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本文由zwj0582贡献ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。第三章变压器邰能灵上海交通大学电气工程系2006.8变压器是发电厂和变电所重要的电器设备之一.变压器是发电厂和变电所重要的电器设备之一.它不仅能够实现电压的转换,以利于远距离输电和方便用户使用;能够实现电压的转换,以利于远距离输电和方便用户使用;而且能实现系统联络并改善系统运行方式和网络结构,且能实现系统联络并改善系统运行方式和网络结构,以利于电力系统的稳定性,可靠性和经济性.力系统的稳定性,可靠性和经济性.变压器是构成电力网的主要变,配电设备,起着传递,接受和分配电能的作用.要变,配电设备,起着传递,接受和分配电能的作用.在发电厂中,将发电机发出的电能经过变压器升压后并入电力网,厂中,将发电机发出的电能经过变压器升压后并入电力网,称这种升压变压器为主变压器;这种升压变压器为主变压器;另一种是分别接于发电机出口或电力网中将高电压降为用户电压,电力网中将高电压降为用户电压,向发电厂厂用母线供电的变压器,称这种变压器为厂总变压器(简称厂总变)压器,称这种变压器为厂总变压器(简称厂总变)和启动备用变压器(简称启备变).所有的变压器均为电力变压器.).所有的变压器均为电力变压器变压器(简称启备变).所有的变压器均为电力变压器.按单台变压器的相数来区分,台变压器的相数来区分,电力变压器可分为三相变压器和单相变压器.在三相电力系统中,一般使用三相变压器.变压器.在三相电力系统中,一般使用三相变压器.当容量过大受到制造条件或运输条件限制时,大受到制造条件或运输条件限制时,在三相电力系统中也可由三台单相变压器连接成三相组使用.三台单相变压器连接成三相组使用.电力变压器,为了加强绝缘和改善散热,电力变压器,为了加强绝缘和改善散热,其铁芯和绕组都一起浸入充满变压器油的油箱中,故称为油浸式变压器.此外,入充满变压器油的油箱中,故称为油浸式变压器.此外,还有一类电压不高的,无油的干式变压器,适用于需要防火等场合.一类电压不高的,无油的干式变压器,适用于需要防火等场合.在600MW机组厂房内的厂用低压变压器,就出于防火要求而普600MW机组厂房内的厂用低压变压器,机组厂房内的厂用低压变压器遍采用干式变压器.遍采用干式变压器.随着单机容量的增大,随着单机容量的增大,人们在机组的接线方式选择时一般都采用发电机变压器组的单元接线.,一般都采用发电机变压器组的单元接线.即将每台汽轮发电机和一台变压器直接连接作为一个单元,发电机和一台变压器直接连接作为一个单元,这样接线非常简单.常简单.当任一台机组发生异常和故障时对其他机组没有影响,同时也使机,炉的集中单元控制成为可能,影响,同时也使机,电,炉的集中单元控制成为可能,便于运行人员的调节,监视和事故处理.其中变压器(于运行人员的调节,监视和事故处理.其中变压器(常称为主变)的容量通常超过700MVA因此多采用三相变压器,700MVA,主变)的容量通常超过700MVA,因此多采用三相变压器,也有采用由三台单相交压器接成三相组的,有采用由三台单相交压器接成三相组的,如平圩电厂中的主变就是由三台240MVA的单相变压器接成的三相组.240MVA的单相变压器接成的三相组主变就是由三台240MVA的单相变压器接成的三相组.电力变压器按其每相绕组数分,有双绕组,电力变压器按其每相绕组数分,有双绕组,三绕组或更多绕组等形式.双绕组变压器是适用性强,更多绕组等形式.双绕组变压器是适用性强,应用最多的一种变压器.一种变压器.三绕组变压器常在需要把三个电压等级不同的电网相互连接时采用.例如,系统中220ll0,35kV之220,的电网相互连接时采用.例如,系统中220,ll0,35kV之间有时就采用三绕组变压器来连接;600MW发电机的厂用工间有时就采用三绕组变压器来连接;600MW发电机的厂用工作电源都由发电机出口连接,当厂用高压为10.5kV3kV二10.5kV和作电源都由发电机出口连接,当厂用高压为10.5kV和3kV二个电压等级时,也常采用三绕组变压器.个电压等级时,也常采用三绕组变压器.一,变压器的基本工作原理变压器是应用电磁感应原理来进行能量转换的,变压器是应用电磁感应原理来进行能量转换的,其结构的主要部分是两个(或两个以上的)互相绝缘的绕组,的主要部分是两个(或两个以上的)互相绝缘的绕组,套在一个共同的铁芯上,套在一个共同的铁芯上,两个绕组之间通过磁场而耦但在电的方面没有直接联系,合,但在电的方面没有直接联系,能量的转换以磁场为媒介.其中一个绕组接至交流电源,称为一次绕组;为媒介.其中一个绕组接至交流电源,称为一次绕组;另一个绕组接负载,称为二次绕组.另一个绕组接负载,称为二次绕组.u当一次绕组接入交流电压u=e=N一次绕组中有交变电流i当一次绕组接入交流电压u1时,一次绕组中有交变电流i1ueN流过,并在铁芯中产生交变磁通φ流过,并在铁芯中产生交变磁通φ,其频率与电源电压频率相同.压频率相同.铁芯中的交变磁通同时交链一次二次绕根据电磁感应定律,组,根据电磁感应定律,分别在一次二次绕组中产生交变的感应电动势e交变的感应电动势e1和e2.111222u1e1N1==u2e2N2二,分类和型号1.变压器的分类变压器种类按用途可分为电力变压器和特殊用途变压器两大类:变压器种类按用途可分为电力变压器和特殊用途变压器两大类:(1)电力变压器按用途可分为升压变压器,降压变压器和联络变压器;按用途可分为升压变压器,降压变压器和联络变压器;按冷却方式分为干式空冷变压器,油浸自冷变压器,油浸风冷变压器,式分为干式空冷变压器,油浸自冷变压器,油浸风冷变压器,π强迫油循环风冷变压器和强迫油导向循环水冷变压器等.强迫油循环风冷变压器和强迫油导向循环水冷变压器等.由于发电厂出口没有断路器,由于发电厂出口没有断路器,因此玉环发电厂在变压器选择时采用双圈变压器作为升压主变,而不选择三圈变压器.用双圈变压器作为升压主变,而不选择三圈变压器.(2)特殊用途变压器特殊用途变压器是根据不同用户的具体要求而设计制造的专用变压器.它主要包括:整流变压器,电炉变压器,试验变压器,压器.它主要包括:整流变压器,电炉变压器,试验变压器,矿用变压器,船用变压器,中频变压器,矿用变压器,船用变压器,中频变压器,测量变压器和控制变压器等.变压器等.主变压器的技术特点及运行主变压器是发电厂发出的电能输入电网必不可少的重要环节,其安全性,可靠性有严格的要求.变少的重要环节,其安全性,可靠性有严格的要求.压器选型应按生产运行的实际需要和有关标准的规对其型式,额定容量,接线组别,定,对其型式,额定容量,接线组别,调压方式和范电压比,围,电压比,短路阻抗及其允许误差等方面按照技术经济合理的原则提出技术要求.术经济合理的原则提出技术要求.变压器的整个器身应组成一个刚性结构,变压器的整个器身应组成一个刚性结构,对铁芯柱应用环氧粘接带并采用专用设备绑扎,另设有上部,柱应用环氧粘接带并采用专用设备绑扎,另设有上部,下部和铁芯两侧的固定装置.采用整体套装工艺,下部和铁芯两侧的固定装置.采用整体套装工艺,绕组的内部均设有整体硬纸筒.组的内部均设有整体硬纸筒.在绕组的上下部安装有整体大压环,有效增强器身的强度,有整体大压环,有效增强器身的强度,从而提高变压器的抗短路能力.器的抗短路能力.π导线应普遍采用高强度自粘性换位导线,导线应普遍采用高强度自粘性换位导线,半硬自粘性换位导线或高强度组合导线(外绕组),提高导线的屈服强度提高导线的屈服强度,位导线或高强度组合导线(外绕组),提高导线的屈服强度,增强导线自身的刚性和强度.增强导线自身的刚性和强度.为确保内绕组不出现径向失稳现象,应主要依靠导线自身的刚性和强度,现象,应主要依靠导线自身的刚性和强度,即以绕组自支持为基础来抵抗变形.同时还应采取增加导线宽度,基础来抵抗变形.同时还应采取增加导线宽度,减小电流密度等措施来减小短路力,提高绕组抗变形能力.绝缘件(度等措施来减小短路力,提高绕组抗变形能力.绝缘件(包括端圈垫块及线圈垫块)端圈垫块及线圈垫块)应采用优质高密度绝缘纸板和成型绝π缘件,以增加其电气和机械强度.缘件,以增加其电气和机械强度.保证绝缘压板承受的总压力并使在短路时绕组轴向尺寸变形最小,力并使在短路时绕组轴向尺寸变形最小,增强抗短路时产生的轴向力的能力.的轴向力的能力.铁芯应选用低磁滞损耗,高导磁率,铁芯应选用低磁滞损耗,高导磁率,晶粒定向优质冷轧硅钢片.连接线应采用特殊的,硅钢片.连接线应采用特殊的,由紫铜板和非导磁合金双金属材料,限制绕组大电流产生的部分漏磁通.属材料,限制绕组大电流产生的部分漏磁通.一,结构变压器的基本结构部件是铁芯和绕组,变压器的基本结构部件是铁芯和绕组,将这两部分装配在一起就构成变压器的器身.在一起就构成变压器的器身.油浸式变压器通常将器身镶在充满变压器油的油箱里.油箱外还有冷却装置,充满变压器油的油箱里.油箱外还有冷却装置,出线装置和保护装置等.以一双绕组油浸式电力变压器为例,主要包括:保护装置等.以一双绕组油浸式电力变压器为例,主要包括:1.1,铁芯,铁芯是变压器的磁路部分,铁芯是变压器的磁路部分,铁芯上套有绕组的部分叫铁芯柱,连接铁芯柱的部分叫铁轭.芯柱,连接铁芯柱的部分叫铁轭.铁芯的基本结构有两种类π一种芯式,它的特点是绕组套在铁芯柱上,型,一种芯式,它的特点是绕组套在铁芯柱上,铁轭只盖住绕组的端面;另一种是壳式,绕组的端面;另一种是壳式,它的特点是铁芯柱和铁轭包围着绕组.电力变压器一般采用芯式铁芯.着绕组.电力变压器一般采用芯式铁芯.为了减少励磁电流,为了减少励磁电流,降低交变磁通在铁芯中引起的涡流损耗和磁滞损耗,损耗和磁滞损耗,变压器的铁芯采用导磁性良好的硅钢片叠硅钢片的厚度一般是0.35mm0.5mm,叠装硅钢片时0.35mm或叠装硅钢片时,成.硅钢片的厚度一般是0.35mm或0.5mm,叠装硅钢片时,常采用交错式装配方法.随着电力工业的迅速发展,采用交错式装配方法.随着电力工业的迅速发展,节约能源已成为国际上研究的重要课题.在国外,已成为国际上研究的重要课题.在国外,电工钢片正逐渐被非晶合金,高硅材料和薄片材料取代.非晶合金,高硅材料和薄片材料取代.目前国内采用的是优Q147-30型冷轧晶粒取向硅钢片采用45全斜接缝叠装.型冷轧晶粒取向硅钢片,45°质Q147-30型冷轧晶粒取向硅钢片,采用45°全斜接缝叠装.2.绕组变压器绕组是由圆截面或矩形截面导线绕制而成,变压器绕组是由圆截面或矩形截面导线绕制而成,呈圆筒形状.现代大容量的变压器均采用铜制作导线,筒形状.现代大容量的变压器均采用铜制作导线,导线外面的绝缘是纸或漆,天然丝,玻璃丝,导线外面的绝缘是纸或漆,天然丝,玻璃丝,棉纱绕组的内架是用酚醛纸板制作的圆筒,等.绕组的内架是用酚醛纸板制作的圆筒,高,低压绕组则是同心套装在一个铁芯柱上,压绕组则是同心套装在一个铁芯柱上,为节约绝缘材料,一般将低压绕组排列在靠近铁芯处,材料,一般将低压绕组排列在靠近铁芯处,而高压绕组在低压绕组的外侧.绕组在低压绕组的外侧.以华东电网平圩电厂主变压器为例,以华东电网平圩电厂主变压器为例,其主变压器的布置是低压绕组在内侧,高压绕组在外侧.是低压绕组在内侧,高压绕组在外侧.高压绕组为饼式绕组分级绝缘,导线全换位.饼式绕组分级绝缘,导线全换位.为了改善冲击电压下的电压分配梯度,采用了所谓CC防护结构防护结构压下的电压分配梯度,采用了所谓CC防护结构专利,其目的是增加绕组间的电容.专利,其目的是增加绕组间的电容.π高压绕组分为上下两段,中间为出线,高压绕组分为上下两段,中间为出线,上端为中性点两段并联,无载分接的抽头是在高压绕组的中性点侧,段并联,无载分接的抽头是在高压绕组的中性点侧,低压侧为换位螺旋绕组,其接线见图(),高为换位螺旋绕组,其接线见图(a),高,低压之间的主绝缘为绝缘纸筒及油道.导向的油流从高,缘为绝缘纸筒及油道.导向的油流从高,低压绕