电源变压器是一种静态电气设备,用于将一定值的交流电压(电流)变为另一个或几个相同频率的电压(电流)。是电力用户进行输配电和配电的必备设备。
当初级绕组通以交流电时,会产生交变磁通量。交变磁通穿过铁芯并在次级绕组中感应出交变电动势。次级感应电动势的高低与初级和次级绕组的匝数有关,即电压与匝数成正比。
电力变压器的主要功能是传输电能,因此额定容量是其主要参数。额定容量是代表功率的习惯值。它表示传输电能的大小,以kVA或MVA表示。当对变压器施加额定电压时,该值用于确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。
一、电力变压器技术术语
1.额定容量:变压器在额定工作条件下输出容量的保证值。这是:
S=1.73×ULIL×10-3(kVA)
UL——变压器低压侧电压(V);
IL——变压器低压侧电流(A);
2.额定电压:在变压器额定工作条件下,由变压器的绝缘强度和允许温升规定的初级和次级电压值。
线圈温升:变压器温度与周围介质温度之差。
二、不同变压器的应用:
变压器从诞生最初到现在,也经过不同类型的改变,不同时期有不同的发展产特,随着技术的不断进行,变压器的功能和应用也得到了进一步的发展。
1.油浸式变压器用
(1)盘管温升:65℃(冷却介质最高温度40℃);
(2)油温升:55℃(最高顶油温度95℃,冷却介质最高温度40℃)。
2.干式变压器用:
(1)线圈温升:100℃(F级绝缘),80℃(B级绝缘),环境温度不超过40℃。
(2)阻抗电压:也叫短路电压,是一个线圈短路,另一线圈达到额定电流时所施加的电压,一般以额定电压的百分比表示。短路电压值的大小在变压器的运行中极为重要。它是考虑短路电流、继电保护特性和变压器并联的基础。
(3)短路损耗:额定电流通过一个线圈而另一线圈短路时发生的损耗(W或kW)。就是电流通过电阻器造成的损耗,也就是铜损。
(4)空载损耗:变压器在空载状态下的损耗(由于空载电流和初级绕组电阻小,铜损可以忽略不计,基本等于铁损)。
(5)空载电流:指变压器二次绕组开路,一次绕组施加额定频率的额定电压时通过的电流。通常以额定电流的百分比表示:I0%=I0/IN×100%。变压器容量越大,空载电流越小。
三、电力变压器建设:
普通变压器的初级和次级线圈同心地装在一个铁芯柱内,低压绕组在里面,高压绕组在外面。
变压器带负载运行时,当二次侧电流增加时,变压器必须保持铁芯中的主磁通不变,一次侧电流也必须相应增加,以平衡二次侧电流。
一般情况下,变压器二次有功功率=变压器额定容量(KVA)××;0.8(变压器功率因数)=KW。
四、电力变压器的组成部分:
1.吸湿器(硅胶管):里面有硅胶。储油柜中的绝缘油通过吸湿器与大气相通,干燥剂吸收空气中的水分和杂质,使变压器内部绕组保持良好状态。硅胶变色变质很容易造成堵塞。
2.油位计:反映变压器油位,一般在+20O左右。如果油位太高,需要放掉油,如果太低,我们应该加一点。油位变化不大,或冬季气温低、负载轻时油位略有下降。夏季负载较重时,油温升高,油位略有升高,均属正常现象。
3.油枕:调节油箱油量,防止变压器油过氧化。上部有注油口。
4.防爆管:防止突发事故造成油箱内压力积聚,造成爆炸危险。
5.信号温度计:监测变压器的运行温度并发出信号。表示变压器上油温,变压器线圈温度比上油温高10℃。
国标规定:变压器绕组的极限工作温度为105℃(即环境温度为40℃时),上层温度不得超过95℃,监测温度(上油温)通常为设定在85℃及以下。
6.分接变换器:通过改变高压绕组的分接头,增加或减少绕组匝数来改变电压比。
∵U1/U2=W1/W2,U1W2=U2W1,
∴U2=U1W2/W1。
通常,变压器在断电时进行空载调压。通常调节分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个档位,分别为+5%、0%、-5%(初级绕组10.5KV、10KV、0.95KV,次级380V、400V、420V)绕组)。出厂时一般设置为Ⅱ档。
7.气体信号继电器:用于轻、重气体信号保护。上接点为轻气信号,一般用作信号报警,指示变压器运行异常。下接点为重气信号,当信号发出时,断路器跳闸、跌落、报警。
一般情况下,如果气体继电器加满油,油箱内就没有气体了。如果有气体,就会进入继电器。当它达到一定水平时,气体将油挤走并使触点动作。
打开气体继电器的盖子,你会看到顶部有两个调节杆。拧下其中一个盖子以释放继电器内部的气体。另一根调节杆是保护测试按钮。热线工作必须戴绝缘手套。
五、电力变压器分类:
1.根据目的:
有升压变压器(电厂6.3kV/10.5kV或10.5kV/110kV等),接触式变压器(变电站间220kV/110kV或110kV/10.5kV),降压变压器(35kV)/0.4kV或10.5kV/0.4kV)。
2.按相数:
有单相电源变压器和三相电源变压器。
3.根据绕组:
有双绕组电力变压器(每相安装在同一个铁芯上,初级和次级绕组分开绕制并相互绝缘),三绕组电力变压器(每相有三个绕组,初级和次级绕组是单独绕制并相互绝缘),自耦变压器(一组绕组中间的抽头用作初级或次级输出)。
三绕组变压器要求一次绕组的容量大于或等于二次和三次绕组的容量。三个绕组容量的百分比按高压、中压、低压顺序为:100/100/100、100/50/100、100/100/50,二、三绕组不能满负荷运行。
一般三次绕组的电压较低,多用于附近地区的供电或连接补偿设备,用于连接三个电压等级。
自耦变压器:有升压或降压两种。由于其损耗小、重量轻、使用经济,被广泛应用于超高压电网。小型自耦变压器常用型号为400V/36V(24V),用于为安全照明等设备供电。
按绝缘介质分:油浸式变压器(阻燃型、非阻燃型)、干式变压器、气体绝缘变压器。
六、电力变压器接地:
1.变压器外壳应可靠接地,工作中性线和中性地线应分开敷设,工作中性线不得埋在地下。
2.变压器中性点接地回路靠近变压器的连接螺栓应可拆卸。
3.装有阀式避雷器的变压器的接地应符合以下要求:变压器的中性点、变压器外壳、避雷器的接地应接一处并一起接地。
4.接地电阻应小于4欧姆。
七、防火防爆:
电力变压器是电力系统中输配电的主要设备。电源变压器将电网的高压电源降低到6000伏(V)或380伏(V)可以直接使用,供给用电设备。
如果变压器内部发生过载或短路,绝缘材料或绝缘油会因高温或电火花而分解。然后膨胀甚至汽化,使变压器内压急剧升高,可能引起变压器外壳爆炸,大量绝缘油喷出烧毁。油流会进一步加剧火灾危险。
1.不过载运行:长期过载运行会引起线圈发热,使绝缘逐渐老化,引起短路。
2.绝缘油质量应经常检查:应定期检测油质,不合格的油应及时更换。
3.防止因铁芯长期发热而引起的变压器铁芯绝缘老化。
4.防止因维护不慎而损坏绝缘。如果发现划痕,要及时处理。
5.确保导线接触良好。接触不良会导致局部过热。
6.防止雷击。变压器会因绝缘击穿而烧毁。
7.短路保护。如果变压器线圈或负载短路,保护系统失灵或保护设置过大,都可能烧毁变压器。为了处理它,应该安装可靠的短路保护。
8.良好的接地保护。
9.通风降温。变压器运行时保持良好的通风和冷却。如果变压器线圈导线为A级绝缘,则绝缘体主要是纸和棉纱。当温度升高8℃时,绝缘寿命将减少一半左右。如果变压器的正常温度在90℃以下,寿命约为20年;如果温度上升到105°C,寿命为7年。
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