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电气设备的运行和维护_图文

电仪部: 电仪部:傅智雄

变压器构造原理

变压器的运行维护

电动机的构造原理

电气设备的运行和维护
电动机的运行维护

继电保护系统 二次控制设备

第一章: 第一章:变压器
一.变压器的种类和作用: 1.按用途可分为: ①电力变压器:升压和降压 ②实验变压器:产生高电压实验电气设备. ③调压器:自耦调压器,移圈式调压器,磁饱和调 压器. ④测量变压器:电压互感器,电流互感器. ⑤其他用途变压器:电炉变压器,整流变压器,电 焊变压器,控制变压器,冲击变压器等. 2.按结构分: ①双绕组变压器(双圈)用的最多.

②三绕组变压器(三圈) ③自耦变压器 3.按相数分: ①单相 ②三相 ③多相(整流用多相变) 4.按冷却条件分: ①油浸变压器(油浸自冷,油浸风冷,油浸水冷, 强迫油循环,强迫风冷,强迫水冷) ②干式变压器 ③充气式变压器(变压器箱内充满特种气体) 5.按调压方式分: ①无激磁(无载)调压变压器 ②有载调压变压器 6.按中性点绝缘水平可分:

①全绝缘变压器(变压器绝缘水平与首端水平 相同. ②半绝缘变压器(中性点绝缘水平比首端低 二.变压器的作用: 1.降低变压器各级别的电压等级,以满足各 种不同电压等级的电气设备使用. 2.提高电压,减少送电损失(电力系统传送电 能过程中,必然会产生电压和功率的损耗, 在输送统一功率时,电压损耗与电压成反比, 功率损耗与电压的平方成反比.)

三.变压器的工作原理:
铁芯 主磁通 Ⅰ1 U1 一次侧 U2 二次侧

工作原理:在主磁通的作用下,两侧线圈分别感应 起电势E1和E2,电势的大小与匝数成正比,忽略内阻 抗压降,感应电势旧等于端电压,电势大小不同即 电压大小不同,这就是变压的原理.(电生磁,磁 生电的电磁现象.)

要点:
⑴如果不考虑变压器的损耗,二次输出功率=一次输 入功率; 即二次电压×二次电流=一次电压×一次电流 变比K=U1/U2=W1/ W2 ⑵变压器二次电流增加,一次电流也自动增加(当变 压器二次空载时,一次侧仅流过产生主磁通的激磁 电流,外加一次电压不变→激磁电流不变→主磁通 不变→当二次侧加负载电流后,也在铁心中产生磁 通,主磁通的变化影响到一次,一次侧要保持主

磁通不变,必将另外再流过一部分电流, 这一部分的电流是随二次电流的增减而增 减的.)这是从磁路上的理解,从电路上 也可以看出:当二次电流产生的磁通改变 了一次电流所产生的磁通时,相当于一次 线圈的感抗起变化,即阻抗变小了,这样 在外加电压不变的前提下,由于电路中阻 抗变小,一次电流当然要增加,这增加部 分即是一次电流中用来平衡二次电流的部 分.

四.变压器的构造:
1.铁芯:用导磁性能很好的硅钢片叠放组成闭合磁路 (为减少涡流损失,硅钢片的螺栓均做绝缘处理.) 2.线圈:原,副线圈是用铜线或铝线绕成园筒形的多 层线圈,绕在铁心柱上导线外边采用纸绝缘或纱包 绝缘. 3.油箱:室变压器的外壳,内装铁心,线圈并充满变 压器油,变压器油起绝缘和散热的作用. 4.油枕:当油随油温膨胀或缩小时,油枕起储油及补 油的作用,保证变压器充满油.同时,由于装了油 枕,室变压器缩小了与空

气的接触面,减少油的劣化速度,侧面装有一个油 位计(油标管),监视油的变化. 5.呼吸器:由铁管和玻璃容器组成,内装干燥剂 (硅胶),当油枕内的空气随变压器油的体积膨 胀或缩小时,排出或吸入的空气都经呼吸器过滤, 保证油的清洁和干燥. 6.气体继电器:是油浸式变压器所用的一种保护装 置,由于变压器内部绝缘击穿,匝间短路,铁心 烧毁等故障二使油分解产生气体或造成油流涌动 时,使继电器的接点动作,接通指定的控制回路, 并及时发出信号或自动切除变压器. 还可以取气样进行观察分析气体的颜色和数量.

7.瓦斯继电器:变压器主保护,装在变压器的油箱 和油枕的连接管上.瓦斯继电器的上接点接信号 回路,下接点接跳闸回路. 8.散热器(又称散热翅,冷却器)扇形,园形,排 管等,散热面积愈大,散热效果愈好,当变压器 上层油温和下部油温产 生温差时,通过散热器形成油的对流. 9.绝缘套管:引接线(有纯瓷,充油,和电容等不 同形式.) 10.分接开关:调压用,一般变压器的一二次线圈 都有3至5个分头位置(三分头中间分头2为额定 电压,相临分头相差±5%,多分头的相差 ±2.5%)操作部分装于变压器顶部,经传动杆伸 入变压器油箱.

11.温度计:包括一个带电接点的温度计和测温管 (外包),这两者用金属软管连接,测温包固 定在油箱顶盖上的一个开口套筒内,套管内注 满绝缘油,测温管内充满氯化或乙醚液体,当 油温变化室,氯化甲烷的压力也跟着变化,使 弹簧管变形而使表计的指针偏转,指示出相应 的温度,在指针的轴上固定有一个接触板,它 沿着两个带有触头的扇形片滑动,当温度上升 到指针整定值时,两对接点分别导通,给出信 号或启动自动冷却系统.

五.变压器的几个重要参数:
1.额定容量:(Pê):厂家规定的使用条件下,在额 定电压,电流连续运行时所输送的容量. 2.额定电压:指变压器长期运行时,所能承受的工 作电压(指中间分接头) 3.额定电流:额定电流:指在变压器额定容量下, 允许长期通过的电流. 4.容量比:变压器各侧的额定容量之间的比值.如 某变压器容量为31500千伏安,其容量比为100%, 100%,67%,即变压器的一次容量,二次容量,

三次容量分别为31500,31500,21000千伏安, 运行中注意按各侧所规定的容量监视负荷.
5.电压比(变比):指变压器各侧之间的电压比. 6.铜损(短路损耗):指第一,二次电流流过改线圈电 阻所消耗的能量之和.由于线圈多为铜导线,故简称 铜损.铜损与一,二次电流的平方成正比,铭牌上所 标的千瓦数系指线圈在75℃时通过额定电流的铜损.

7.铁损:指变压器在额定电压下,(二次开路), 在铁芯中消耗的功率.其中包括激磁损耗和涡流 损耗. 8.百分阻抗(短路电压%):指指变压器二次短路, 一次施加电压,并慢慢使电压加大,

当二次产生的短路电流等于额定电流时,一次所 施加的电压叫短路电压,铭牌上用的是百分数来 表示,即: (短路电压%)=短路电压/额定电压×100% 注意: 注意: 三圈变压器的百分阻抗有高,低压间,高 中压间和中低压间三个百分阻抗,测高低压百分 阻抗时,中压线圈需路,测高中压百分阻抗百分 阻抗值时,低压线圈需开路,测中低间百分阻值 时,高压线圈需开路. 9.空载电流:指变压器在额定电压下空载(二次开 路)运行时,一次线圈中通过的电流.一般以额 定电流的百分数表示.即Ⅰo%=Ⅰo/Ⅰe×100%

六.变压器的极性: 变压器的极性:
本来,交流电路里是没有+-极性的,但在一个极 短的时间中,变压器一次线圈的两个接头必定有一 个接头的电流流入的,另一个是流出的,二次线圈 也一样,一个流入,一个流出,当一次电流流入的 接头和二次电流流出的接头为同方向便是同极性. 一般单相变压器一二次引线上标有+-符号,相同 + 的为同极性,所以用"+"或"-"标志不是说这一 端永远是正或永远是负的意思,而是说明这个线圈 标标"+"的一端和那个线圈标"+"的一端是同极性. 对于两个线圈的连接来说,如果两个线圈的同极性 端连在一起,称为减极性,连接此时两线圈的电势 是相减的,如果两线圈的异端连在一起,称加极性 连接,两线圈的电势是相加的.

那如何检查判断变压器的同极性?


万用表 低压侧 高压侧


变压器

+ 干电池 -

变压器或互感器接好线后,如果连接线搭接在变压器 高压侧未接上线的一端上,万用表指针正转,说明接 在电池正极上的端头和接在万用正极上的端头属于同 极性.如果指针反转,那旧说明接在电池正极的端头 和接在万用表负极的端头属于同级性.

为什么要搞清楚变压器的极性呢?
因为变压器两侧线圈中的电压和电流是 存在油相位关系的,而在日常工作中遇到 要考虑变压器的接线组别及几台单相变压 器进行串并联连接时,就都要搞清楚它们 的极性.

七.变压器的接线组别:
三相变压器的一次线圈和二次线圈间电压 或电流的相位关系就叫变压器的组别.相 为关系实际上就是角度关系,而变压器的 一二次各量的相位差都是30度倍数,这刚 好与时钟一样有30度的分时针关系,这就 有了变压器组别的最常用方法-时钟表示法: 时钟表示法就是把变压器高压侧的线 电压(或线电流)的向量作为长针,

永远固定在12上,低压侧的线电压(或线 电流)向量作为短针,再根据角度关系固 定在时针上. 如:Y/Y0-12接线,由于一次绕组和二 次绕组同相,线端标号一致,所以一二次 侧相对应的相电势是同相,其向量图如下 图所示,若将图中A和a重合绘在一起看, 则二次侧线电压向量Uab与一次侧线电压 向量UAB也是同相,按规定UAB永远固定 在12点上,即二次Uab也是12点,所以此 此接线为12,记做Y/YO-12

A

B

C

EB

EA

EB

EC EA EC Eb

UAB Uab

a

b

c

Ea

Eb

Ec Ea Ec

接线图

相电压向量图

线电压 向量图

又如:Y/△-11接线,其连接顺序为ax-cz-bg,根据减极性的 特点,两侧相电势为同相,又由于二次三相绕组接成△形, 其线电压与相电势相等,从向量图可以看出,二次侧线电压 Uab等于相电势Ebc,若将向量图中A和a重合绘在一起来看, 则二次侧线电压向量Uab越前于一次侧线电压UAB30度,当 向量UAB指在钟表12点,则向量Uab应指在11点,故这种 接线组别记作Y/△-11,如下图:B B
A B C EA 0 x a b y c z A b c x Ea y z a b C Uab a A c C UAB 0

Y/△-11向量图 △ 向量图

Y/△-11接线图 △ 接线图

八.变压器的接线方式: 变压器的接线方式:
接线方式的不同,直接关系到变压器的运行性能,制 造和运行的经济性.下面介绍两种常用连接方式的 优缺点: 一.Y/Y接线(包括Y/Y0)优缺点: 1.Y形和△形相比,在承受同样线电压情况下,Y形的 每相线圈承受的电压较小,故在制造上的绝缘材料 较少,二由于每相流过的电流较大(Y形相电流等用 线电流)选用导线截面较粗,故线圈的机械强度较好, 较能耐受短路时的机械力.

2.中性点可以任意抽取,适用于三相四线制且Y接抽 头放在中性点. 3.在同样的绝缘水平下,Y接比△接可获取较高的电 压. 4.由于选用导线较粗,可使匝间有较高的电容,能耐 受较高的冲击电压. 其缺点是: 1. 这种接线因磁通种有三次谐波存在,将使油箱发 热和影响变压器运行效率. 2.中性点应直接接地,否则中性点电位不稳定会严 重位移.(规定中线电流不超25%)

3.一相发生故障只好停用.不象△形接法的变压器 可暂时接成∨形使用. 二.Y0/△或△/Y接线: 优点: 1.二次电势中没有三次谐波和Y/Y接线中的主要弊 病. 2.根据需要可在一次侧(采用Y0/△)或在二次侧 (采用△/Y0)抽取中性点. 3.由于其中有一侧接成△形,可基本维持另一侧Y 接的中性点稳定. 4.因为接线组别是单组数,即原来有不同组别的两 台变压器可以在改变外部首尾端标号的条件下并 列,不需抽出器身重新接线.

缺点: 三.有关三次谐波: 非正弦波总可以分解成许多不同频率的 正弦的高次谐波和基波,这些高次谐波中 影响最大的是三次谐波.三次谐波的特点 是三相的量在时间上同相,幅值相等. 一台变压器运行中带上额定电压,铁心饱 和后电流再增加,并不能使铁心里的磁通增 加多少,磁通是平顶波(非正弦波),这 时在铁心中会有三次谐波出现,它是以变 压器外壳为通路,借铁心的铁件,空气,

油等构成回路,使铁壳中通过有150周/秒 的三次谐波磁通,三次谐波磁通会产生涡流 损耗,降低效率(最高可达变压器铁心损耗的 50-65%). 三次谐波产生的2电势可达基波电势的4050% 50%叠加在基波上数值就相当高了,好在实 , 际上三相三柱式变压器捉弄的三次谐波磁 通的磁路中磁阻很大,三次谐波磁通不多,这 使得总磁通仍接近正正弦波,固电势也接近 正弦波.

九.变压器分接头的调压作用:
改变分接头位置,就是改变变压器的匝数, 也即改变变压器的变比.变比K=W1/ W2= U1/U2,很容易看出:分头在一次侧,改变一次侧线 圈匝数改变K,K值一改变,加同样的电压U1情况下 二次电压U2=U1/K自然起变化,这就起了调节电 压的作用.如:一台6000±5%/400的降压变压器, 分接头放在额定电压位置室,变比K=6000/400= 15,这时当高压侧加6000伏时,低压电压为400伏, 现在要降低二次电压,根据公式U2=U1/K来看,应 增加K,也即增大K,也即增大高压侧的匝数,

调分接头旧应该往+5%这个分接头调,这时, 变比K=6300/400=45.8,二次电压就可以 调到6000/15.5=380伏. 从原理上讲,抽分头从哪一侧抽都可以, 但一般无激磁(无载)调压变压器抽分头都在 高压侧,这是因为: ①变压器高压线圈套在低压线圈外面,抽头抽 出和连接更方便. ②高压侧电流小,引出线和分接开关的载流部 分可以截面小些,接触不良的问题也较易解 决.

十.变压器油的作用:
变压器油由石油提炼而成.其作用是绝缘和冷却. 变压器油的指标有十几项,主要有: ①粘度:粘度说明油的流动性好坏.粘度越低,流 动性越大变压器冷却越好,老化时粘度就增高. 运行中常用"安氏度"计量变压器油的粘度,称 "条件粘度",即规定50℃时油流出的时间与 20℃时统一体积的水流出的时间之比,规程规定 粘度不应超1.8.(新油) ②闪光点:在一定条件下油被加热到某一温度,其 蒸气与空气形成的混合物,若将小火苗移近,该 混合物着火,这温度就叫闪光点.闪光点标志着 油的蒸发量,当油蒸发时,体积就缩小,粘度增大, 并出现有爆炸性的气体.

规程规定:闪光点不得低于135℃,如果运行中油 的闪光点比初始低5℃,说明有问题.而油的老 化(如由于线匝短路,铁心起火等局部高温引起 老化)会使闪光点剧烈降低. ③溶解于水的酸和碱: 由于油在加工过程中清洗得不够,可能残留一部分 矿物酸和碱,另外油的氧化也会形成一部分酸, 这些可溶于水的酸和碱会促使油又早又快地老化, 且会腐蚀金属部分和绝缘材料,降低绝缘强度, 因此规定不论时新油或运行油,都部应含有不溶 于水的酸和碱.

④酸价:为了中和一克油中所含自由酸性化合物所 必须的氢氧化钾的毫克数称为酸价. 酸价增大,说明油已处于氧化初始阶段,这时 油的其他特性尚为改变,根据酸性的大小,可以 判断油的老化程度,规定;油的酸价不得大于0.4.

⑤机械混合物:加油过程落入的脏物,运行 中由于油被电弧烧糊留下的碳末,以及绝 缘部分掉下纤维等,都叫机械混合物,既 可造成导电的路径影响绝缘强度,油可能 沉积于绝缘表面或堵塞油道影响散热,所

以必须在大修时或运行中用滤油机或真空分 离机加以净化. ⑥电气绝缘强度(抗电强度): 油的抗电强度是以击穿1厘米的油层所需的 电压(伏数)计量.规程规定:用于35KV 及以上的变压器油,1厘米后的油击穿电 压应在35KV以上{运行油和40KV以上(新鲜 油),用于6KV-35KV变压器,击穿电压应 在25KV(运行油)和30KV(新鲜油)以上, 油于6KV以下的变压器油,击穿电压应在 20KV(运行油和25KV(新鲜油)以上.

击穿电压于油中含有水分和机械混合物的多 少油很大的关系,因它能反应油中是否含有 水和杂物. ⑦水分:运行中油于空气接触常从空气中吸收 潮气,使油中油了水分. 水分的存在有两个害处:已是使机械混合物 的油耐压水平更加降低,二是水分易和别的 元素化合成低分子酸,腐蚀绝缘,不过,油 的吸潮也是易饱和的,(实验发现:随着水 分含量的增大,水分对击穿电压的影响反而 减少.)

⑧油的颜色:新鲜油通常是亮黄色的或天蓝色 透明的,运行中由于油在老化时形成的沥青 和污物影响,油的颜色会变暗,严重时呈棕 色.注意:炭末对油的颜色油很大运行. 两种牌号的油最好不要混合使用,因为 油的添加成分不同,混合后可能影响油质, 如果混合使用,必须将混合油做抗氧化安定 兴实验,并检查混合油的其他油质标准是否 合格.

十一自耦变压器与普通变压器的区别:
与普通变压器相比,自耦变压器的一二次侧 线圈不仅油磁的联系还油电的联系.而普通 变压器一二次线圈仅有磁的联系.如下图:
A A Ⅰ1 U1 Ⅰ X a Ⅰ2 U2 x X X1 X a 公共线圈 串联线圈 a 铁芯

电压互感器的原理接线图:

十二电压互感器和普通变压器的区别
电压互感器实际上时一致降压变压器它的一 次线圈匝数很多,二次线圈匝数很少,一次 侧并联地接在电力系统中,二次侧可并接仪 表,继电器线圈等负载,由于这些负载阻抗 很大,通过的电流很小,因此电压互感器的 工作状态相当于变压器空载情况.
Ⅰ1 U1 z1 z2 Ⅰ2 U2 Z

十三电流互感器与普通变压器的区别:
电流互感器的工作原理:当一次线圈流过电 流时,铁芯中产生交变磁通,该磁通在二次 闭合回路中感应出电势电流.电流表接在二 次侧,油串接的电流表测出的二次电流值乘 上互感器变比,,就是代表一次电流值.电 流互感器的一次匝数很少仅一匝或几匝,而 二次线圈匝数却很多,互感器的一次是个强 大的电流源,一次电流在铁芯中产生磁通的 多少取决于二次回路的情况,

因为二次电流产生的磁通对一次电流产生的 磁通是起去磁作用的所以可以把一次电流看 成两部分,一部分是激磁用的激磁电流,一 部分是用于平衡二次电流所产生的磁通的, 如果二次开路,则全部电流都用于激磁,就 会产生磁饱和而产生危险的高电压.二次电 流一般为5安,也有的为1安. 与普通变压器相比的不同处: ①电流互感器的二次回路所串的负载是电流表 和继电器线圈,阻抗很小,因此相当于二次 短路状态下运行的变压器.

②变压器的一次电流随二次电流的增减而增减, 可以说是二次起主导作用,而电流互感器的 一次电流油主电路负载决定而不由二次电流 决定,故是一次起主导作用. ③变压器的一次电压决定了铁芯中的主磁通, 因此一次电压不变,二次电势也基本不变, 而电流互感器却不然,当二次回路的阻抗变 化时,也会影响二次电势. ④电流互感器之所以能用来测量电流,即二次 即使串上几个电流表也不减少电流,是因为 它是一个恒流源,且电流表的阻抗小,串进 回路对电流影响小,它不象变压器,二次侧

一加负载,对各个电量影响很大.(但这个 看法只适用于额定负载范围内,一旦负载增 大到超过允许值,也会影响二次电流,且使 误差增大到不能允许的程度.)

第二章:变压器的运行和维护:
一.变压器自身方面采取的过电压保护措施: 变压器运行中因某种原因使变压器上 的电压超过额定值叫"过电压",分两类: 一种是大气过电压:是因打雷引起的过电 压,可达额定相电压的8-12倍;另一种是 操作过电压:因系统开关操作时,电气设 备投入或退出运行过程中,因系统中电磁 能的转换产生的过电压,其数值一般为额 定相电压的2-4.5倍.

因为操作过电压是电力系统内部产生的, 所以它的大小与系统的额定电压有关,系 统的额定电压高了,操作过电压的绝对值 也高,因此,绝缘的耐电强度在220千伏以 下系统,主要由大气过电压决定,而220千 伏以上系统,操作过电压将占主要地位. 过电压具有短时脉冲性质,而操作过电 压常会引起周期性的冲击波,大气过电压的 冲击波如下图所示:

变化过程很快的冲击波作用在变压器上与工 频电压作用在变压器上的后果不同,这是因 为冲击波的频率很高,波前陡度很大,就好 像一个很高频率的正弦波的一部分,如一个 波前时间为1.5微秒的冲击波,其频率相当 于160千周.如果说我们在分析工频电压下 变压器内部的电压分布情况时,只需考虑变 压器的电阻和电感(或感抗)的影响就行可 在分析冲击波作用下变压器内部电压分布情 况时,则还要考虑电容(变压器线圈间,各 线圈间和线圈与铁心间都存在一定数值的电 容)的影响.

变压器的构造虽然很复杂,但从电路的 观点来看:变压器不外乎是由电阻,电感, 电容组成,过电压的冲击波从起始电压分布 (曲线1)过渡到最终电压分布(曲线2), 有震荡现象.因为在这个过程中,发生作用 的不仅有线圈的电容,还有线圈的电感,这 两者构成震荡现象回路,在震荡过程中,在 线圈不同的点上将分别在不同的时刻出现最 大电位(对地电压),线圈各部分可能出现 的最高对地电压如下两图中的曲线3所示, 这个电压可升至2倍的冲击电压值,有可能 造成线圈对地主绝缘的损坏.

而不论变压器的中性点是否接地,在起始得 瞬间的电压分布,都使线圈的首端几匝线圈 间出现很大匝间电压(或叫"电位梯度"), 因此头几匝线圈的匝间绝缘受到威胁最严重. (这时最高匝间电压可能高达额定电压下运 行的50-200倍).如下两图所示:(注:曲 线1为为冲击波的起始电压分布; 曲线2为过渡到最终电压分布 曲线3为线圈各部分可能出现的最高 对地电压分布):

在2.5倍额定电压下的过电压,变压器是能 够承受的因设计时已考虑了必要的绝缘强度, 超过2.5倍,不管哪种过电压,变压器绝缘 都有损坏的可能,故一般都要采取保护措施: 1.装设避雷器:如在一二次母排安装避雷器 2.加强绝缘: ①加厚绝缘 ②改善匝间电容:如在高压侧线圈端部加静 电板(静电环)或绕在绝缘纸板上制成的一 个金属开口环,放在高压线圈的上端,

并且在电路方面和高压线圈的首端相连,其 作用就是增加附加电容因为静电板与线圈端 部各匝之间存在着附加电容使变压器线圈各 匝的对地电容电流可由通过附加电容的电流 供给,这样使得各匝间电容中流过的电流近 似地相等,从而使起始电压分布变得比较均 匀,使线圈首端的砸间电压降低了,且过渡 阶段的震荡现象也大大减弱了. 如下图所示:

除了使用静电板外,也还有使用静电圈的, 工作原理相似,它是一个开口金属环,罩在 最初几个线圈的外面,作用也是增加附加电 荣,改善起始电压分布,减小震荡. 运行电压太高或太低对变压器的影响: 二.运行电压太高或太低对变压器的影响: 运行电压太高或太低对变压器的影响 最理想的电压是额定电压.但由于系统 电压在运行中随负荷变化波动相当大.两种 情况: 1.电压低:这对变压器本身没有任何不良后 果(当然会受制于用电设备)

2.电压高于额定值:此时铁心的饱和程度增加, 这会使电压和磁通的波形发生严重畸变,并 使变压器的空载电流大增.铁心饱和后,电 压波形中的高次谐波值大大增加,如磁通密 度在10000高斯的情况下,三次谐波等于基 波的21.4%,在14000高斯的情况下,三次 谐波等于基波的27.5%,而在20000高斯的 情况下,则达到基波的69.2%,电压波形的 畸变也即出现高次谐波其害处是: ①引起用户电流波形的畸变,增加电机和线 路上的附加损耗.

②可能在系统中造成谐波共振现象,并导致过电压使 绝缘损坏. ③影响电讯线路,干扰电讯的正常. 规程规定:不论电压分接头在任何位置,变压 器外加电压不超过额定值的105%,则变压器二次 侧可带额定电流. 变压器的不对称运行: 三.变压器的不对称运行: 变压器的不对称运行 出现不对称运行的三中情况:①三相负载不平衡; ②由三台单相变压器组成三相变压器组其中有一台 变比或阻抗电压不同;③不对称接线如二火一地制; 最常见的为三相负载不一样造成的不对称运行. 例如小变压器供电给照明,电焊,加热,单相电机 等性质的负载,使流过变压器的三相电流不对称,

造成二次侧三相电压不对称,这种不对称运 行,主要需要考虑的是,在运行中要监视按 Y/Y0-12接线的变压器的中性线电流不得超 过低压线圈额定电流的25%.如下图所示的 三相电路,若只在某相加负载,会使该相电 压明显加大,(即该相端电压下降,另两相 端电压升高):

从图中可以看出:由于各项叠加了零序 电势,使三相电压变得不对称,中性点发生 了严重的位移现象,(三个线电压仍保持对 称),从向量图中可以看到,加负载的那相 端电压下降,另两相端电压升高.如果该相 负载加得很大,就可能使该相端电压急剧下 降,就象一些配电变压器当某相接单相电焊 机,电焊时使接在另两相上的照明灯等单相 用电设备烧坏就是这个道理.

变压器运行中出现异常高热的原因和判断方法: 四.变压器运行中出现异常高热的原因和判断方法: 变压器运行中出现异常高热的原因和判断方法
1.分接开关接触不良:使接触电阻增大引起发热,由于 损耗=Ⅰ×R,R大→损耗大,于是形成异常发热. 分接开关接触不良的原因是: ①接触点压力不够; ②开关接触处有油泥堆积,使动静触点有一层油泥 膜; ③接触面小使接点熔伤; ④定位指示与开关实际位置不太对应; ● 判断方法:①注意轻瓦斯动作情况;②取油样化验 作色谱分析(观察油的闪点是否迅速下降)③检测三 相分接头的直流电阻值;

2.线圈匝间短路:(约占变压器损坏的77%-80)
①线圈制造时敲打,弯头,压紧等机械损伤,或 铜刺铁刺伤绝缘留下隐患; ②运行日久绝缘老化,变松脆使导线联通; ③油的堵塞,油流死角使局部绕组高热;油位下 降,使线圈露出失去冷却介质; ④电动力使某些线匝发生轴向或幅向位移将绝缘 磨损; ⑤油位下降使线圈露出油面失去冷却介质; ⑥长期过负荷运行,使铜线温度太高绝缘变脆.

●判断方法:(注意:匝间短路往往发生在过电压或过电流后) ①油温不正常上升; ②从电流表观察发现; ③轻瓦斯动作(尤其短路匝处高热时,油象沸腾似的注意听能 听到"咕噜咕噜"声); ④取气体分析: ⑤做变压器三相绕组的直流电阻测试; 3.铁芯硅钢片间存在短路回路: ●原因: ①外力损伤或绝缘老化等原因使硅钢片之间漆皮绝缘损坏,严 重时会熔伤造成所谓的"铁芯起火"; ②铁芯的穿芯螺杆绝缘套管损坏,也会造成环流(包括两端的 绝缘垫圈夹件等因拧紧损伤;

●判断方法: ①色谱分析: ②检测空载电流损耗比原来的明显增加; ③测穿心螺杆对铁芯的绝缘电阻; ④吊芯检查; ●综上所述,高热,油的劣化是上述故障的共同现象, 对运行人员来说,直接判断是哪个部位的故障是比 较困难的,但是可根据变压器的历史与当前的运行 现状比照,和综合分析,监视油温,听变压器声音 及轻瓦斯动作后引起及时注意,是可以发现变压器 的运行故障.

五.变压器的耐热能力与允许温升:
●变压器的耐热分析: 1.变压器的材料组成为两大类即金属材料和 绝缘材料.因金属材料可耐住较高温度,所 以主要就考虑耐热较低的绝缘材料,而不同 种类的绝缘材料耐热能力也不同,一般油浸 电缆纸或纸板等为105℃,而云母石棉玻璃 灯为基础的绝缘材料的耐热温度为130℃, 一般有油浸变压器各部分允许温升如下表所 示:

根据实验得出这么一条法则:温度每增加 10℃,变压器的2氧化速度增加一倍,也即 老化速度加快,而油的老化会使油的一切性 能都变坏,如油色变深暗,混浊,粘度酸度 灰度增加,绝缘性能变坏等;(油在其温差 20-30℃时散热效率比空气高15倍) 3.再看不变压器寿命,引起绝缘老化的主要原 因是温度,研究结果显示:若在正常的运行 条件下,也即线圈温度连续地维持在98℃时, 变压器的寿命一般为20年.

●允许温度:规定变压器一般允许运行温度不 高于85℃,而上层油温不得超95℃,这个数 值是和线圈最高温度105℃相对应得,因为 当上层油温为95℃时,即油的最高温升为 55℃,而对应的油平均温升为40℃,而一般 变压器线圈对油的温升为25℃,所以当规定 上层油温为95℃时,则线圈的最高允许温度 为:周围气温最大值40℃加上油对空气的平 均温升40℃,再加上线圈对有的温升25℃, 即40+40+25=105℃,监视上层油温不超 过95℃,也就是相当于监视线圈的温度不超 过105℃.

需要说明的是:105℃并不是说变压器可以 长期处在这个温度下运行,如果连续处在 105℃这个温度下,绝缘会很快损坏,,应 当说,变压器的大部分时间处在较低的稳定, 只有异常时短短几个小时处在这个较高允许 温度,那是没有危险的.

五.变压器的短时过负荷运行: 变压器的短时过负荷运行: 变压器的短时过负荷运行
●变压器是可以过负荷(即高出额定容量) 运行的.而正常过负荷的必须条件是:不损 害变压器的使用期限.那么,变压器过负荷 的能力哪里来呢?

原来,变压器的寿命由绝缘材料的老化程度决 定,而绝缘材料的老化又取决于温度,氧气, 含潮率(绝缘材料中的水分),不过温度是 起决定性的作用. 实践证明:温度每增加8℃,变压器的寿命就 要减少一半,(注意:寿命是指变压器绝缘 材料的工作温度经常保持在98℃,仅在很少 的时间内达到A级绝缘材料最高温度105℃) 下图所示为几种绝缘材料的寿命曲线:

实际上变压器的运行温度是受季节和负荷变 动影响的,只要绝缘材料的稳定不超过98℃, 变压器可以带任何负荷,这就引出了"过负 荷能力"的概念,



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