干式变压器_物理_自然科学_专业资料。干式变压器专题 刘浩 变压器原理 变压器分类 目 干式变结构介绍 港电干式变分布 干式变的保护 录 干式变首次投运注意事项 干式变投运前试验项目 干式变的启停操作 干式变运行中注
干式变压器专题 刘浩 变压器原理 变压器分类 目 干式变结构介绍 港电干式变分布 干式变的保护 录 干式变首次投运注意事项 干式变投运前试验项目 干式变的启停操作 干式变运行中注意事项 变压器原理 变压器是基于电磁感应原理而工作的。变压器本体主要 由绕组和铁芯组成。工作时，绕组是“电”的通路，而 铁心则是“磁”的通路。一次侧输入电能后，因其交变， 故在铁心内产生了交变的磁场（即由电能变成磁场）； 由于匝链（穿透），二次绕组的磁力线在不断地交替变 化，所以感应出二次电动势，当外电路接通时，向外输 出电能（即由磁场能又转变成电能）。这种“电—磁— 电”的转换过程是建立在电磁感应原理基础上而实现的， 这种能量转换过程也就是变压器的工作过程。 电压关系 U1N2=U2N1 U1:一次侧电压 N1：一次侧线：二次侧线圈匝数 变按 压 用 途 分 器类 的 分 按 绕 类 组 分 仪用变压器（电压互感器、电流互感器） 试验变压器（耐压试验仪） 特种变压器（整流变） 单绕组变压器（自耦变） 双绕组变压器（干式变） 三绕组变压器（启备变） 按相数分 按调压 方式分 按冷却介质和 冷却方式分 单相变压器 三相变压器 （万州主变，启备变） 无载调压变压器（干式变） 有载调压变压器（启备变） 油浸自然冷却变压器 油浸强迫油循环水冷 油浸式强迫风冷变压器 干式自冷变压器 干式强迫风冷变压器 干式变结构介绍 干式变压器：是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器.依靠空气对流进 行冷却。 在结构上可分为两种类型: (1)固体绝缘包封绕组：环氧树脂浇注式—SC系列，德国技术，当前应用 主流 (2)不包封绕组：H级敞开型—SG系列，美国技术 （1） （2） 干式变的特点 1.安全，难燃防火，防爆，无污染，可直接安装在 负荷中心。 2.免维护，综合运行成本低。 3.防潮性能好，可在100%湿度下正常运行，停运后 不经预干燥即可投入运行。 4.损耗低、局部放电量低、噪音小，散热能力强， 强迫风冷条件下可以150%额定负载运行。 5.配备有完善的温度保护控制系统，为变压器安全 运行提供可靠保障。 6.体积小，重量轻，占地空间少，安装费用低 干式变的不足 1.同容量条件下，干变价格昂贵，为油变的2倍左右； 2.干式变应用电压等级受限，目前干变电压等级已 达到35KV，最高电压做到了110KV——山东金曼 克电气集团 ； 3.一般在屋内使用，在户外使用时，必须配备较高 防护等级的外罩； 4.对于浇注成型的线圈，出现毁损时，常要报废， 较难修复。 温控器 低压出线铜排 低压绕组 绝缘筒 高压绕组 风机 垫脚 干式变的结构 铁芯 吊环 夹件 垫块 高压连杆 电缆支架 滚轮 汇流排 低压出线铜排 铁芯 高压上夹件 联接线铂热电阻特性：随温度增长电阻值逐步增加。 出厂设定跳闸温度：150℃ 报警温度：130℃ 出厂风机启动温度目标值：90℃ 回差值：10℃ 即风机启动温度：90+10=100℃ 风机停运温度：90—10=80℃ 1.干式变高压侧绕组为什么装在外层？ （1）对绝缘材料要求降低，节省成本 （2）缩小和铁芯绝缘距离，缩小变压器的体积 （3）便于操作分接头 2.变压器调压分接头为什么装在高压侧？ （1）低压侧匝数少，提供抽头非常困难,甚至完全无法 提供抽头 （2）高压侧匝数多，抽头较为方便，也较为精确 3.一般来说干式变压器中性点必须接地， 但励磁变为什么中性点不接地？ 变压器中性点不接地的话，当三相负载不平衡或发生 单相接地的的情况下，中性点的点位会升高，这样的 话零线也会带电不安全，同时接地电流会很小，无法 切除电源 ，另外两项对地电压就会升高，触电的危险 性就更大，设备可能会损坏,影响变压器的寿命。 励磁变压器低压侧与转子回路的交流侧电源---可控硅 整流回路相连，而转子回路的交流侧电源接地，势必 要使转子绕组回路也受影响，这是不允许的，另外若 转子再有一点接地，发电机轻则不能稳定运行、发震 荡，重则失磁，甚至影响发电机寿命和运行的可靠性。 铁芯 1.多片涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成 2.铁芯的夹紧主要由夹件及夹紧螺杆来实现 3.上、下夹件通过拉螺杆或拉板压紧铁芯绕组 4.铁心的绝缘件为夹件绝缘、螺杆绝缘或拉板绝缘 铁芯 绕组 一、层式绕组 由扁或圆导体叠层后按螺旋线绕制而成 可以绕成若干个线层，每层线匝之间设置层间绝缘 或通风道 依靠模具并采用专用浇注设备，在真空状态下使绕 组浇注并固化成型 过程：叠层旋绕 放入模具 真空浇注 绕组 二、箔式绕组 由薄而宽的导体叠层绕制而成 每层1匝，层间绝缘同时是匝间绝缘 箔式绕组一般采用轴向气道：绕制时将引拔条在相 应的匝数位置一同绕入，之后取出，形成轴向风道 在箔绕机上绕好后只要加热固化成形即可，无需模 具与浇注 高压绕组 低压绕组 温控仪 温控仪由温度监 测、信号处理、 输出控制三部分。 三只铂电阻传感 器测温，信号调 理电路处理信号， 控制器实现输出。 实现风扇启停、 超温报警、超温 跳闸的功能。 温度显示器 变压器外壳 高压带电显示 1、A、B、C指示灯任何一 只亮，且开关处于OFF位置， 门关闭 2、三只指示灯均不亮，开 关处于ON位置，门可以打 开 3、使用钥匙，不论何种状 态，均可以把门打开。 变压器柜门闭锁 1、干式变压器的外壳由4个（或两个）行程开关输 出常开接点全部串联到高压的合闸回路里，即任何 一个门没有关闭到位，变压器无法合闸送电。行程 开关的常闭接点并联，任何一个动作可发出信号。 2、高压开关的接地刀闸（接地状态时）的常闭接点， 串联到变压器外壳上的带电指示器的电源里，接地 刀闸接地后，门可打开。 铭牌的说明 高低压侧接线方式一致（同为星或同为角），接线 组别号为偶数 高低压侧接线方式不一致（星—角或角—星）组别 号为奇数 强迫风冷条件下可以150%额定负载运行 调档时三个线圈应同时调到同一位置 n表示引出中性线表示二次测绕组 的相角滞后一次绕 组330度 单位：KV AN：带100% AF：带150% 第一个数字表明设备抗微尘的范围。I代表防止固体异物进入的等级，最高级别是6；第二个数字表明设备防水的程 度。 P代表防止进水的等级，最高级别是8。 如电机的防护等级IP65,防护等级IP55等等. 名称 0 1 2 3 4 5 6 I：防尘 说明 无防护 防护50mm直径和更大的固体外来体 探测器，球体直径为50mm,不应完 全进入 防护12.5mm直径和更大的固体外来体 探测器，球体直径为12.5mm,不应 完全进入 防护2.5mm直径和更大的固体外来体 探测器，球体直径为2.5mm,不应 完全进入 防护1.0mm直径和更大的固体外来体 探测器，球体直径为1.0mm,不应 完全进入 防护灰尘 不可能完全阻止灰尘进入 ，但灰尘进入的数量不会对设备 造成伤害 灰尘封闭 柜体内在20毫巴的低压时 不应进入灰尘 名称 0 1 2 3 4 5 6 7 P：防水 说明 无防护 水滴防护：垂直落下的水滴不应引起损害 水滴防护：柜体向任何一侧倾斜15度角时，垂直落下的 水滴不应引起损害 防护溅出的水：以60度角从垂直线两侧溅出的水不应引 起损害 防护喷水：从每个方向对准柜体的喷水都不应引起损害 防护射水：从每个方向对准柜体的射水都不应引起损害 防护强射水：从每个方向对准柜体的强射水都不应引起 损害 防护短时浸水：柜体在标准压力下短时浸入水中时，不 变压器的效率 铜损等于铁损时，效率最 高 每台变压器对应一个最大 效率负荷点 不是变压器负荷越高就效 率越高 冷 第一个字母： 与绕组接触 的冷却介质 解 第二个字母： 内部冷却介质 的循环方式 释 第三个字母： 外部冷却介质 第四个字母： 外部冷却介质 的循环方式 O------矿物油或燃点大于300℃的绝缘液体； K-------燃点大于300℃的绝缘液体； L-------燃点不可测出的绝缘液体； N-------流经冷却设备和绕组内部的油流是自 然的热对流循环； F-------冷却设备中的油流是强迫循环，流经 绕组内部的油流是热对流循环； D-------冷却设备中的油流是强迫循环，至少 在主要绕组内的油流是强迫导向循环； A-------空气； W--------水； N--------自然对流； F--------强迫循环（风扇、泵等）； 港 电 干 式 变 分 布 汽机变×4 2000kVA 锅炉变×4 1600kVA 照明变×2 1000kVA 除尘变×4 2500kVA 公用变×2 2000kVA 厂前区变×2 800kVA 脱硫变×2 2500kVA 输煤变×2 2000kVA 翻车变×2 2500kVA 除灰变×2 800kVA 水工变×2 1600kVA 取水变×2 2000kVA 码头变×2 2000kVA 循泵房变×2 800kVA 励磁变×2 2000kVA 除备变×2 2500kVA 堆取料机变×2 2000kVA 食堂变×1 1600kVA 干式变压器保护 1 、过电流保护 ：电流速断或限时速断 2 、负序过流定时限 ：延时1s左右 3 、高压零序过流 ：延时0.3S左右 4、 低压零序定时限过流 ：延时0.8S左右 5 、超温跳闸：150℃ 6 、过负荷告警 ：延时9S 7 、PT断线 、CT断线告警 干式变首次启动注意事项 1、变压器保护、测量、冷却装置已调试完毕； 2、变压器接线、运行后音响正常，应为平稳的嗡嗡声，运行时间不小 于10min，变压器试运行要注意冲击电流、空载电流、 一二次电压、温度，并做好详细记录。 4、冲击试验合格（5次），无异常情况，励磁涌流不应 引起保护装置误动作； 5、冷却风机运转正常，风向正确。 6、绕组温度变化是否正常（带负荷后绕组温度应缓慢上 升）。 7、变压器空载运行24小时，无异常情况方可投入负荷， 监视随负荷变化导线接头有无发热现象。 干式变的实验项目 1、测量绕组的直流电阻 检查内部导线的焊接质量、分接开关与引线的接触是否良好，三 相电阻是否不平衡等。一般线%，如果直流电阻不平衡会产生三相之间的环流，增加环流损耗， 变压器发热等不良现象。 2、检查所有分接头的电压比 检查变压器的匝数是否正确，各分接头是否正确，检查高压输入 10000V及其各分接头电压时，变压器是否输出可达到400V。 3、检查变压器的三相接线、测量与铁芯绝缘的各紧固件和铁芯的绝缘电阻 5、测量绕组的绝缘电阻 检查变压器的高低压及地互相之间的绝缘程度。一般用2500V的摇表。 经2500V摇表对高低压及地的绝缘电阻大于检测的标准值。 6、绕组的交流耐压试验 变压器的高低压及地互相之间的主绝缘程度用电气强度试验来考核。 对于检验变压器在生产过程中产生的局部缺陷，具有决定性的作用。一 般干式变10KV侧耐压为35KV， 0.4KV耐压为3KV，都是1分钟时间不 出现击穿为合格。 7、变压器各侧开关的跳、合闸以及联锁试验 检验变压器各保护动作可靠和开关设备的完好无缺陷 冲击合闸试验 （1）拉开空载变压器时，有可能产生操作过电压。在电力 系统中性点不接地或经消弧线圈接地时，过电压幅值可达 4~4.5倍相电压；在中性点直接接地时，可达3倍相电压。 为了检查变压器绝缘强度能否承受全电压或操作过电压， 需做冲击试验（2）带电投入空载变压器时，会产生励磁涌 流，其值可达6~8倍额定电流。励磁涌流开始衰减较快，一 般经0.5~1秒即减到0.25~0.5倍额定电流值，但全部衰减时 间较长，大容量的变压器可达几十秒。由于励磁涌流产生 很大的电动力，为了考核变压器的机械强度，同时考核励 磁涌流衰减初期能否造成继电保护装置误动作，需做冲击 试验。通常，对新装的变压器应进行5次冲击试验，大修的 变压器则进行3次。 空载试验 进行空载试验的目的是：测量变压器的空载损耗和空载电流；验证变压 器铁心的设计计算、工艺制造是否满足技术条件和标准的要求；检查变 压器铁心是否存在缺陷，如局部过热，局部绝缘不良等。 试验时高压侧开路，低压侧加压，试验电压是低压侧的额定电压，空载 损耗主要是铁损耗 通过空载试验可以发现变压器以下缺陷：硅钢片间绝缘不良；铁芯极间、 片间局部短路烧损；穿芯螺栓或绑扎钢带、压板、上轭铁等的绝缘部分 损坏、形成短路；磁路中硅钢片松动、错位、气隙太大。铁芯多点接地； 线圈有匝间、层间短路或并联支路匝数不等、安匝不平衡等；误用了高 耗劣质硅钢片或设计计算有误。 短路试验 变压器短路试验,主要是测量的是短路损耗和短路阻抗。 投产时检查线圈结构的正确性，在更换绕组后检查与上次 试验值有无明显变化。 试验电源可用三相或单相，加在高压侧，低压测短接；试 验时高压侧电流最高为额定值，低压侧电流控制在额定电 流 1、测绝缘之前必须验电 2、测绝缘必须带绝缘手套 干式变的3、投必须入执行操作票监护制度 4、高压侧绝缘300MΩ 低压侧绝缘100MΩ 1A汽机变由检修转运行高压对低压绝缘300M Ω 5、低压侧测绝缘必须联系检 1、检修工作结束，工作票已收回修；将中性点接地的螺栓解 2、高压侧地刀断开，低压侧接电开线并已在拆中除间；加上绝缘垫片 3、高低压开关在试验断开位，测量变压器绝缘合格； 4、投入高压侧电气保护压板； 5、高压侧开关由检修转运行，变压器充电，检查充电 正常； 6、检查低压侧母线具备送电条件，低压侧开关由检修 转运行； 7、 投入变压器温控仪，检查运行正常。 干式变的退出 1A汽机变由运行转检修 1、检查母线上所有负荷已停运，开关在隔离位 （或者母线由联络开关或备用电源供电）； 2、断开低压侧开关，然后断开高压侧开关； 3、断开温控仪电源开关； 4、退出高压侧电气保护压板； 5、低压侧开关悬挂接地线，然后高压侧开关转检修并 悬挂标志牌； 6、登记运行台账详细记录接地线编号及悬挂位置。 干式变投退注意事项 1、严格执行操作票制度、操作监护制度，防止跳项操作； 2、测绝缘前应验电防止带电测绝缘造成人身伤害； 3、开关送电前应重点检查保护投入正常防止设备损坏事故； 4、防止带电合地刀闸； 5、核对设备名称、编号，防止误走错间隔； 6、装取保险时必须使用专用工具操作，防止发生伤害事故； 7、送电先送高压侧再送低压侧，停电则相反，防止带负 荷拉合开关。 干式变运行中注意事项 1、变压器外罩前后门应锁紧，严禁运行时门敞开， 严禁运行中触摸变压器本体； 2、高低压侧接头、母排无松动过热，绕组干净无积尘。 3、变压器绝缘表面无放电痕迹； 4、变压器外罩上的温度指示不超限 ； 5、变压器内无异味，运行声音正常，配电间室温正常； 6、变压器室内屋顶无漏水、渗水现象； 7、变压器不能过载运行：长期过载运行，会引起线圈发 热，使绝缘逐渐老化，造成短路； 8、变压器运行要保持良好的通风和冷却，否则影响变压 器的寿命。 干式变压器的异常情况处理 一、变压器的声音异常 1、变压铁心夹件螺杆松动 用户运输就位、安装时把铁心尖角碰变形，或有异物搭接在铁心某处。 产生机械声：风机固定螺丝松动，有杂物在内部。外壳固定螺丝松动， 引起面板震动有杂声。变压器的低压母排固定螺丝松动，或母排没有 采用软连接，因此震动产生杂音. 2、输入电源电压过高，产生过励磁，声音较大。 3、高次谐波产生的声音。特点是没有规律。声音时大时小， 时有时无。主要是电源侧或负载有电炉、可控硅整流设备产生高次谐 波反馈到了变压器。 4、环境问题。主要是变压器室周围空间小，墙面光滑，容易产生音箱 效果，使变压器声音听起来较大。 干式变压器的异常情况处理 二、温度计显示异常 1、没有把传感器插到温度显示器后面的插座内，显示 故障灯亮 2、传感器接插件之间松动，电阻增大，温度值显示较 高。 3、某相温度值无穷大，传感器的铂电阻丝开路 4、某相温度值高，传感器的铂电阻处于似断非断的状 态。 一分耕耘 一分收获 谢谢
