1、配電變壓器培訓(xùn)講義,北京華泰變壓器有限公司,1,目 錄,變壓器原理及額定數(shù)據(jù) 變壓器結(jié)構(gòu) 變壓器運(yùn)行和維護(hù)注意事項(xiàng) 變壓器柜體電氣連鎖裝置原理 考試題,2,變壓器原理及銘牌數(shù)據(jù),變壓器原理 變壓器的工作原理建立在電磁感應(yīng)原理的基礎(chǔ)上，通過(guò)電磁感應(yīng)，在兩個(gè)電路之間實(shí)現(xiàn)電能的傳遞。鐵心是閉合鐵心，原繞組接通電源后，交變電流在鐵心中產(chǎn)生一個(gè)交變磁通，交變磁通在原副繞組中感應(yīng)出交流電勢(shì)，該電勢(shì)的大小均正比于磁通的變化率與對(duì)應(yīng)繞組的匝數(shù)，一、二次側(cè)電壓之比近似等于匝數(shù)比。改變副繞組的匝數(shù)，可達(dá)到改變輸出電壓的目的，此為變壓器的工作原理。,圖1 變壓器原理圖,3,變壓器原理及銘牌數(shù)據(jù),變壓器銘牌數(shù)據(jù) 每臺(tái)

2、變壓器都有一個(gè)銘牌，包括以下數(shù)據(jù)(以SCB10-1000/為例)： (1) 產(chǎn)品型號(hào)：SCB10-1000/10 (2) 標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)：GB1094.11 (3) 產(chǎn)品代號(hào)：1FBG.715.345 (4) 額定容量：1000kVA (5) 額定電壓 高壓側(cè)：10000V 低壓側(cè)：400V (6) 額定電流 高壓側(cè)：33.33 A 低壓側(cè)：1443.4 A (7) 絕緣溫升：F (8) 聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)：Dyn11 (9) 相數(shù)：3相,4,(10) 頻率：50Hz (11) 冷卻方式：AN (12) 阻抗電壓：6% (13) 絕緣水平：LI 75 AC 35/LI-AC 3 (14) 總重：3800kg

3、 (15) 出廠序號(hào)： （16）變壓器的分接檔位與電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系，見(jiàn)下表。,表1 變壓器分接檔示意表,5,銘牌數(shù)據(jù)的相關(guān)說(shuō)明： 產(chǎn)品型號(hào)：SCB10-1000/10,SCB10-1000/10,S-三相 D-單相,C-成形固體 G-干式,B-箔式繞組,10-性能損耗水平代號(hào),1000-額定容量（kVA）,10-一次側(cè)額定電壓(kV),6,額定電壓：一次繞組的額定電壓是電網(wǎng)(電源)額定電壓； 二次繞組額定電壓是在一次繞組加額定電壓，變壓器處于空載狀態(tài)時(shí)的二次電壓。 額定電流：它是變壓器正常運(yùn)行時(shí)所能承擔(dān)的電流，在三相變壓器中，額定電流均指線電流。 額定容量：在額定工作條件下，變壓器輸出能力的保證

4、值，即額定電壓與額定電流的乘積。 阻抗電壓：短路試驗(yàn)在原邊測(cè)出短路電壓的實(shí)際值Uk，用原邊額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示，稱為阻抗電壓uk,即uk = Uk /U1N100%；阻抗電壓為百分?jǐn)?shù)。 聯(lián)結(jié)組：在三相系統(tǒng)中，關(guān)心的是線值，三相變壓器高、低壓繞組線電動(dòng)勢(shì)之間的相位差，因其聯(lián)結(jié)方法的不同而不一樣，國(guó)際上采用時(shí)鐘表示法標(biāo)志三相變壓器高、低壓繞組線電動(dòng)勢(shì)的相位關(guān)系，即規(guī)定高壓繞組線電動(dòng)勢(shì)為長(zhǎng)針，永遠(yuǎn)指向鐘面上的“12”，低壓繞組線電動(dòng)勢(shì)為短針，它指向的數(shù)字表示為三相變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)的時(shí)鐘序數(shù)，其中指向“12”，時(shí)鐘序數(shù)為0。用大寫(xiě)、小寫(xiě)英文字母Y或y分別表示高、低壓繞組星形聯(lián)結(jié)；D或d分別表示高、低壓

5、繞組三角形聯(lián)結(jié)，在英文字母后邊寫(xiě)出時(shí)鐘序數(shù)。下針對(duì)高、低壓繞組Dy聯(lián)結(jié)確定其聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)為11。（見(jiàn)圖2）,7,(a) 繞組聯(lián)結(jié)圖,(b) 相量圖,圖2 Dyn11聯(lián)結(jié),8,變壓器相關(guān)內(nèi)容注釋： 變壓器的空、負(fù)載損耗： 空載損耗：變壓器的空載損耗主要是鐵損耗，主要包括 渦流損耗 負(fù)載損耗：主要是銅損耗，為原、副繞組內(nèi)電流所引起的歐姆電阻損耗，其實(shí)際值與用戶的負(fù)荷量有關(guān)。 變壓器空載合閘：變壓器穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，空載勵(lì)磁電流時(shí)額定電流的2%-10%，但在空載接通瞬間，電流的幅值卻很大，往往比額定電流還要大好幾倍。在變壓器空載接通電源的過(guò)渡過(guò)程中，自由分量磁通的大小與合閘的出相角有關(guān)?？蛰d合閘電流的沖擊對(duì)

6、變壓器本身并沒(méi)有直接的危害。 勵(lì)磁涌流：變壓器在投入運(yùn)行的合閘瞬間，被施電壓側(cè)的繞組中將會(huì)有過(guò)渡電流產(chǎn)生，即激磁涌流。 突發(fā)短路：三相變壓器的短路故障：一相接地、兩相接地、三相短路。最嚴(yán)重的情況發(fā)生在=0(即在端電壓經(jīng)過(guò)零值時(shí)發(fā)生突然短路)時(shí)，此時(shí)最大短路電流為額定電流的25-30倍，運(yùn)行時(shí)應(yīng)注意。短路時(shí)高壓繞組是張力，低壓繞組是壓力。,附加損耗,磁滯損耗,圖3 最嚴(yán)重情況下的突發(fā)短路電流,Imax,圖4 變壓器突發(fā)短路時(shí)繞組受到的機(jī)械力,9,變壓器 結(jié)構(gòu),10,鐵心 結(jié)構(gòu),鐵心采用45全斜接縫結(jié)構(gòu)，鐵心柱與鐵軛接縫處采用5級(jí)步進(jìn)單片疊積結(jié)構(gòu)，可改善接縫處的磁場(chǎng)分布。 鐵心柱自動(dòng)疊積成型，有效

7、減小鐵心片的毛刺高度、保證鐵心片的幾何尺寸精度。 采用槽鋼夾件, 夾件剛度高，鐵心外觀好,有很好的機(jī)械強(qiáng)度。上下鐵軛采用四根穿芯螺桿固定加緊力均勻，變壓器線圈套裝完成后與鐵心成為一個(gè)整體，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好。 變壓器鐵芯表面涂刷具有防銹、防潮、防止鐵心表面結(jié)露功能的環(huán)氧樹(shù)脂基涂料；金屬構(gòu)件及全部標(biāo)準(zhǔn)緊固件均有表面防銹層處理方案。,11,高、低壓線圈結(jié)構(gòu),高壓線圈環(huán)氧樹(shù)脂澆注采用靜態(tài)混料技術(shù)，繞制完的高壓線圈經(jīng)過(guò)預(yù)熱后轉(zhuǎn)入環(huán)氧樹(shù)脂真空澆注設(shè)備的澆注艙中進(jìn)行真空干燥以除去絕緣材料中的水分和氣體。環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑等化工材料分別獨(dú)立地進(jìn)行真空脫氣處理。計(jì)算機(jī)控制軟件按照工藝要求設(shè)定的配比、重量和速度，將各種

8、材料通過(guò)計(jì)量泵壓入靜態(tài)混料器，充分混合后注入帶模具的線圈中，最后將澆注完畢的線圈加溫固化。,變壓器低壓線圈采用箔繞樹(shù)脂封端結(jié)構(gòu)，并以予浸環(huán)氧樹(shù)脂F(xiàn)級(jí)絕緣的DMD復(fù)合箔作為層間絕緣。熱固化后完全成為一個(gè)剛體，有利于高、低壓線圈之間磁勢(shì)平衡，提高變壓器的動(dòng)穩(wěn)定性；可以有效地減小低壓閥側(cè)線圈中的渦流損耗。,12,變壓器附件結(jié)構(gòu),溫控儀 溫度傳感器能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)三相繞組及鐵心溫度，具有繞組超溫報(bào)警、繞組超高溫跳閘，鐵心超高溫報(bào)警，外殼開(kāi)門監(jiān)視等功能，并能通過(guò)遠(yuǎn)程通信接口將信息上送到變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，裝置失電或裝置故障信號(hào)有硬接點(diǎn)信號(hào)輸出。,柜 體 根據(jù)用戶要求，北京地鐵柜體的防護(hù)等級(jí)為IP20的外殼。

9、外殼為拼裝式，現(xiàn)場(chǎng)可方便組裝/拆卸，外殼柜體材質(zhì)為冷軋鋼板。鋼板表面噴塑，結(jié)構(gòu)緊湊，造型美觀，外殼的前后板壁上有門，便于用戶維護(hù)。殼內(nèi)設(shè)有高低壓電纜支架，電纜頭置于殼內(nèi)。,13,變壓器運(yùn)行和維護(hù)注意事項(xiàng),變壓器運(yùn)行 變壓器在運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)經(jīng)常對(duì)其進(jìn)行監(jiān)視和檢查，若發(fā)現(xiàn)有異常現(xiàn)象或有礙于變壓器正常運(yùn)行的情況發(fā)生，應(yīng)立即停電處理。情況嚴(yán)重時(shí)應(yīng)盡快與我們聯(lián)系。 監(jiān)視變壓器運(yùn)行時(shí)的聲音及溫度。 監(jiān)視、檢查變壓器的線圈、鐵心及封線的外觀，查看線圈有無(wú)損傷、變色的現(xiàn)象發(fā)生；灰塵堆積的程度以及線圈上各類標(biāo)志損壞，臟污的情況。 監(jiān)視測(cè)溫裝置等各個(gè)部件的狀況。 在運(yùn)行過(guò)程中，一定要防止水滴滴落在變壓器上，并應(yīng)避

10、免日光直接照射線圈。 在運(yùn)行過(guò)程中，防止人手及身體摸觸線圈樹(shù)脂層的表面。,14,澆注線圈樹(shù)脂層表面的對(duì)地電壓基本上等于線圈內(nèi)部帶電導(dǎo)體的對(duì)地電壓值。見(jiàn)下式： 式中， Vs線圈樹(shù)脂層表面的對(duì)地電壓 (V) Vo線圈內(nèi)部帶電導(dǎo)體的對(duì)地電壓 (V) ta 線圈樹(shù)脂層表面對(duì)地距離 (mm) te 線圈樹(shù)脂層厚度 (mm) a 空氣的介電常數(shù) a 1.0 e 樹(shù)脂的介電常數(shù) e 5.0 對(duì)于10kV 級(jí)，三相星接的線圈 Vo = 10000 / =5774V 若ta = 180 mm te = 2.5 mm 則 Vs= 5758 V 雖然線圈樹(shù)脂層的絕緣電阻相當(dāng)大，當(dāng)人摸、觸時(shí)可將充電電流限制到很小的數(shù)

11、值，但仍會(huì)受到強(qiáng)烈的電沖擊，導(dǎo)致其他的危險(xiǎn)情況出現(xiàn)。 為了防止發(fā)生意外的觸點(diǎn)事故，出廠變壓器線圈表面均有粘貼有標(biāo)示危險(xiǎn)的標(biāo)志，現(xiàn)場(chǎng)的操作人員應(yīng)注意。,15,變壓器的負(fù)載能力 變壓器在運(yùn)行過(guò)程中，是允許短時(shí)間超銘牌額定值負(fù)載的，其前提條件是不得損害其正常的使用壽命。 變壓器的使用壽命用下式表示： L = 式中， L 變壓器的使用壽命 wh變壓器繞組的熱點(diǎn)溫度 (C) a 與絕緣材料相關(guān)的系數(shù)，a=0.1 b 與絕緣材料相關(guān)的系數(shù)，對(duì)于干式變壓器 b=0.0578 干式變壓器在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫度下運(yùn)行，予期有30年的使用壽命。變壓器的壽命與其繞組的熱點(diǎn)溫度是密切相關(guān)的；繞組熱點(diǎn)溫度相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的額定

12、值每升高或降低12 K，變壓器的壽命損失將增加一半或減少一倍。這一法則是確定變壓器超銘牌額定值負(fù)載能力的重要根據(jù)。在這一法則的制約下，為了保證干式變壓器的正常使用壽命，變壓器短時(shí)超銘牌額定值負(fù)載運(yùn)行時(shí)，必須注意以下因素： a. 環(huán)境溫度 b. 過(guò)負(fù)載前的起始負(fù)載率（負(fù)載率為相對(duì)于銘牌額定值負(fù)載電流的百分率） c. 變壓器的熱時(shí)間常數(shù)。,16,變壓器的維護(hù) 干式變壓器在運(yùn)行一段時(shí)間后，應(yīng)停電進(jìn)行以下必要的檢查和保養(yǎng)： a. 檢查線圈、鐵心、封線、分接端子及各部位的緊固件，查看有無(wú)損傷、變形、變色、松動(dòng)、過(guò)熱痕跡及腐蝕等現(xiàn)象產(chǎn)生，若有不正常的情況，應(yīng)查明原因，采取必要的政策。 b. 清除變壓器上的

13、灰塵。凡手能觸及到的部位都應(yīng)用干布檫拭，但不得使用揮發(fā)性的清潔劑。鐵心、線圈內(nèi)部難以擦拭到的部位用吹風(fēng)機(jī)將灰塵吹凈。壓縮空氣的流動(dòng)方向與變壓器運(yùn)行時(shí)冷卻空氣的流動(dòng)方向相反。 檢查、保養(yǎng)完畢，變壓器再次投入運(yùn)行前，認(rèn)真檢查有無(wú)金屬或非金屬異物掉落，遺留在線圈、鐵心內(nèi)及絕緣件上。還應(yīng)進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試。 變壓器的溫控器在出現(xiàn)誤報(bào)警、誤跳閘的情況時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)參考溫控器使用說(shuō)明書(shū)檢查報(bào)警和跳閘的設(shè)定溫度是否正確。若設(shè)置溫度正確，則立即通知變壓器專業(yè)人員進(jìn)行處理。,17,變壓器柜體電氣連鎖裝置原理,電源回路,電磁鎖回路,開(kāi)門報(bào)警回路,變壓器門體電磁鎖與變壓器10kV進(jìn)線斷路器閉鎖，當(dāng)進(jìn)線斷路器分閘后，對(duì)應(yīng)電變壓器門才可打開(kāi)；變壓器門打開(kāi)的情況下，進(jìn)線10kV斷路器不能合閘。,18,變壓器柜體電氣連鎖裝置原理,合閘聯(lián)鎖回路,開(kāi)門跳閘回路,備用回路,19,變壓器柜體電氣連鎖裝置原理,20,考試題,1、變壓器在運(yùn)行前測(cè)試絕緣電阻時(shí)，絕緣電阻最小應(yīng)保證多少？(75M)