變壓器理論知識培訓ppt課件

《變壓器理論知識培訓》

介紹內容：

第一章 變壓器基本理論知識 第二章 變壓器的參數及有關標準 第三章 變壓器結構及特點

第一章 變壓器基本理論知識

一、變壓器用途

變壓器是一種交流供電設備。礦用隔爆型變壓器用於有甲烷混合氣體和煤塵且有爆炸危險的礦井中，專供礦井電力運輸及綜合機械化采煤機電源之用。

二、變壓器工作原理

變壓器是利用電磁感應原理，把某一電壓的交流電能轉換成同一頻率的另一電壓的交流電能的一種靜止的電氣設備。它的結構是兩個(或兩個以上)互相絕緣的繞組套在一個共同的鐵心上，它們之間通過磁路的耦合相互聯係。

三、變壓器分類

按變壓器的不同用途、不同容量、繞組個數、相數、調壓方式、冷卻介質、冷卻方式、鐵心形式等等進行分類

礦用隔爆型移動變電站型號及含義： KB S G ZY – /

第二章 變壓器的參數及有關標準

一、礦用變壓器的標準

礦用隔爆型移動變電站、幹式變壓器執行標準：

GB8286-2005《礦用隔爆型移動變電站》

GB3836-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備》

二、設備運行環境條件

a. 海拔不超過1000m;

b. 使用環境溫度為：-5℃~+40℃;

c. 空氣相對濕度不超過95%(+25℃時)

d. 在有甲烷混合氣體和煤塵，且有爆炸危險的礦井中;

e. 無強烈顛簸、震動和與垂直麵的傾斜度不超過15°的環境;

f. 無足以腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體和蒸汽環境中;

g. 無滴水的地方;

h. 安裝類別：Ⅲ類;

i. 汙染等級：3級。

三、主要技術指標及參數

1、額定容量

移動變電站的額定容量是指幹式變壓器的額定容量，取額定電壓、額定電流和相係數的乘積來表示。

額定容量有50-4000kVA

2、額定電壓

繞組主分接施加的電壓或空載時感應的電壓。對於三相繞組，是指線路端子間的電壓。

三相變壓器的線電壓與相電壓的關係：Y接：U 線=U相 /;D接：U 線=U相

三相變壓器的線電流與相電流的關係：Y接：I 線=I相;D接：I 線=I相/。

3、絕緣水平

變壓器繞組的絕緣水平由其耐受電壓表示，包括耐受工頻、感應、衝擊全波、衝擊載波、操作波電壓、局部放電水平。變壓器例行試驗中有工頻耐壓試驗、感應耐壓試驗。

工頻耐壓試驗與海拔高度有關。(每超過500m，耐壓試驗電壓增加6.25%)

4、電壓組合及聯結組標號

變壓器同一電壓的繞組是按一定方式連接的。相繞組可以連結成Y聯結、D聯結、Z聯結(曲折星形)。高壓繞組用大寫字母Y、D、Z表示，中壓或低壓繞組用y、d、z表示，中性點引出的Y聯結或Z聯結用YN(yn)或ZN(zn)表示。

6、空載損耗和空載電流

7、負載損耗和短路阻抗

當變壓器的初級繞組通電後，線圈所產生的磁通在鐵心流動，因為鐵心本身也是導體，在垂直於磁力線的平麵上就會感應電勢，這個電勢在鐵心的斷麵上形成閉合回路並產生電流，好象一個旋渦所以稱為“渦流”。這個“渦流”使變壓器的損耗增加，並且使變壓器的鐵心發熱變壓器的溫升增加。由“渦流”所產生的損耗我們稱為“鐵損”，即空載損耗。另外要繞製變壓器需要用大量的銅線，這些銅導線存在著電阻，電流流過時這電阻會消耗一定的功率，這部分損耗往往變成熱量而消耗，我們稱這種損耗為“銅損”，即負載損耗。所以變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產生的。

由於變壓器存在著鐵損與銅損，所以它的輸出功率永遠小於輸入功率，為此我們引入了一個效率的參數來對此進行描述，η=輸出功率/輸入功率。

變壓器容量的選擇，一般高出負載的20%以上。

8、冷卻方式及標誌

幹式變壓器的繞組和隔爆外殼的冷卻介質均為空氣，其循環種類為自然循環;冷卻方式的標誌為“ANAN”。

9、溫升

溫升是變壓器溫度與外部冷卻介質溫度之差。單位用K表示。溫升與變壓器絕緣材料的耐熱等級有關。常用的絕緣耐熱等級有A、E、B、F、H、C等。

礦用隔爆型移動變電站的絕緣耐熱等級是H級

絕緣係統最高溫度 溫升限值 K

180℃ 125K (H級)

220℃ 150K (C級)

溫升與海拔高度有關(超過1000m，每500m溫升降低5K)

第三章 變壓器結構

變壓器主要由器身、殼體、附件組成。器身由鐵心、繞組、絕緣材料等組成。隨著變壓器技術的發展，其結構越來越複雜。變壓器的品種繁多，結構形式也是千變萬化的。

一、鐵心

是變壓器的主磁路，是變壓器器身的骨架，對變壓器電磁性能和機械強度是極為重要的部件。

鐵心由矽鋼片、夾件、絕緣材料等組成。

鐵芯采用優質冷軋矽鋼片，45度全斜接縫，無孔綁紮，以降低空載損耗和空載電流;表麵塗以耐高溫專用鐵芯漆，加熱固化，具有空載損耗低、防腐耐潮、機械強度高等特點。

材質

供變壓器製造用的矽鋼片，幾乎全是冷軋晶粒取向矽鋼片。這種矽鋼片導磁性較強，損耗較低，允許采用較高的磁通密度，為改善變壓器性能創造了條件。

鐵芯的原材料使用的是日本進口的23ZH100或武漢鋼鐵集團生產的30Q120、30Q130矽鋼片。

二、繞組

繞組是變壓器的電路部分，它與外界的電網直接相聯，是變壓器中最重要的部件，常把繞組比做變壓器的“心髒”。

高壓線圈采用C級絕緣的Nomex紙包無氧銅導線繞製，低壓線圈采用C級絕緣的Nomex紙包無氧銅導線或銅箔繞製，經過真空壓力浸漆，提高了線圈的機械強度;器身經過多次特殊絕緣處理，具有良好的防潮性能。

繞組結構分類

變壓器繞組結構：圓筒式、餅式結構。

圓筒式結構的優缺點：散熱氣道是垂直的，其冷卻效果要優於水平氣道。

圓筒式繞組的層間電容遠大於對地電容，所以在衝擊電壓作用下，有良好的衝擊分布。

圓筒式繞組的絕緣件較複雜，端部支撐的穩定性差，機械強度不如餅式繞組。

餅式結構的分類：常用的餅式繞組包括連續式、螺旋式、糾結式等。

連續式結構的特點：該繞組端部支撐表麵大，在軸向上的壓緊力的控製要比圓筒式繞組容易，短路時軸向力變化不大，其軸向機械強度比圓筒式繞組大，且工藝性好。

變壓器的絕緣耐熱等級是H級，最高耐溫不超過180℃。產品選用的絕緣材料是美國杜邦公司生產的C級絕緣的Nomex紙(諾曼克紙或杜邦紙)，C級絕緣材料耐溫220℃，所以產品過載及抗短路能力強，可在高溫下持續滿負荷運行。

Nomex紙主要用在繞組銅導線的匝絕緣和繞組的層間絕緣上。

銅材生產廠家主要是洛陽銅材廠。

三、防爆外殼

幹式變壓器箱殼有兩種：

一種為長圓形全波紋，兩邊開蓋式結構，機械強度高，散熱麵積大，散熱效果好。

該結構已獲得國家實用新型專利。

一種為長方形，箱體兩側為矩形波紋，上開蓋式結構，機械強度高，散熱麵積大，使隔爆外殼的冷卻效果更好。

防爆殼體的鋼板Q235A，厚4mm，完全能夠承受GB3836標準中水壓試驗要求(1Mpa，持續1min)和防爆要求。

因為是全波紋結構，防爆殼體波紋深60 mm，上下總計120mm。其它廠家是結構是長方形，箱體兩側為瓦楞形波紋，上開蓋式結構，上蓋和底部均為一塊弧形的鋼板。所以有時同等容量下本廠的殼體要高於其它的廠家一部分。

四、移動變電站配套的高低壓開關

移動變電站配套的高低壓開關電壓等級有：高壓側：10kV、6kV;低壓側：3.3kV、1140V/66V。

移動變電站配套的高低壓開關組合主要有：

1、高壓真空配電開關、低壓保護箱

2、高壓負荷開關、低壓饋電開關

3、高壓真空配電開關、低壓饋電開關

五、變壓器主要原材料名稱及廠家

序號 原材料 規格型號 生產廠家

1 矽鋼片 23ZH100 日本新日鐵

30Q120/30Q130 武漢鋼鐵集團

2 Nomex紙包銅導線 T2 洛陽銅材廠

3 銅箔 T2

4 Nomex紙 410 美國杜邦公司

5 銅排 T2 洛陽銅材廠

6 H級絕緣漆 TJ-1151 株洲時代絕緣

材料廠

六、變壓器主要特點

1、變壓器防爆外殼為長圓形全波紋，兩邊開蓋式結構，機械強度高，散熱麵積大，散熱效果好。

2、鐵芯采用優質冷軋矽鋼片，表麵塗以耐高溫專用鐵芯漆，加熱固化，具有空載損耗低、噪音低、防腐耐潮、機械強度高等優點。

3、高低壓線圈采用C級絕緣的Nomex紙包無氧銅導線繞製，采用真空壓力浸漆工藝，提高了線圈的機械強度;器身經過多次特殊絕緣處理，具有良好的防潮性能。

采用C級絕緣材料，熱穩定性好，過載及抗短路能力強，可在高溫下持續滿負荷運行。

4、配套的高低壓開關保護功能齊全，操作、維護簡便。

七、與其它廠家產品的主要差異

1、防爆外殼

本廠：防爆外殼為長圓形全波紋，兩邊開蓋式結構。

其它廠家：防爆外殼是長方形，箱體兩側為瓦楞形波紋，上開蓋式結構，上蓋和底部均為一塊弧形的鋼板。

2、繞組

本廠：繞組采用圓筒式結構，變壓器運行時受力均勻，機械強度高。

絕緣筒和絕緣端圈采用成型端圈，機械強度高。

其它廠家：繞組采用橢圓形結構。絕緣筒和絕緣端圈采用0.5mm厚的絕緣板卷製而成。

3、鐵心：

本廠：在鐵心的兩邊上下共增加了4個拉帶裝置，目的在運輸過程中防止設備由於衝撞造成鐵心移位而發生鐵心與繞組間短路。

八、變壓器並聯運行條件

⑴各變壓器具有同樣的一次側額定電壓和二次側額定電壓，既各變壓器的變比相同(允許差別≤±0.5%)。

⑵連接方式相同。

⑶各變壓器阻抗電壓百分數相等(允許差別≤10%)。

⑷變壓器容量比不應超過3：1。

⑸各變壓器相序一致。

主要技術參數

1、設備型號(移變或幹變)

2、額定容量

3、高低壓側額定電壓(高壓側6、10kV;低壓側3450、1140/660V)

4、高壓側的分接電壓值(標準±5%，有時+10%)

5、是否並聯運行

需掌握的內容

1、用途

2、使用環境條件(海拔高度)

3、設備型號及含義

4、主要技術參數

5、產品主要特點

6、主要原材料組成及生產廠家

謝謝!