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这些变压器知识 你了解吗

技术交流2018年10月09日 09:29来源 机房百科
变压器(Transformer)是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置主要构件是初级线圈次级线圈和铁心(磁芯)主要功能有电压变换电流变换阻抗变换隔离稳压(磁饱和变压器)等
 
一变压器中国相关现状
 
我国变压器制造企业?#21152;?500家500kV以上变压器的生产企业近30家220kV及以上企业约50家110kV及以下生产企业在统?#21697;?#22260;内具有一定规模的生产企业约130家左右近3年来我国年产变压器需求量均在15亿千伏安左右产业洞察?#33455;?#21464;压器市场分析报告显示我国变压器行业产能约30亿千伏安其中沈西保三集团产能约5亿千伏安前?#25913;ݏ?#25105;国电力建设发展?#35813;停?#21464;压器需求量迅速增加导致国内相当一部分变压器企业快速扩大产能甚至个别企业产能翻番2009年以来国家电力建设速度放缓国内变压器需求量有所降低特别是国网公司南网公司采用集中招标方式采购变压器低价中标导致企业竞争激烈此外由于国内市场竞争惨烈中标价低于成本价导致一些企业开始走海外路线出口产品国外建厂此外许多公司已经开始致力于开发新型节能环保智能化产品但是国内变压器企业普遍经济效益明显下降很多企业处于亏损或亏损边缘一大批配电变压器企业甚至出现了牺牲产品质量而去恶意竞争的?#32622;?#27492;外变压器产品质量下降事?#20107;?#19978;升配电变压器国抽合格?#24335;?#20026;70%网?#26174;?#34892;变压器事?#20107;?#21576;上升趋势产生事故变压器近5年生产品为多电网安全受到威胁
 
中国电力建设的?#35813;?#21457;展带动了中国变压器制造行业的发展2011年全国变压器的产量达14.3亿千伏安同比增长6.86%2011年中国变压器制造行业规模以上(主营业务收入2000万元以上)企业有1461家;实现销售额2901.40亿元实现利润总额166.08亿元资产规模为2638.40亿元产品销售利润为339.72亿元
 
中国变压器行业竞争激烈外资跨国公司抢占了很大市场份额国内变压器制造企业数量也在快速增长例如山东永成变压器中低端变压器市场竞争激烈具备220KV变压器生产能力的企业有20余家具备110KV变压器产品生产能力的企业有100余家而生产500KV等级以上变压器企业通过技术和产能构筑了很高的进入壁垒市场格?#26234;?#20110;稳定
 
近年来我国电力需求增长迅速电网的高速建设拉动了输变电设备的市场需求变压器作为电力输送的关键电气设备市场需求也保持了稳步的增长前?#23433;?#19994;?#33455;?#38498;发布的中国变压器制造行业市场需求预测与投资战略规划分析报告显示2013年我国变压器行业销售收入为3680.34亿元同比增长16.07%2005-2013年行业复合增长率为20.76%
 
我国变压器行业企业数量非常庞大2013年全行业有1650家企业其中小企业就有1303家占了近80%的比重多数小企业技术实力不强只能生产110以下的低端产品从而导致中低端变压器市场生产能力?#29616;?#36807;剩据统计目前国内变压器的产能利用?#24335;?#20026;50%
 
根据规划国家电网“十二五”期间将投资约2.55万亿用于电网建设相比“十一五”期间的1.5万亿元“十二五”电网投?#35782;?#21516;比提升了68%细分来看2.55万亿中将有5000亿用于特高压电网投资5000亿用于配电网投资另外约1.55万亿用于其他电压等级的电网线路投资
 
二工作原理
 
变压器是变换交流电压交变电流和阻抗的器件 当初级线圈中通有交流电流时铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通使次级线圈中感应出电压(或电流)
 
变压器?#21830;?#33455;(或磁芯)和线圈组成线圈有两个或两个以上的绕组其中接电源的绕组叫初级线圈其余的绕组叫次级线圈
 
三主要参数
 
主要技术数据一般?#32423;?#26631;注在变压器的铭牌上
 
主要包括额定容量额定电压及其分接额定频率绕组联结组以及额定性能数据(阻抗电压空载电流空载损耗和负载损耗总重
 
A额定容量(kVA)额定电压.额定电流下连续运行时,能输送的容量
 
B额定电压(kV)变压器长时间运行时所能承受的工作电压.为适应电网电压变化的需要,变压器高压侧?#21152;?#20998;接抽头,通过调整高压绕组匝数来调节低压侧输出电压.
 
C额定电流(A):变压器在额定容量下,?#24066;?#38271;期通过的电流.
 
D空载损耗(kW): 当以额定频率的额定电压施加在一个绕组的端子上其余绕组开路时所吸取的有功功率与铁心硅钢片性能及制造工艺和施加的电压有关.
 
E空载电流(%): 当变压器在额定电压下二次侧空载时,一次绕组中通过的电流.一般以额定电流的百?#36136;?#34920;示.
 
F负载损耗(kW): 把变压器的二次绕组短路,在一次绕组额定分接位置上通入额定电流,此时变压器所消耗的功率.
 
G阻抗电压(%)把变压器的二次绕组短路,在一次绕组慢慢升高电压,当二次绕组的短路电流等于额定值时,此时一次侧所施加的电压.一般以额定电压的百?#36136;?#34920;示.
 
H相数和频率三相开头以S表示单相开头以D表示中国国家标准频率f为50Hz国外有60Hz的国家(如美国)
 
I温升与冷却变压器绕组或上层油温与变压器周围环境的温度之差,称为绕组或上层油面的温升.油浸式变压器绕组温升限值为65K油面温升为55K冷却方式也有多种油浸自冷?#31185;?#39118;冷水冷管式片式等
 
J绝缘水平?#33455;?#32536;等级标准绝缘水平的表示方法举例如下高压额定电压为35kV级低压额定电压为10kV级的变压器绝缘水平表示为 LI200AC85/LI7C35其中LI200表示该变压器高压雷电冲击耐受电压为200kV工?#30340;?#21463;电压为85kV低压雷电冲击耐受电压为75kV工?#30340;?#21463;电压为35kV.
 
四常见故障
 
(1)变压器在经过停运后送电或?#36816;?#30005;时往往发现电压不正常如两相高一相低或指示为零;有的新投运变压器三相电压都很高使部分用电设备因电压过高而烧毁;
(2)高压保险丝熔断送不上电;
(3)雷雨过后变压器送不上电;
(4)变压器声音不正常如发出“吱吱”或“霹啪”响声;在运行中发出如青蛙“唧哇唧哇”的叫声等;
(5)高压接线柱烧坏高压套管有?#29616;?#30772;损痕迹;
(6)在正常冷却情况下变压器温度失常并且不断上升;
(7)油色变化过甚油内出现炭质;
(8)变压器发出吼叫声从安全气道储油柜向外喷?#20572;?#27833;箱及散热管变形漏油渗油等
 
五解决措施
 
(1)在新建变电所时应根据规范及时安装高低压熔断器在变压器运行中发现熔断器烧毁或被盗后应及时更换;
 
(2)高低压熔断件的合理配置
 
容量在100kVA以上的变压器要配置2.0~3.0倍额定电流的熔断件;
容量在100kVA以下的变压器要配置1.5~2.0倍额定电流的熔断件;
低压侧熔断件应按额定电流?#28304;?#19968;点选择
 
(3)加强用电负荷实测工作在高峰期来临时用钳型电流表对每台配变负?#23665;?#34892;测量合理调整负荷避免配变三相不平衡运行;
 
(4)对于10kV配变低压侧电压在+7%~-10%范围之内一般不?#24066;?#35843;节分接开关调节分接开关时要由修试技术人员?#21277;?#35843;整;
 
(5)定期检查三相电流是否平衡或超过额定值如三项负荷电流?#29616;?#22833;衡应及时采取措施调整;
 
(6)在每年的雷雨季节来临之前;应把所有配电变压器上的避雷器送往修试部门进行检测?#21277;?#21512;格后及时安装;
 
(7)在投运前应做好以?#24405;?#27979;工作
 
带负荷分合开关三次不得误动;
用?#21277;磁匝?#19977;次应正?#33539;?#20316;;
用?#21277;?#30005;阻接地?#21277;?#19977;次应正?#33539;?#20316;
 
(8)定期清理配电变压器套管表面的污垢检查套管有无闪络痕迹接地是否良好接地所用的引线有无断股脱焊断裂现象用兆欧表检测接地电阻不得>4Ω
 
(9)变压器渗漏油的原因分析
 
1橡?#22909;?#23553;件失效和焊缝开裂
 
变压器的焊点多焊缝长而油浸式变压器是以钢板焊接壳体为基础的多种焊接和连接的集合体一台31500kVA变压器的总焊点达70余处焊缝总长近20m左右因此渗漏途径可能较多直接渗漏的原因是橡?#22909;?#23553;件失效和焊缝开?#36873;?#27668;孔?#24615;?#31561;
 
2密封胶件老化龟?#36873;?#21464;形
 
变压器渗漏多发生在连接处而95 %以上主要是由密封胶件引起的密封胶件质量的好坏主要取决于它的耐油性能耐油性能较差的老化速度就较快特别是在高温下其老化速度就更快极易引起密封件老化龟裂变质变形以至失效造成变压器渗漏油
 
3变压器的制造质量
 
变压器在制造过程中油箱焊点多焊缝长焊接?#36873;?#28938;接材料焊接规范工艺技术等都会影响焊接质量造成气孔?#25226;ۡ?#34394;焊脱焊现象从而使变压器渗漏油
 
4板?#38477;?#38400;质量欠佳
 
变压器另外一个经常发生渗漏的部位在板?#38477;?#38400;处?#26174;?#21069;生产的变压器使用的普通板?#38477;?#38400;连?#29992;?#27604;较粗糙单薄单层密封属淘汰产品极易引起变压器渗漏油
 
5安装方法不当
 
法兰连接处不平安装时密封垫四周不能均匀受力人为造成密封垫四周螺栓非均匀受力法兰接头变形错位使密封垫一侧受力偏大一侧受力偏小受力偏小的一侧密封垫因压缩量不足就容易引起渗漏此现象多发生在瓦斯继电器连接处及散热器与本体连接处?#25442;?#26377;一点就是密封垫安装时其压缩量不足或过大压缩量不足时变压器运行温度升高油变稀造成变压器渗?#20572;?#21387;缩?#31185;?#22823;密封垫变形?#29616;أ?#32769;化加速使用寿命缩短
 
6托运不当
 
托运及施工运输过程中零部件发生碰撞以?#23433;?#27491;确吊装运输造成部件?#37319;?#21464;形焊口开焊出现裂?#39057;x?#24341;起渗漏
 
六主要分类
 
一般常用变压器的分类可归纳如下
 
1按相数分
 
1)单相变压器用于单相负荷和三相变压器组
2)三相变压器用于三相系统的升降电压
 
2按冷却方式分
 
1)干式变压器依靠空气对流进行自然冷却或增加风机冷却多用于高层建筑高速收费站点用电及局?#31354;?#26126;电子线路等小容量变压器
2)油浸式变压器依靠油作冷却介质如油浸自冷油浸风冷油浸水冷?#31185;?#27833;循环等
 
3按用途分
 
1)电力变压器用于输配电系统的升降电压
2)仪用变压器如电压互感器电流互感器用于测量仪表和继电保护装置
3)?#21277;?#21464;压器能产生高压对电气设备进行高压?#21277;?/div>
4)特种变压器如电炉变压器整流变压器调整变压器电容式变压器移相变压器等
 
4按绕组形式分
 
1)双绕组变压器用于连接电力系统中的两个电压等级
2)三绕组变压器一般用于电力系?#22478;?#22495;变电站中连接三个电压等级
3)自耦变电器用于连接不同电压的电力系?#22330;部?#20570;为普通的升压或降后变压器用
 
5按铁芯形式分
 
1)芯式变压器用于高压的电力变压器
2)非晶合金变压器非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料空载电流下降约80%是目前节能效果较理想的配电变压器特别适用于农村电网和发展中地区等负载?#24335;系?#30340;地方
3)壳式变压器用于大电流的特殊变压器如电炉变压器电焊变压器;或用于电子仪器及电视?#25214;?#26426;等的电源变压器
 
八基本组成
 
变压器组成部件包括器身(铁芯绕组绝缘引线)变压器油
 
(图2)油箱和冷却装置调压装置保护装置(吸湿器安全气道气体继电器储油柜?#23433;?#28201;装置等)和出线套管
 
1铁芯
 
铁芯是变压器中主要的磁路部分通常由含硅量较高厚度分别为0.35 mm\0.3mm\0.27 mm由表面涂?#33455;?#32536;漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成铁芯分为铁芯柱和横片两部分铁芯柱?#23376;?#32469;组;横片是闭合磁?#20998;?#29992;铁芯结构的基本形?#25509;?#24515;式和壳式两种
 
2绕组
 
绕组是变压器的电路部分它是用双丝包绝?#24403;?#32447;或漆包圆线绕成
 
八安全操作规程
 
1岗位安全职责
 
1.1负责电力变压器安装前的检查和保养并做好检查和保养的记录
1.2负责安装过程中的变压器的完好无损
1.3严格按安全技术交底和操作规程实施作业
 
2岗位任职条件
 
2.1接受过专门的专业安全技术及技能培训
2.2有统一配发的变配电设备安装上岗证持证上岗
 
3上岗作业准备
 
3.1接受安全技术交底清楚其内容具体包括变压器的安装高度一次高压引下线二次出线配电箱安装等
3.2施工前检查电力变压器规格型号是否满足设计要求
3.3施工前施工负责人必须亲?#32422;?#26597;现场布置情况作业人员应?#38505;?#26816;查各自操作项目的现场布置情况
 
4安全操作规程
 
4.1大型油浸变压器安装前必须依据安装使用说明书编写安全施工措施
4.2充氮变压器未经充分排氮(其气体含氧密度>18%)严禁工作人员入内充氮变压器注油时任何人不得在?#29260;?#23380;处停留
4.3大型油浸变压器在放油及滤油过程中外壳?#26696;?#20391;绕组必须可靠接地
 
4.4变压器吊芯检查时不得将芯子叠放在油箱上应放在事先准备好的干净支垫物上在放松起吊绳索前不得在芯子上进行任何工作
4.5变压器吊罩检查时应移开外罩并放置干?#22351;?#26408;上再开始芯部检查工作吊罩时四周均应设专人监护严禁外罩碰及芯部任何部位
4.6变压器吊芯或吊罩时必须起落平稳
4.7进行变压器内部检查时通风和照明必须良好并设专人监护工作人员应穿无钮扣无口袋的工作服耐油防滑靴带入的工具必须拴绳登记清点严防工具及杂物在器体内
4.8外罩法兰螺栓必须对称均匀地?#23665;?/div>
4.9检查大型变压器芯子时应搭设脚手架严禁攀登引线木架上下
4.10储油和油处理现场必须配备足够可靠的消防器材必须制定明确的消防责任制场地应平整清洁10m范围内不得有火种及易?#23478;?#29190;物品
4.11变压器附件有缺陷需要进行焊接处理时应放尽残?#20572;?#38500;净表面油污运至安全地点后进行
4.12变压器引线焊接不良需在现场进行?#36141;?#26102;应采取绝热和隔离措施
4.13对已充油的变压器微小渗漏?#24066;购?/div>
4.14变压器的顶部应有开启的孔洞
4.15焊接部位必须在油面以下
4.16严禁火焊应采用断续的电焊
4.17焊点周围油污应清理干净
4.18应有妥善的安全防火措施并对参加人员进行安全技术交底
4.19变压器进行?#31245;?#21069;应制定安全技术措施及必要的管理制度
4.20?#31245;?#21464;压器使用的电源及导线应经计算电路中应有过负荷自动切断装置及过热报警装置
4.21?#31245;?#21464;压器时应根据?#31245;?#30340;方式在铁芯绕组或上层油面上装设温度计但严禁使用水银温度计
4.22?#31245;?#21464;压器应设值班人员值班人员应经常巡查各部位温度有无过热及异常情况并作好记录值班人员不得擅自离开?#31245;?#29616;场
4.23采用短路?#31245;?#26102;短路线应连接牢固采用涡流?#31245;?#26102;应使用绝缘线使用裸线时必须用低压电源并应有可靠的绝缘措施
4.24使用外接电源进行?#31245;?#26102;变压器外壳应接地
4.25使用真空热油循?#26041;?#34892;?#31245;?#26102;其外壳?#26696;?#20391;绕组必须可靠接地
4.26?#31245;?#21464;压器现场不得放置易燃物品并应准备足够的消防器材
 
5其他注意事项
 
5.1在电力变压器安装过程中应由经验丰富的设备安装负责人现场指挥
5.2 非施工人员不得进入作业区
5.3夜间施工时作业区应有良好的照明
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