变压器的基础知识

变压器的基础知识1.1什么是变压器•变压器是一种通过改变电压而传输交流电能的静止感应电器。•它有一个共用的铁芯和与其交链的几个绕组，且它们之间的空间位置不变。当某一个绕组从电源接受交流电能时，通过电感生磁、磁感生电的电磁感应原理改变电压和电流，在其余绕组上以同一频率(50Hz、60Hz)、不同电压传输出交流电能。•因此，变压器的主要结构就是铁芯和绕组。变压器运行原理1.2变压器的结构概况•变压器一般分为五大部分：•线圈•铁芯•油箱•引线•附件变压器的结构•线圈：高压线圈、低压线圈、中压线圈和调压线圈。•平衡线圈（第三绕组）•铁芯：铁芯柱、上、下铁轭、拉板、上、下夹件等；•油箱：上节油箱、下节油箱及变压器油等；•引线：高压引线、低压引线及有载开关、无载开关引线。•附件：套管、升高座、油枕、主导气管，温度计、油位计、压力释放阀、散热器、冷却风机等。平衡绕组的作用（或称第三绕组）•均为Y接的变压器增加第三绕组的原因：•变压器的两个绕组均为Y接，增加一个三角形联结的第三绕组。•平衡绕组的作用：•1、为三次谐波电流提供闭合回路，使输出电压波形接近于正弦波。•2、抑制中性点电压的漂移；•3、防止三次谐波电流对无线通讯和电子装置的干扰；•4、为变电站提供辅助电源。1.3变压器的分类•按变压器的使用对象分类•按结构和使用要求分类•按容量大小分类•按冷却介质分类•按冷却方式分类1.3.1按变压器的使用对象分:•1)电力变压器•2)配电变压器•3)电抗器•4)试验变压器•5)不同工业上的专用变压器•6)电子产品使用的变压器1)电力变压器用于电力系统借以输送电能的变压器；2)配电变压器•指容量较小，由较高电压降到最后一级配电电压；直接作配电用的电力变压器。3)电抗器•由于存在电感而被电力系统应用的电器称为电抗器。•1、限制系统的短路电流；•电炉炼钢炉变压器用的串联电抗器，电机启动用的启动电抗器等。•2、补偿系统的电容电流。•电力系统中用的并联电抗器，中性点接地用的消弧线圈等。•3、其他用途的电抗器：如整流电路中用以调节相控角度的自饱和电抗器。4)试验变压器根据需要产生高电压或大电流的变压器。5)不同工业上的专用变压器•1)矿用变压器（K)•KB：矿用隔爆型•结构特征：Z:组合式•装置种类：Y:移动变电站•2)电炉变压器(H)•3)启动变压器•4)牵引变压器•5)整流变压器(Z)5.1、ZB:一般工业用，ZC:充电用，ZD:电镀用；ZF:电影放映用；ZH:电化学用；ZK：电磁控制保护用ZJ:异步电机串激调速用；ZL:励磁用；ZM:变频调速用；ZP:中频电源用；ZQ:牵引用；ZS:传动用；ZV:蓄电池浮充电用；ZZ：直流输电用；ZY:特殊用5.2、内附属装置：K:平衡电抗器B:饱和电抗器•6)船用变压器•防护型式：D:防滴式；H：防护式；S：防水式6)电子产品上的变压器•包括容量很小的电源变压器和用于音频，高频，超高频的变压器。1.3.2按结构和使用要求分类1、三相（单相）变压器2、双绕组变压器3、多绕组变压器4、有载（无励磁）调压变压器5、密封式变压器6、自耦式变压器7、串联变压器8、分裂式变压器9、柱上式变压器密封式变压器•变压器内部介质与外部大气相隔绝，避免互相交换，属于一种非呼吸式变压器。双线圈变压器只包括高，低压两个线圈的变压器，结构上比较简单，是变压器的基本结构。多线圈变压器每相有两个以上线圈，分别联结到电压等级不同的线路上，常见的为三线圈变压器，既有高压．中压和低压三组线圈，线圈的容量一般按高压线圈为100%，中压，低压用高压容量的百分数表示，或分别列出三个线圈的容量。有载调压变压器装有有载调压分解开关，能在负载下进行调压的变压器。串联变压器也叫增压变压器，是具有一个改变线路电压的串联线圈和一个励磁线圈的变压器。自藕变压器至少有两个线圈具有公共部分的变压器，自藕变压器中线圈之间出通过磁通耦合外，有电路上的直接联结，因此与同容量的双线圈变压器相比，结构尺寸可较小。分裂式变压器这种变压器有两个或两个以上低压线圈，可单独或并联运行，如一个低压侧负载或电源发生故障，其余低压线圈仍能运行。发电厂自用变压器有时采用这种型式的变压器。柱上式变压器只可安装在电线杆上的小容量配电变压器，一般多为单相变压器，专供照明及家用电器，在美国采用较普遍，加上保护装置组成全自动保护变压器，这种变压器多数采用卷铁心结构，油箱做成圆形街面。单相（三相）变压器输电系统度采用三相制，但在容量很大的电厂或变电站中有时受变压器运输条件的限制或制造厂生产条件限制或考虑到一“相”为单元设备用变压器更经济时，采用由单相变压器组成的三相变压器组，或有特殊设计的三台单相变压器组成“组合式”三相变压器。1.3.3安容量大小分类•=500KVA的称小型变压器•630-5000KVA的称中型变压器•6300-63000KVA的称大型变压器•90000KVA以上的称特大型变压器1.3.4按冷却介质分类•干式变压器•油浸式变压器•气体绝缘变压器•液体浸渍式变压器1.3.5按冷却方式分类•自冷式变压器•风冷式变压器•水冷式变压器•强迫油循环式变压器•强迫油循环水冷式变压器变压器的几个基本参数•1、额定电压（U）、额定电流（I）、额定容量（S）；•2、空载电流（I。）、空载损耗（Ｐ。铁损）；•3、铜损、负载损耗、杂散损耗；•4、阻抗电压（阻抗百分数）。•5、联接组别（Y,yn0、D,yn11、YN,d11）•6、负载率、变压器效率（η）。•7、功率因数、有功功率（Ｐ）、无功功率（Ｑ）、视在功率（Ｓ）。1.4变压器的型号•变压器铭牌字母代表意义？答：第一位：绕组耦合方式：O——自耦。F——非自耦（省略）；•第二位：相数：S——三相；D——单相；•第三位：绕组外绝缘介质：变压器油（省略）成型固体、浇注式C,空气（干式）G•第四位：冷却装置种类：F风冷,水冷S,自然循环（省略）；•第五位：油循环方式：自然循环（省略），强迫油循环：P；•第六位：绕组数：S——三绕组；双绕组（省略）；•第七位：调压方式，Z——有载调压；W——无励磁调压。（省略）；•第八位：线圈导线材料：铜（省略），铝L,铜箔B,铝箔LB；•第九位：铁芯材料：硅钢片（省略），非晶合金H；•第十位：特殊用途或特殊结构：密封式M,低噪声Z等等；•最后：设计序号或性能水平代号（数字，如7、9、10、11等）。•“/”前数字——额定容量（kVA）。“/”后数字——额定电压（kV）。三相油浸式电力变压器性能水平代号及其性能型号空载损耗负载损耗电压等级6，10KV大于35KV7型符合GB/T6451组I,符合GB/T64519型同比7型平均下降10％平均下降20％GB/T6451平均下降10％10型同比7型平均下降20%平均下降30%GB/T6451平均下降15％11型同比7型平均下降30％平均下降40％，GB/T6451平均下降15％SFSZL10—40000/110•三相（油浸）风冷三线圈有载调压铝线10型变压器，容量为40000kVA,高压电压等及为110kV。SSZ9—50000/110•三相（油浸）自冷三线圈有载调压铜线9型变压器，容量为50000kVA,高压电压等及110kV。S9—1000/10•三相（油浸）双线圈铜线9型变压器，容量为1000kVA,高压电压等及为10kVSCZ9—1250/10•三相（干式）双线圈有载调压铜线9型变压器，容量为1250kVA,高压电压等及为10kV。ZQSC—2500/33•牵引用三相干式树脂浇注（无励磁调压）整流变压器，铜线、双绕组，容量2500KVA，高压绕组电压等级33KV。变压器的瞬变过程•变压器从一种状态过渡到另一种状态的全过程叫做过渡过程，由于过渡过程的时间很短，也叫瞬变过程。•1、变压器从无励磁状态过渡到空载状态；•2、正常供电状态过渡到大气雷电冲击过电压状态；•3、正常负载状态过渡到复发短路状态。变压器的冲击合闸•1、变压器是一个电感元件，送电瞬间存在一个过渡过程；•2、变压器的铁芯是非线性材料，送电瞬间铁芯饱和程度高，会产生一个很大的励磁涌流；•3、励磁涌流的大小：油浸式变压器可以达到额定电流的5~8倍；干式变压器可以达到额定电流的8~10倍。•4、励磁涌流的大小不仅和送电瞬间电源电压的初相角有关，而且还和铁芯剩磁的方向有关。也和受电绕组距离铁芯的远近有关。即励磁涌流的大小不是固定的，而是随机的。•5、变压器送电不仅是对变压器的质量的检验，而且是对变压器保护系统是否适宜的实践检验。•6、由于励磁涌流是正常的现象，所以变压器的保护装置必须能够躲过它的励磁涌流，否则应进行必要的调整和改进。冲击合闸时继电保护几个判据•1、速断或过流保护；•2、差动保护；•3、零序保护。