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山西变压器厂

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山西变压器

发布者:山西变压器厂    发布时间:2018-02-06
山西变压器

山西变压器(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、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有:电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和山西变压器)等。按用途可以分为:电力山西变压器和特殊山西变压器(电炉变、整流变、工频试验山西变压器、调压器、矿用变、音频山西变压器、中频山西变压器、高频山西变压器、冲击山西变压器、仪用山西变压器、电子山西变压器、电抗器、互感器等)。电路符号常用T当作编号的开头.例: T01, T201等。

山西变压器 - 发展历史

法拉第感应线圈图册

法拉第在1831年8月29日发明了一个“电感环”,称为“法拉第感应线圈”,实际上是世界上第一只山西变压器雏形。但法拉第只是用它来示范电磁感应原理,并没有考虑过它可以有实际的用途。

1881年,路森·戈拉尔(Lucien Gaulard)和约翰·狄克逊·吉布斯(John Dixon Gibbs)在伦敦展示一种称为“二次手发电机”的设备,然后把这项技术卖给了美国西屋公司, 这可能是第一个实用的电力山西变压器,但并不是***早的山西变压器。

1884年,路森·戈拉尔和约翰·狄克逊·吉布斯在采用电力照明的意大利都灵市展示了他们的设备。早期山西变压器采用直线型铁心,后来被更有效的环形铁心取代。

西屋公司的工程师威廉·史坦雷从乔治·威斯汀豪斯、路森·戈拉尔与约翰·狄克逊·吉布斯买来山西变压器专利以后,在1885年制造了第一台实用的山西变压器。后来山西变压器的铁心由E型的铁片叠合而成,并于1886年开始商业运用。

山西变压器变压原理首先由法拉第发现,但是直到十九世纪80年代才开始实际应用。在发电场应该输出直流电和交流电的竞争中,交流电能够使用山西变压器是其优势之一。山西变压器可以将电能转换成高电压低电流形式,然后再转换回去,因此大大减小了电能在输送过程中的损失,使得电能的经济输送距离达到更远。如此一来,发电厂就可以建在远离用电的地方。世界大多数电力经过一系列的变压***终才到达用户那里的。

山西变压器 - 工作原理

山西变压器原理图册

山西变压器由铁芯(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。它可以变换交流电压、电流和阻抗。***简单的铁心山西变压器由一个软磁材料做成的铁心及套在铁心上的两个匝数不等的线圈构成,如图所示。

铁心的作用是加强两个线圈间的磁耦合。为了减少铁内涡流和磁滞损耗,铁心由涂漆的硅钢片叠压而成;两个线圈之间没有电的联系,线圈由绝缘铜线(或铝线)绕成。一个线圈接交流电源称为初级线圈(或原线圈),另一个线圈接用电器称为次级线圈(或副线圈)。实际的山西变压器是很复杂的,不可避免地存在铜损(线圈电阻发热)、铁损(铁心发热)和漏磁(经空气闭合的磁感应线)等,为了简化讨论这里只介绍理想山西变压器。理想山西变压器成立的条件是:忽略漏磁通,忽略原、副线圈的电阻,忽略铁心的损耗,忽略空载电流(副线圈开路原线圈线圈中的电流)。例如电力山西变压器在满载运行时(副线圈输出额定功率)即接近理想山西变压器情况。

山西变压器是利用电磁感应原理制成的静止用电器。当山西变压器的原线圈接在交流电源上时,铁心中便产生交变磁通,交变磁通用φ表示。原、副线圈中的φ是相同的,φ也是简谐函数,表为φ=φmsinωt。由法拉第电磁感应定律可知,原、副线圈中的感应电动势为e=-Ndφ/dt、e2=-Ndφ/dt。式中N1、N为原、副线圈的匝数。由图可知U=-e,U=e(原线圈物理量用下角标1表示,副线圈物理量用下角标2表示),其复有效值为U=-E=jNωΦ、U=E=-NωΦ,令k=N/N,称山西变压器的变比。由上式可得U/ U=-N/N=-k,即山西变压器原、副线圈电压有效值之比,等于其匝数比而且原、副线圈电压的位相差为π。

进而得出:

U/U=N/N

在空载电流可以忽略的情况下,有I/ I=-N/N,即原、副线圈电流有效值大小与其匝数成反比,且相位差π。

进而可得

I/ I=N/N

理想山西变压器原、副线圈的功率相等P=P。说明理想山西变压器本身无功率损耗。实际山西变压器总存在损耗,其效率为η=P/P。电力山西变压器的效率很高,可达90%以上。

山西变压器 - 其它内容

铁心点接地

山西变压器铁心有且只能有一点接地,出现两点及以上的接地,为多点接地。山西变压器铁心多点接地运行将导致铁心出现故障,危及山西变压器的安全运行,应及时进行处理。

山西变压器图册

直流电流冲击法。拆除山西变压器铁心接地线,在山西变压器铁心与油箱之间加直流电压进行短时大电流冲击,冲击3~5次,常能烧掉铁心的多余接地点,起到很好的消除铁心多点接地的效果。

开箱检查。对安装后未将箱盖上定位销翻转或除去造成多点接地的,应将定位销翻转过来或除掉。

夹件垫脚与铁轭间的绝缘纸板脱落或破损者,应按绝缘规范要求,更换一定厚度的新纸板。

因夹件肢板距铁心太近,使翘起的叠片与其相碰,则应调整夹件肢板和扳直翘起的叠片,使两者间距离符合绝缘间隙标准。

清除油中的金属异物、金属颗粒及杂质,清除油箱各部的油泥,有条件则对山西变压器油进行真空干燥处理,清除水分。

3.接头过热

绝缘等级

山西变压器的绝缘等级,并不是绝缘强度的概念,而是允许的温升的标准,即绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级,分A、E、B、F、H级。绝缘的温度等级分为 A级 E级 B级 F级 H级。各绝缘等级具体允许温升标准如下:

等级

A

E

B

F

H

******允许温度(℃)105120130155180绕组 ,温升限值(K)607580100125性能参考温度(℃)8095100120145

移相方法

***简单的移相方法就是二次侧采用量、角联结的两个绕组,可以使整流电炉的脉波数提高一倍。

对于大功率整流设备,需要脉波数也较多,脉波数为18、24、36等应用的日益增多,这就必须在整流山西变压器一次侧设置移相绕组来进行移相。移相绕组与主绕组联结方式有三种,即曲折线、六边形和延边三角形。

用于电化学行业的整流山西变压器的调压范围比电炉山西变压器要大的多,对于化工食盐电解,整流山西变压器调压范围通常是56%--105%,对于铝电解来说,调压范围通常是5%--105%。常用的调压方式如电炉山西变压器一样有变磁通调压,串联山西变压器调压和自耦调压器调压。

另外,由于整流元件的特性,可以在整流电炉的阀侧直接控制硅整流元件导通的相位角度,可以平滑的调整整流电压的平均值,这种调压方式称为相控调压。实现相控调压,一是采用晶阀管,二是采用自饱和电抗器,自饱和电抗器基本上是由一个铁心和两个绕组组成的,一个是工作绕组,它串联联结在整流山西变压器二次绕组与整流器之间,流过负载电流;另一个是直流控制绕组,是由另外的直流电源提供直流电流,其主要原理就是利用铁磁材料的非线性变化,使工作绕组电抗值有很大的变化。调节直流控制电流,即可调节相控角α,从而调节整流电压平均值。

保护问题

山西变压器图册

配电山西变压器保护存在的问题及解决方法 10 kV配电山西变压器保护存在的问题 10 kV配电山西变压器的保护配置主要有断路器、负荷开关或负荷开关加熔断器等。负荷开关投资省,但不能开断短路电流,很少采用;断路器技术性能好,但设备投资较高,使用复杂,广泛应用不现实;负荷开关加熔断器组合的保护配置方式,既可避免采用操作复杂、价格昂贵的断路器,弥补负荷开关不能开断短路电流的缺点,又可满足实际运行的需要,该配置可作为配电山西变压器的保护方式。但对于容量比较大的配电山西变压器,配备有瓦斯继电器,需要断路器可与瓦斯继电器相配合,才能对山西变压器进行有效的保护,必要时还应有零序保护,这些问题都是值得注意的问题。

解决办法无论在10 kV环网供电单元,还是在终端用户高压配电单元中,采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合的保护配置,既可提供额定负荷电流,又可断开短路电流,并具备开合空载山西变压器的性能,能有效保护配电山西变压器。为此,推荐采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合的配置,作为配电山西变压器保护的保护方式。标准GB 14285《继电保护和安全自动装置技术规程》规定,选择配电山西变压器的保护设备时,当容量等于或大于800 kVA,应选用带继电保护装置的断路器。对于这个规定,可以理解为基于以下两方面的需要。 配电山西变压器容量达到800 kVA及以上时,过去大多使用油浸山西变压器,并配备有瓦斯继电器,使用断路器可与瓦斯继电器相配合,从而对山西变压器进行有效地保护。 对于装置容量大于800kVA的用户,因种种原因引起单相接地故障导致零序保护动作,从而使断路器跳闸,分隔故障,不至于引起变电所的馈线断路器动作,影响其他用户的正常供电。 标准还明确规定,即使单台山西变压器未达到此容量,但如果用户的配电山西变压器的总容量达到800 kVA时,亦要符合此要求。

山西变压器术语

1.电压比:设单相山西变压器初、次级(一、二次侧)线圈匝数分别为N1和N2,当次级开路,初级线圈施加正

弦波电压U1时在铁芯中感生主磁通,该磁通在初、次级线圈中感生电势分别为E1和E2

2.电流比当2次侧线圈接上负载后,就有电流I2流通,如略去空载电流,一次侧电流为I1

3.额定容量:山西变压器的额定容量是指该山西变压器所输出的空载电压和额定电流的乘积,通常以千安伏表示。

4.空载电流和空载损耗

5.短路损耗和阻抗电压

补充山西变压器工作原理

山西变压器是利用电磁感应原理,从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件

1.山西变压器 ---- 静止的电磁装置

山西变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能

电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。

山西变压器原理

与电源相连的线圈,接收交流电能,称为一次绕组

与负载相连的线圈,送出交流电能,称为二次绕组

一次绕组的 二次绕组的

电压相量 U1 电压相量 U2

电流相量 I1 电流相量 I2

电动势相量 E1 电动势相量 E2

匝数 N1 匝数 N2

同时交链一次,二次绕组的磁通量的相量为 φm ,该磁通量称为主磁通

山西变压器是变换交流电压、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)。

山西变压器由铁芯(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。

2.理想山西变压器

不计一次、二次绕组的电阻和铁耗,其间耦合系数 K=1 的山西变压器称之为理想山西变压器描述理想山西变压器的电动势平衡方程式为

e1(t) = -N1 d φ/dt

e2(t) = -N2 d φ/dt

若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化,则有不计铁心损失,根据能量守恒原理可得

由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系令 K=N1/N2,称为匝比(亦称电压比)。

二.山西变压器的结构简介

1.铁心

铁心是山西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,表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成铁心分为铁心柱和横片俩部分,铁心柱套有绕组;横片是闭合磁路之用铁心结构的基本形式有心式和壳式两种

2.绕组

绕组是山西变压器的电路部分,它是用双丝包绝缘扁线或漆包圆线绕成山西变压器的基本原理是电磁感应原理,现以单相双绕组山西变压器为例说明其基本工作原理:当一次侧绕组上加上电压ú1时,流过电流í1,在铁芯中就产生交变磁通?1,这些磁通称为主磁通,在它作用下,两侧绕组分别感应电势é1,é2,感应电势公式为:E=4.44fN?m

式中:E--感应电势有效值

f--频率

N--匝数

?m--主磁通******值由于二次绕组与一次绕组匝数不同,感应电势E1和E2大小也不同,当略去内阻抗压降后,电压ú1和ú2大小也就不同。

当山西变压器二次侧空载时,一次侧仅流过主磁通的电流(í0),这个电流称为激磁电流。当二次侧加负载流过负载电流í2时,也在铁芯中产生磁通,力图改变主磁通,但一次电压不变时,主磁通是不变的,一次侧就要流过两部分电流,一部分为激磁电流í0,一部分为用来平衡í2,所以这部分电流随着í2变化而变化。当电流乘以匝数时,就是磁势。

上述的平衡作用实质上是磁势平衡作用,山西变压器就是通过磁势平衡作用实现了一、二次侧的能量传递。

山西变压器技术参数对不同类型的山西变压器都有相应的技术要求,可用相应的技术参数表示.如电源山西变压器的主要技述参数有:额定功率、额定电压和电压比、额定频率、工作温度等级、温升、电压调整率、绝缘性能和防潮性能,对于一般低频山西变压器的主要技述参数是:变压比、频率特性、非线性失真、磁屏蔽和静电屏蔽、效率等.

A.电压比:

山西变压器两组线圈圈数分别为N1和N2,N1为初级,N2为次级.在初级线圈上加一交流电压,在次级线圈两端就会产生感应电动势.当N2>N1时,其感应电动势要比初级所加的电压还要高,这种山西变压器称为升压山西变压器:当N2

U1/U2=N1/N2

式中n称为电压比(圈数比).当n<1时,则N1>N2,U1>U2,该山西变压器为降压山西变压器.反之则为升压山西变压器.

另有电流之比I1/I2=N2/N1

电功率P1=P2

注意上面的式子只在理想山西变压器只有一个副线圈时成立

当有两个副线圈时P1=P2+P3,U1/N1=U2/N2=U3/N3,电流则须利用电功率的关系式去求,有多个时依此推类

B.山西变压器的效率:

在额定功率时,山西变压器的输出功率和输入功率的比值,叫做山西变压器的效率,即

η=(P2÷P1)x100%

式中η为山西变压器的效率;P1为输入功率,P2为输出功率.

当山西变压器的输出功率P2等于输入功率P1时,效率η等于100%,山西变压器将不产生任何损耗.但实际上这种山西变压器是没有的.山西变压器传输电能时总要产生损耗,这种损耗主要有铜损和铁损.

铜损是指山西变压器线圈电阻所引起的损耗.当电流通过线圈电阻发热时,一部分电能就转变为热能而损耗.由于线圈一般都由带绝缘的铜线缠绕而成,因此称为铜损.

山西变压器的铁损包括两个方面.一是磁滞损耗,当交流电流通过山西变压器时,通过山西变压器硅钢片的磁力线其方向和大小随之变化,使得硅钢片内部分子相互摩擦,放出热能,从而损耗了一部分电能,这便是磁滞损耗.另一是涡流损耗,当山西变压器工作时.铁芯中有磁力线穿过,在与磁力线垂直的平面上就会产生感应电流,由于此电流自成闭合回路形成环流,且成旋涡状,故称为涡流.涡流的存在使铁芯发热,消耗能量,这种损耗称为涡流损耗.

山西变压器的效率与山西变压器的功率等级有密切关系,通常功率越大,损耗与输出功率就越小,效率也就越高.反之,功率越小,效率也就越低.

C山西变压器的功率

山西变压器铁心磁通和施加的电压有关。在电流中励磁电流不会随着负载的增加而增加。虽然负载增加铁心不会饱和,将使线圈的电阻损耗增加,超过额定容量由于线圈产生的热量不能及时的散出,线圈会损坏,假如你用的线圈是由超导材料组成,电流增大不会引起发热,但山西变压器内部还有漏磁引起的阻抗,但电流增大,输出电压会下降,电流越大,输出电压越低,所以山西变压器输出功率不可能是无限的。假如你又说了,山西变压器没有阻抗,那么当山西变压器流过电流时会产生特别大电动力,很容易使山西变压器线圈损坏,虽然你有了一台功率无限的山西变压器但不能用。只能这样说,随着超导材料和铁心材料的发展,相同体积或重量的山西变压器输出功率会增大,但不是无限大!

判别参数

电源山西变压器标称功率、电压、电流等参数的标记,日久会脱落或消失。有的市售山西变压器根本不标注任何参数。这给使用带来极大不便。下面介绍无标记电源山西变压器参数的判别方法。此方法对选购电源山西变压器也有参考价值。

一、识别电源山西变压器

1. 从外形识别 常用电源山西变压器的铁芯有E形和C形两种。E形铁芯山西变压器呈壳式结构(铁芯包裹线圈),采用D41、D42优质硅钢片作铁芯,应用广泛。C形铁芯山西变压器用冷轧硅钢带作铁芯,磁漏小,体积小,呈芯式结构(线圈包裹铁芯)。

2. 从绕组引出端子数识别 电源山西变压器常见的有两个绕组,即一个初级和一个次级绕组,因此有四个引出端。有的电源山西变压器为防止交流声及其他干扰,初、次级绕组间往往加一屏蔽层,其屏蔽层是接地端。因此,电源山西变压器接线端子至少是4个。

3. 从硅钢片的叠片方式识别 E形电源山西变压器的硅钢片是交*插入的,E片和I片间不留空气隙,整个铁芯严丝合缝。音频输入、输出山西变压器的E片和I片之间留有一定的空气隙,这是区别电源和音频山西变压器的***直观方法。至于C形山西变压器,一般都是电源山西变压器。

二、功率的估算

电源山西变压器传输功率的大小,取决于铁芯的材料和横截面积。所谓横截面积,不论是E形壳式结构,或是E形芯式结构(包括C形结构),均是指绕组所包裹的那段芯柱的横断面(矩形)面积。在测得铁芯截面积S之后,即可按P=S2/1.5估算出山西变压器的功率P。式中S的单位是cm2。

例如:测得某电源山西变压器的铁芯截面积S=7cm2,估算其功率,得P=S2/1.5=72/1.5=33W剔除各种误差外,实际标称功率是30W。

三、各绕组电压的测量

要使一个没有标记的电源山西变压器利用起来,找出初级的绕组,并区分次级绕组的输出电压是***基本的任务。现以一实例说明判断方法。

例:已知一电源山西变压器,共10个接线端子。试判断各绕组电压。

第一步:分清绕组的组数,画出电路图。

用万用表R×1挡测量,凡相通的端子即为一个绕组。现测得:两两相通的有3组,三个相通的有1组,还有一个端子与其他任何端子都不通。照上述测量结果,画出电路图,并编号。

从测量可知,该山西变压器有4个绕组,其中标号⑤、⑥、⑦的是一带抽头的绕组,⑩号端子与任一绕组均不相通,是屏蔽层引出端子。

第二步:确定初级绕组。

对于降压式电源山西变压器,初级绕组的线径较细,匝数也比次级绕组多。因此,这样的降压山西变压器,其电阻******的是初级绕组。

第三步:确定所有次级绕组的电压。

在初级绕组上通过调压器接入交流电,缓缓升压直至220V。依次测量各绕组的空载电压,标注在各输出端。如果山西变压器在空载状态下较长时间不发热,说明山西变压器性能基本完好,也进一步验证了判定的初级绕组是正确的。

四、各次级绕组******电流的确定

山西变压器次级绕组输出电流取决于该绕组漆包线的直径D。漆包线的直径可从引线端子处直接测得。测出直径后,依据公式I=2D2,可求出该绕组的******输出电流。式中D的单位是mm。

山西变压器 - 国家标准

GB 1094.3-2003 电力山西变压器 第3部分: 绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙

· GB 1094.5-2003 电力山西变压器 第5部分: 承受短路的能力

· GB 13223-2003 火电厂大气污染物排放标准

· GB 156-2003 标准电压

· GB 19212.1-2003 电力山西变压器、电源装置和类似产品的安全 第1部分: 通用要求和试验

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· GB/T 17680.8-2003 核电厂应急计划与准备准则 场内应急计划与执行程序

· GB/T 17680.9-2003 核电厂应急计划与准备准则 场内应急响应能力的保持

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· GB/T 18451.2-2003 风力发电机组 功率特性试验

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电力自耦山西变压器公共绕组过负荷分析

电力自耦山西变压器与普通山西变压器相比,具有明显的经济效益,因此在330?KV及以上电压等级的超高压电网中,自耦山西变压器在许多场合得到了广泛的应用。

自耦山西变压器的结构和工作原理与普通山西变压器相比,有着本质的差别,具有功率传导容易、体积小等特点。自耦山西变压器在不同的运行方式下,公共绕组流过的电流与同处一个铁心的串联绕组有所不同。本文从分析自耦山西变压器的电流流向入手,导出公共绕组过负荷特征,对过负荷保护及第三侧无功容量与公共绕组容量的关系进行了必要的讨论,以便供设计与运行人员参考。

1自耦山西变压器在不同运行方式下的电流流向

1.1自耦山西变压器常见的几种使用形式

(1) 按电压等级分,第三侧有35kV和10kV两种;

(2) 按与系统连接形式分,第三侧有:

①直接向用户供电;

②直接向用户供电且安装无功补偿装置;

③不直接向用户供电,只接无功补偿装置;

④不直接向用户供电,亦不接无功补偿装置,只作为平衡绕组使用。

1.2各种不同运行方式下的自耦山西变压器电流流向及过负荷分析

降压变电站使用的自耦山西变压器,其运行方式可归纳为两大类型,一类是高压向中压(或低压)或者是同时向中低压低电,如上述接入系统方式中的a、b两种;另一类是高压和低压同时向中压供电,如上述接入系统方式中的b、c两种。

山西变压器图册

为直观起见,举例来加以分析,假设某一山西变压器变量为120MVA,电压比为220/110/10kV,容量比为100/100/50,通常设计公共绕组的容量等于自耦山西变压器的计算容量,所以该山西变压器的公共绕组容量为:

MVA(K12为高压侧与中压侧的变比)。

由此可知,高压侧额定电流为,高压侧额定电流即等于串联绕组的额定电流ICe;

中压侧额定电流为I2e=120?000/(31/2×110)=630A;

低压侧额定电流为I3e=60?000/(31/2×10)=3?464A;

公共绕组额定电流为IGe=计算容量/(31/2×110)=60?000(31/2×110)=315A。

降压变电站使用的自耦山西变压器第一类运行方式又可分为三种情形。

A.高压侧单独向中压侧供电

此时I3=0。该运行方式即为自耦山西变压器的自耦运行方式。高压侧以自耦方式向中压侧供电,有S1=S2。根据铁心中磁势平衡原理,有:

其中: I1、I2、I3分别为高压侧、中压侧、低压侧的电流;IAB、IDB分别为自耦方式运行时串联绕组、公共绕组的电流;IB为高、低压侧之间以山西变压器方式(电磁感应)运行时高压侧的电流;WAB、WCD、W3分别为串联绕组、公共绕组、低压绕组的匝数。

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