第一章电力变压器-2

第一篇供配电设备掌握各种变压器的基本结构熟练掌握变压器运行、维护的基本要求第一章电力变压器一、变压器的分类（1）变压器按照用途可分为：电力变压器（又可分为升压变压器、降压变压器，配电变压器、联络变压器、厂用变压器等）；特种变压器（电炉变压器、整流变压器、电焊变压器等）；仪用互感器（电压互感器、电流互感器）；试验用的高压变压器和调压器等。一、变压器的分类（2）按照相数可以分为：单相变压器、三相变压器和多相（如整流用六相）变压器等。（3）按照结构可分为：双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器和低压分裂绕组变压器等。（4）按铁芯结构不同可分为：芯式变压器和壳式变压器。一、变压器的分类（5）按照调压方式可分为：无激磁调压变压器和有载调压变压器。（6）按照冷却方式可分为：干式空冷变压器、干式浇铸绝缘变压器、油浸自冷变压器、油浸风冷变压器、油浸水冷变压器、强迫油循环风（水）冷变压器、充气式变压器等。二、变压器的型号1.电力变压器型号型号是说明该变压器的结构和性能特点的基本代号，并标明额定容量、额定电压等。近年来，我国变压器制造部门设计制造了损耗值较低的S系列变压器和干式变压器。我国《电力变压器》国家标准规定，国产电力变压器型号含义如表1-1所示，应按照表1-l中所列代表符号（一般是用汉语拼音字母）顺序组成基本代号，基本代号后面用短横线“-”隔开，再写明额定容量（kVA）／高压绕组电压等级（kV）。例：参照表1-11-2①SL-500/10表示三相、自冷、油浸、双绕组、铝导线、500kVA、10kV电力变压器。二、变压器的型号②SFPSZL-63000/110表示三相、风冷、强迫油循环、三绕组、有载调压、铝导线、63000kVA、110kV电力变压器。③OSSPSZL-120000/220表示三相、水冷、强迫油循环、三绕组、有载调压、铝导线、120000kVA、220kV自耦电力变压器。④SC-800/10表示三相、铜绕组、固体成型绝缘、800kVA、10kV。变压器型号SFPSZ-63000／110的含义是什么?二、变压器的型号第一个S表示三相，F表示风冷，P表示强迫油循环，第二个S表示三绕组，Z表示有载调压，63000表示额定容量为63000kVA，110表示高压侧额定电压为110kV。应注意，我国制造的电气设备表示高压侧额定电压等级时，通常是将6kV与10kV的各种设备均用10kV表示。电力变压器图片集二、变压器的型号2.特种变压器产品型号除电力变压器外，按产品用途分类所规定的符号见表1-2。表1-2特种变压器产品型号字母含义3.变压器的额定值（1）相数和额定频率电力变压器一般均制成三相变压器以直接满足输配电的要求；小型变压器可制成单相；特大型变压器为满足运输的要求，可做成单相后组成三相变压器组。变压器额定频率是所设计的运行频率，我国为50Hz。（2）额定容量铭牌上标注的额定容量是变压器的额定视在功率，一般用kVA表示，是在额定电压、额定电流下连续运行时所输出的容量。二、变压器的型号（3）额定电压变压器的额定电压是指规定的加到一次侧绕组的电压，一般为该变压器接入电力系统的额定电压。二、变压器的型号变压器二次侧额定电压是指该变压器在空载一次侧加上额定电压时，二次侧的端电压。通常二次侧额定电压比电力系统额定电压高5%，高出部分是变压器在额定负荷时的内部压降，即阻抗电压或称短路电压，其目的是为了保证线路末端的电压不低于标准要求。（4）额定电流变压器一、二次侧额定电流，是在额定容量和允件温升条件下，变压器一、二次侧允许长期通过的电流。二、变压器的型号1.三相电力变压器交流电力系统中的变压器绝大多数是三相变压器，当三相负荷对称时，各相电流、电压的大小相等，而相位互差120°。三相变压器有独立磁路和相关磁路两种铁芯结构。其中相关铁芯磁路的变压器是将三个铁心柱和铁扼联接成一个三相磁路，组成三相一体心式变压器，称为三相芯式变压器，其特点是消耗的铁磁材料少，价格低，在发电厂和电力系统中较广泛采用。三、三相电力变压器及其接线组别由三台单相变压器组成的三相变压器，各相磁路是独立的，称为三相变压器组。这是在需要特大容量变压器的场所以及运输条件受到限制的地方，为了运输方便或减少备用容量，往往采用三相变压器组。三、三相电力变压器及其接线组别变压器的联接组别表示了三相变压器高、低压侧电压（一般指线电压）之间的相位关系及两侧三相绕组的联接方式。三相绕组的联接方式有三种，即星形、三角形和曲折形连接，最基本的连接方式是星形和三角形两种。三、三相电力变压器及其接线组别2、变压器的连接组别（1）星型联接星形连接指将变压器三相绕组的末端连在一起，成为一个公共点（称为中心点，用N表示），三个首端分别引出，用符号“Y（或y）”表示，新旧国标中表示方法一致。三、三相电力变压器及其接线组别（2）三角形联接三角形连接指将变压器三相绕组的首尾两端顺次连接形成闭合回路，三个连接点分别引出，用符号“D（或d）”表示，旧国标中用符号“△”表示。高、中、低压绕组均为三角形连接时，即为D，d，d。大写字母表示高压绕组的联接方法，小写字母表示低压绕组联接方法。由于三绕组变压器高、低压侧绕组联接方法不同，两侧电压相位的关系也不相同，但不同联接组别其两侧电压之间的相位关系总是30°的倍数，可以用时钟表示法表示联接组别。三、三相电力变压器及其接线组别国产电力变压器常用的联接组为Y,d11和Y,y0两种，又因为星型联接的中性点是否有引出又可在Y后加N表示中性点有引出的情况。如：YN,d11即表示高压侧为中性点有引出的星型联接，低压侧为三角形联接，两侧电压相位差为11×30°=330°的变压器。为什么大部分的变压器均为Y,d11联接？三、三相电力变压器及其接线组别为了消除发电机以及电力系统中的三次谐波，大部分的变压器均为Y,d11联接这是因为三个绕组中的三次谐波的大小相等、相位相同，在三角形绕组中形成环流，这样在线电压和电流中不会存在三次谐波，从而保证了电力系统的波形质量。只有自耦变压器由于其结构特点而仅有YN,yn0的接线方式，用YN,a表示。四、SF6气体绝缘变压器简介SF6气体绝缘变压器(以下简称GIT)使用不燃的、防灾性与安全性都很好的SF6气体作为绝缘介质，迄今已被公认为是唯一电压可达275～500kV，容量可达300MVA的一种防灾性能优越且技术成熟的电力变压器。它特别适合于地下变电所以及人口密集、场地狭窄的市区变电所使用。GIT在国外已有30多年安全运行的经验，无论制造与运行维护都已有成熟的技术。四、SF6气体绝缘变压器简介据文献记载，美国于1956年起开始生产GIT，而欧洲国家是在接受了美国技术之后，于60年代初开始生产GIT的。但是无论是在美国还是在欧洲，迄今为止，尽管GIS得到了广泛的应用，而GIT的生产及制造还都较少。日本是继美国之后于1967年研制出首台69kV、3000kVAGIT的。四、SF6气体绝缘变压器简介此后，由于日本的特殊国情，如土地狭窄、大城市的人口密集、个别地区负荷密度极高、许多城区需要建设地下变电所以及90%以上的配电装置均采用GIS等等，促使GIT在日本自80年代中期起取得了迅速的发展。到1994年末，全日本累计的GIT产量已达18000MVA，在世界上形成了“一枝独秀”的局面。目前，日本总共有9个厂家可以制造气体绝缘变压器，四、SF6气体绝缘变压器简介日本所生产的GIT主要还是满足日本国内市场的需要，仅少量出口到其它国家和地区，前些年以三菱公司出口到香港地区较多，主要是132kV级产品；近二年则以东芝公司出口到北京为主。日本所生产的GIT，以单台容量在30MVA以下，电压为22、33、66、77kV者占绝大多数，而生产过110kV级及以上电压的GIT的厂家仅东芝、三菱、日立、富士电机4家。其中三菱公司生产过近60台，东芝公司生产过30多台，而富士电机公司则仅生产过5台。四、SF6气体绝缘变压器简介据最新报道，三菱公司已研制出最新型的500kV级的单相GIT的样品，其容量为300/3MVA，它是采用液体冷却与SF6气体绝缘，铁心采用壳式结构。这种结构对解决大型GIT的运输问题十分有利。预期在下个世纪，该公司还将研制出500kV、1000/3MVA的GIT。四、SF6气体绝缘变压器简介这里要特别强调的是日本并不是所有的地下变电所都采用GIT。例如在东京地区共有13个275kV的地下变电所，仅有2个变电所采用了GIT。其中有1个还是1997年底才投产的。在大阪与名古屋等大城市也有类似情况。再以日本第三大电力公司的中部电力公司(总容量3000多万kW)为例，属于该公司管辖范围内的已运行的GIT仅有45台，其中275kV级的大容量GIT仅3台，其余单台容量均在30MVA以下。由此可见，即使在日本，GIT也仅应用在一些特殊的场所。四、SF6气体绝缘变压器简介我国在1985年前后由常州变、北京二变相继开发成功了10kV级的GIT，但迄今为止，由于价格等原因，加之10kV级环氧浇注式干变的大量涌现，使得10kV级GIT的销售一直不畅，据悉10多年间总共销售量尚不足百台。此外，前几年曾有过清华大学与北京二变共同研制开发110kV级GIT的报道，但迄今为止尚未见有正式产品投产的消息发表。可见在GIT的这个领域，我国的发展是缓慢的。四、SF6气体绝缘变压器简介在进口方面，在80～90年代中期，我国的上海、北京、广州的有关企业曾先后从日本引进过少数几台10～35kV级的GIT，但由于价格太贵(为同容量油浸变价格的5～8倍)，因而这样的引进难以继续。1995年深圳供电局引进三菱公司的3台50MVA/110kVGIT，可谓我国供电部门正式引进110kV级GIT的第一步，但这几台GIT的引进价格也很贵，难于为一般供电部门所接受。四、SF6气体绝缘变压器简介到了1997～1998年，由于北京城网改造的飞速发展，一部分重要城区的变电所建设急需引进110kV级GIT，这时，销售方厂家之间都瞄准了未来的中国市场而展开了激烈的价格战，使得北京供电局能以较为合理的价格在这两年间先后从东芝公司引进了十多台50～63MVA/110kV的GIT。这样短时间、大规模的引进，引起了国内的许多供电部门与制造厂家的关注。总的说来，110kV级的GIT是迄今为止尚不能实现国产化的一种产品。四、SF6气体绝缘变压器简介SF6气体绝缘变压器与普通油浸式变压器的主要不同之处在于其绝缘冷却介质和冷却机理不同。SF6气体绝缘变压器整个器身置于充有SF6气体的箱体中。SF6气体不燃、无毒、绝缘强度高，消弧性能好，是比较理想的绝缘介质。但是其传热能力和散热能力均较变压器油差一个数量级，因此，自冷式气体绝缘变压器不可能做得很大，一般最大不超过5000kVA，容量大时就要采用强气循环，就是采用气体循环风机来促进SF6气体的流动，增加其流速。为获得更好的散热效果，还可以采用风冷却器强迫风冷或采用水冷却器强迫水冷。SF6气体有哪些化学性质？四、SF6气体绝缘变压器简介SF6气体不溶于水和变压器油，在炽热的温度下，它与氧气、氩气、铝及其他许多物质不发生作用。但在电弧和电晕的作用下，SF6会分解，产生低氟化合物，这些化合物会引起绝缘材料的损坏，且这些低氟化合物是巨毒气体。SF6的分解反应与水分有很大关系，因此要有去潮措施。SF6气体有哪些良好的灭弧性能？四、SF6气体绝缘变压器简介1．弧柱导电率高，燃弧电压很低，弧柱能量较小。2．当交流电流过零时，SF6气体的介质绝缘强度恢复快，约比空气快100倍，即它的灭弧能力比空气的高100倍3．SF6气体的绝缘强度较高第二节油浸式变压器油浸变压器主要组成部分有铁芯、绕组、套管、分接头装置、冷却装置、油箱及其附件，参见图1-1。把铁芯和绕组合称为变压器的器身。1-铭牌；2-信号式温度计；3-吸湿器；4-油表；5-储油柜；6-安全气道；7-气体继电器；8-高压套管；9-低压套管；10-分接开关；11-油箱；12-放油阀门；13-器身；14-接地板；15-小车。油浸变压器有哪些