)生短路,如果保護系統(tǒng)失靈或保護定值過大,就可能燒毀變壓器。為此要安裝可靠的短路保護。
(8)保護良好的接地。
(9)通風和冷卻:如果變壓器線圈導線是A級絕緣,其絕緣體以紙和棉紗為主。溫度每升高8℃其絕緣壽命要減少一半左右;變壓器正常溫度90℃以下運行,壽命約20年;若溫度升至105℃,則壽命為7年。變壓器運行,要保持良好的通風和冷卻。
增加用途
廣泛用于照明、機床電器、機械電子設備、醫(yī)療設備、整流裝置,軍隊,航天等。產(chǎn)品性能均能滿足用戶各種特殊要求。
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