電力變壓器基礎知識（課堂PPT）

1、.1電力變壓器山東臨沂 張培杰.2變壓器是一種靜態(tài)的電機，通過電磁感應關系，將一種電壓等級的交流電轉變成同頻率的另一種電壓等級的交流電。電力變壓器是指在電力系統(tǒng)中，用于升壓、降壓，以便實現電能經濟、遠距離傳輸，供用戶使用的變壓器第一篇：基礎知識一、概 念：山東臨沂 張培杰.3按功能分，電力變壓器按功能分，有按功能分，電力變壓器按功能分，有升壓變壓器和降壓升壓變壓器和降壓變壓器變壓器兩大類。兩大類。按相數分，有按相數分，有三相變壓器和單相變壓器三相變壓器和單相變壓器。在工廠變電所。在工廠變電所中一般都用三相變壓器。中一般都用三相變壓器。 按調壓方式分，有按調壓方式分，有無勵磁調壓和有載調壓無勵磁

2、調壓和有載調壓變壓器兩大類。變壓器兩大類。用戶（變電所）大多采用無載調壓變壓器。用戶（變電所）大多采用無載調壓變壓器。按繞組形式分，有按繞組形式分，有雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器變壓器三大類。三大類。 按冷卻介質分，有按冷卻介質分，有干式和油浸式干式和油浸式變壓器兩類。而油浸式變壓器兩類。而油浸式變壓器又分為變壓器又分為油浸自冷式、油浸風冷式和強迫油循環(huán)風油浸自冷式、油浸風冷式和強迫油循環(huán)風冷冷（或水冷）式三種類型。（或水冷）式三種類型。 二、分類：山東臨沂 張培杰.4三、基本原理：原線圈副線圈1 1、空載：、空載：(1)(1)、原理描述：、原理描述：

3、電源電源u1u1接入一次繞組后，即產生電流接入一次繞組后，即產生電流i0,i0,由于電磁感應原理，即由于電磁感應原理，即產生感應電動勢產生感應電動勢e1,e1,并建立空載磁場（并建立空載磁場（F0=I0F0=I0N1)N1)。根據右手定根據右手定則確定磁場方向則確定磁場方向，如圖。通過鐵心的為主磁通，如圖。通過鐵心的為主磁通m,m,其他的叫漏其他的叫漏磁通磁通1 1。主磁通。主磁通m,m,在二次側感應出感應電動勢在二次側感應出感應電動勢e2e2。這樣借助。這樣借助于主磁通就實現能量：電于主磁通就實現能量：電磁磁電的傳遞。漏磁通電的傳遞。漏磁通1供鐵心供鐵心磁滯和渦流損耗，二者合稱磁滯和渦流損耗

4、，二者合稱“鐵損鐵損”。電流在繞組中電阻的發(fā)。電流在繞組中電阻的發(fā)熱損耗稱熱損耗稱“銅損銅損”。山東臨沂 張培杰.5三、基本原理：1、空載：(2)、空載參數空載電流I0:空載電流絕大部分用于產生主磁通，屬于無功分量。很小部分形成鐵損，發(fā)熱散失屬于有功分量。無功分量遠大于有功分量，因此電網中不允許變壓器長期空載運行。銘牌上標出的空載電流是百分數。%100(%)00=NIII山東臨沂 張培杰.6三、基本原理1、空載：(2)、空載參數空載損耗P0:空載運行時，副邊雖然沒有能量輸出，但源邊仍然從電源吸收有功功率，供給變壓器本身的損耗，轉化為熱能散失出去。這就是空載損耗P0?？蛰d損耗包括銅損和鐵損兩部分

5、，銅損可護綠不計。所以空載損耗P0近似等于鐵損。容量越大空載損耗比例越小。FePP0山東臨沂 張培杰.7三、基本原理：原線圈副線圈負載：負載：電源電源u1u1接入一次繞組后，即產生電流接入一次繞組后，即產生電流i1,i1,由于電磁感應原理，即產生感應由于電磁感應原理，即產生感應電動勢電動勢e1,e1, 形成磁場，通過鐵心的磁通形成磁場，通過鐵心的磁通1 1。 磁通磁通1 1在二次側感應出感應在二次側感應出感應電動勢電動勢e2e2，在二次接入負載后，二次繞組就有電流，在二次接入負載后，二次繞組就有電流i2 i2，同樣二次繞組也產，同樣二次繞組也產生磁場，通過鐵心的為磁通生磁場，通過鐵心的為磁通2

6、 2。磁通。磁通1 1與磁通與磁通2 2共同形成主磁通共同形成主磁通m m。很明顯此時比空載狀態(tài)下主磁通有所增大，電很明顯此時比空載狀態(tài)下主磁通有所增大，電磁磁電的能量傳遞效率電的能量傳遞效率更高。當然兩側也都有各自的更高。當然兩側也都有各自的 “鐵損鐵損”和和“銅損銅損”。所以電力變壓器盡。所以電力變壓器盡量減少在系統(tǒng)中空載運行。量減少在系統(tǒng)中空載運行。山東臨沂 張培杰.8 繞組及絕緣；鐵芯；吸濕器；油枕（儲油柜）；油位繞組及絕緣；鐵芯；吸濕器；油枕（儲油柜）；油位指示器（油標）；防爆管；瓦斯繼電器；高壓套管；低指示器（油標）；防爆管；瓦斯繼電器；高壓套管；低壓套管；分接開關；油箱；信號溫度

7、計；壓套管；分接開關；油箱；信號溫度計；3 3放油放油閥；閥；4 4接地端子接地端子四、基本結構：山東臨沂 張培杰.9山東臨沂 張培杰.10 分接開關分接開關 呼吸器呼吸器 瓦斯繼電器瓦斯繼電器山東臨沂 張培杰.111、鐵心鐵心是構成變壓器主磁路的部件，又是器身的骨架。由表面涂有絕緣漆膜的、高導磁性硅鋼片疊裝壓制而成。山東臨沂 張培杰.12變壓器鐵心的絕緣變壓器鐵心的絕緣鐵心的絕緣有兩種，即鐵心片間的絕緣以及鐵芯片與結構件間的絕緣。1、鐵心變壓器鐵心的接地變壓器鐵心的接地鐵心必須接地。鐵心及其金屬結構件必須經油箱面接地且要確保電氣接通。山東臨沂 張培杰.132. 2.繞組 繞組構成變壓器的繞組

8、構成變壓器的電路，是帶有電纜電路，是帶有電纜紙的圓或扁導線繞紙的圓或扁導線繞成。成。 高壓繞組在外層，高壓繞組在外層，便于絕緣和散熱。便于絕緣和散熱。繞組間，繞組與鐵繞組間，繞組與鐵芯間都要有絕緣材芯間都要有絕緣材料隔開。料隔開。.143.分接開關有無勵磁調壓和有有無勵磁調壓和有載調壓兩種方式。載調壓兩種方式。無勵磁調壓把變壓無勵磁調壓把變壓器各側都與電網斷器各側都與電網斷開，有載調壓是變開，有載調壓是變壓器在不中斷負載壓器在不中斷負載的情況下進行變換的情況下進行變換繞組的分接頭繞組的分接頭。山東臨沂 張培杰.153.分接開關繞組中有不同匝數繞組中有不同匝數的抽頭（分接頭），的抽頭（分接頭），

9、通過分接開關改變通過分接開關改變高壓繞組匝數，一高壓繞組匝數，一般情況在高壓繞組般情況在高壓繞組上抽出適當的分接上抽出適當的分接頭，因為高壓繞組頭，因為高壓繞組在外面；高壓側電在外面；高壓側電流小。流小。無勵磁中性點調壓原理無勵磁中性點調壓原理山東臨沂 張培杰.164.油枕當變壓器油的體積隨著油的溫度膨脹或減小時，油枕起著調節(jié)油量，保證變壓器油箱內經常充滿油的作用。變壓器油枕有三種形式：波紋式、膠囊式、隔膜式。山東臨沂 張培杰.17膠囊式油枕，（以主變?yōu)槔┩ㄟ^在油枕內部的小膠囊式油枕，（以主變?yōu)槔┩ㄟ^在油枕內部的小膠囊，當油枕的油面升高時，小膠囊的體積被縮小膠囊，當油枕的油面升高時，小膠囊

10、的體積被縮小了一些；相反，油枕中的油面降低時，使小膠囊體了一些；相反，油枕中的油面降低時，使小膠囊體積也相對要增大一些。膠囊的上升下降影響著油位積也相對要增大一些。膠囊的上升下降影響著油位計的浮球上升下降，通過連桿實現油位計指示。計的浮球上升下降，通過連桿實現油位計指示。 4.油枕山東臨沂 張培杰.185.氣體繼電器 氣體繼電器（瓦斯繼電器）裝于油箱連接管與油枕之間，當變壓器內部故障時，產生氣體（油流）該繼電器動作，分為輕瓦斯信號、重瓦斯跳閘兩種。山東臨沂 張培杰.19A A、罩、罩 B B、項針、項針 C C、氣塞、氣塞D D、磁鐵、磁鐵E E、開口杯、開口杯F F、重錘、重錘 G G、探針

11、、探針 H H、支架、支架 K K、彈簧、彈簧 L L、擋板、擋板 MM、磁鐵、磁鐵 N N、螺桿、螺桿 P P、干簧接點（跳閘用）、干簧接點（跳閘用）Q Q、調節(jié)桿、調節(jié)桿 R R、干簧節(jié)點（信號用）、干簧節(jié)點（信號用）S S、套管、套管 T T、嘴子、嘴子 5.氣體繼電器山東臨沂 張培杰.206.吸濕器 吸濕器又名呼吸器，提供變壓器在溫度變化時內部氣體出入的通道，解除正常運行中因溫度變化產生對油箱的壓力。吸濕器內裝有吸附劑硅膠，油枕內的絕緣油通過吸濕器與大氣連通，內部吸附劑吸收空氣中的水分和雜質，以保持絕源油的良好性能。 山東臨沂 張培杰.21為了顯示硅膠受潮情況，一般采用變色硅膠。變色硅

12、膠原理是利用二氯化鈷（CoCL2）所含結晶水數量不同而有幾種不同顏色做成，二氯化鈷含六個分子結晶水時，呈粉紅色；含有兩個分子結晶水時呈紫紅色；不含結晶水時呈藍色。6.吸濕器山東臨沂 張培杰.227.散熱器/冷卻器油浸式變壓器冷卻裝置包括散熱器和冷卻器，不帶強油循環(huán)的稱為散熱器，帶強油循環(huán)的稱為冷卻器。山東臨沂 張培杰.238.溫度計 有油溫表、繞溫表，用于檢測變壓器溫度，帶有電接點，可發(fā)出報警和跳閘信號。山東臨沂 張培杰.249、套管絕緣套管是油浸式電力變壓器箱外的主要絕緣裝置，變壓器繞組的引出線必須穿過絕緣套管，使引出線之間及引出線與變壓器外殼之間絕緣，同時起到固定引出線的作用。 山東臨沂

13、張培杰.25五、型號、額定參數 電力變壓器的銘牌上主要標注了以下各項：變壓器型號，額定視在功率，額定電壓，額定電流，頻率，相數，接線圖與連接組別，阻抗電壓，冷卻方式等。山東臨沂 張培杰.26五、型號、額定參數1 1、型號、型號: :-/ /數字數字0-0-設計序號，性能水平序號設計序號，性能水平序號數字數字1-1-額定容量額定容量S S（KVA)KVA)數字數字2-2-高壓側額定電壓等級高壓側額定電壓等級(KV)(KV)。我廠主變：我廠主變： SFPS10-170000/220SFPS10-170000/220三相三相/ /風冷風冷/ /強迫油循環(huán)強迫油循環(huán)-17-17萬萬千伏安千伏安/220

14、/220千伏千伏山東臨沂 張培杰.27五、型號、額定參數cos322=+=NNIUPQPS2 2、額定參數、額定參數（）額定容量（）額定容量 S S 額定容量是指在額定狀態(tài)下變壓器輸出功率的保證值，單位為額定容量是指在額定狀態(tài)下變壓器輸出功率的保證值，單位為。由于電力變壓器的效率極高由于電力變壓器的效率極高，（銅損鐵損忽略不計）所以一次、二次側容量，（銅損鐵損忽略不計）所以一次、二次側容量相同。相同。（）（）額定電壓額定電壓 U U 高壓高壓 （一次）側額定電壓是指變壓器在空載時，變壓器額定分接頭對應（一次）側額定電壓是指變壓器在空載時，變壓器額定分接頭對應的電壓，單位為。二次側額定電壓是指在

15、一次側加上額定電壓時，二次的電壓，單位為。二次側額定電壓是指在一次側加上額定電壓時，二次側的空載電壓值。對三相電力變壓器，額定電壓是指線電壓。側的空載電壓值。對三相電力變壓器，額定電壓是指線電壓。（）（）額定電流額定電流 I I 根據變壓器的額定容量和額定電壓計算出來的電流稱為變壓器的額定根據變壓器的額定容量和額定電壓計算出來的電流稱為變壓器的額定電流，單位為。對三相電力變壓器，額定電流是指線電流。電流，單位為。對三相電力變壓器，額定電流是指線電流。另外，在額定運行時，變壓器的頻率、效率和溫升均為額定值。另外，在額定運行時，變壓器的頻率、效率和溫升均為額定值。三相變壓器NNIUS=單相變壓器N

16、NIUS= 3山東臨沂 張培杰QQ736929822.283、接線組別：、接線組別：接線方式：我國電力變壓器的繞組一般采用星型接線方式：我國電力變壓器的繞組一般采用星型(Y)，或三角型（，或三角型（）五、型號、額定參數 星形向量圖星形向量圖 三角形（反順序）三角形（反順序）標準標準 三角形（正順序）三角形（正順序）星星型型Y Y三三角角型型山東臨沂 張培杰QQ736929822.29接線組別：接線組別： 反應三相變壓器對稱運行時，高、低壓側對應反應三相變壓器對稱運行時，高、低壓側對應線電壓線電壓間的相位關間的相位關系。與繞組的繞向和各側接線方式有關。系。與繞組的繞向和各側接線方式有關。 所謂變壓器的聯接組別，所謂變壓器的聯接組別，是指變壓器一、二次繞組因采用不同聯接方式而形成變壓器各側對是指變壓器一、二次繞組因采用不同聯接方式而形成變壓器各側對應的應的線電壓線電壓之間的不同相位關系。之間的不同相位關系。 五、型號、額定參數例變壓器例變壓器Nd11Nd11聯接聯接（1）、高壓側接線方式用大寫字）、高壓側接線方式用大寫字母表示寫在前面母表示寫在前面,Y表示星型，表示星型，N表表示中性點引出。示中性點引出。（2）、低壓側接線方式用小寫字）、低壓側接線方式用小寫字母表示寫在后面，母表示寫在后面，d表示低壓側是表示低壓側是三角形