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電力變壓器17問

* 來源: * 作者: admin * 發(fā)表時(shí)間: 2021-03-12 10:53:44 * 瀏覽: 1286

01 

變壓器的鐵芯為什么要接地？

電力變壓器正常運(yùn)行時(shí)，鐵芯必須有一點(diǎn)可靠接地。若沒有接地，則鐵芯對地的懸浮電壓，會造成鐵芯對地?cái)嗬m(xù)性擊穿放電，鐵芯一點(diǎn)接地后消除了形成鐵芯懸浮電位的可能。但當(dāng)鐵芯出現(xiàn)兩點(diǎn)以上接地時(shí)，鐵芯間的不均勻電位就會在接地點(diǎn)之間形成環(huán)流，并造成鐵芯多點(diǎn)接地發(fā)熱故障。

變壓器的鐵芯接地故障會造成鐵芯局部過熱，嚴(yán)重時(shí)，鐵芯局部溫升增加，輕瓦斯動作，甚至將會造成重瓦斯動作而跳閘的事故。燒熔的局部鐵芯形成鐵芯片間的短路故障，使鐵損變大，嚴(yán)重影響變壓器的性能和正常工作，以至必須更換鐵芯硅鋼片加以修復(fù)。所以變壓器不允許多點(diǎn)接地只能有且只有一點(diǎn)接地。


02
變壓器為什么用硅鋼片做鐵芯？

常用的變壓器鐵芯一般都是用硅鋼片制做的。硅鋼是一種合硅（硅也稱矽）的鋼，其含硅量在 0.8～4.8 ％。由硅鋼做變壓器的鐵芯，是因?yàn)楣桎摫旧硎且环N導(dǎo)磁能力很強(qiáng)的磁性物質(zhì)，在通電線圈中，它可以產(chǎn)生較大的磁感應(yīng)強(qiáng)度，從而可以使變壓器的體積縮小。
我們知道，實(shí)際的變壓器總是在交流狀態(tài)下工作，功率損耗不僅在線圈的電阻上，也產(chǎn)生在交變電流磁化下的鐵芯中。通常把鐵芯中的功率損耗叫“鐵損”，鐵損由兩個原因造成，一個是“磁滯損耗”，一個是“渦流損耗”。

磁滯損耗是鐵芯在磁化過程中，由于存在磁滯現(xiàn)象而產(chǎn)生的鐵損，這種損耗的大小與材料的磁滯回線所包圍的面積大小成正比。硅鋼的磁滯回線狹小，用它做變壓器的鐵芯磁滯損耗較小，可使其發(fā)熱程度大大減小。

既然硅鋼有上述優(yōu)點(diǎn)，為什么不用整塊的硅鋼做鐵芯，還要把它加工成片狀呢？

這是因?yàn)槠瑺铊F芯可以減小另外一種鐵損──“渦流損耗”。變壓器工作時(shí)，線圈中有交變電流，它產(chǎn)生的磁通當(dāng)然是交變的。這個變化的磁通在鐵芯中產(chǎn)生感應(yīng)電流。鐵芯中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，在垂直于磁通方向的平面內(nèi)環(huán)流著，所以叫渦流。渦流損耗同樣使鐵芯發(fā)熱。為了減小渦流損耗，變壓器的鐵芯用彼此絕緣的硅鋼片疊成，使渦流在狹長形的回路中，通過較小的截面，以增大渦流通路上的電阻；同時(shí)，硅鋼中的硅使材料的電阻率增大，也起到減小渦流的作用。


03
瓦斯保護(hù)的保護(hù)范圍是什么？

1）變壓器內(nèi)部的多相短路。
2）匝間短路，繞組與鐵芯或外殼短路。
3）鐵芯故障。
4）油面下將或漏油。
5）分接開關(guān)接觸不良或?qū)Ь€焊接不牢固。

04
主變差動與瓦斯保護(hù)的作用有哪些區(qū)別？

1、主變差動保護(hù)是按循環(huán)電流原理設(shè)計(jì)制造的，而瓦斯保護(hù)是根據(jù)變壓器內(nèi)部故障時(shí)會產(chǎn)生或分解出氣體這一特點(diǎn)設(shè)計(jì)制造的。

2、差動保護(hù)為變壓器的主保護(hù)，瓦斯保護(hù)為變壓器內(nèi)部故障時(shí)的主保護(hù)。

3、按保護(hù)范圍不同分：
A 差動保護(hù)：
1）主變引出線及變壓器線圈發(fā)生多相短路。
2）單相嚴(yán)重的匝間短路。
3）在大電流接地系統(tǒng)中保護(hù)線圈及引出線上的接地故障。
B 瓦斯保護(hù)：
1）變壓器內(nèi)部多相短路。
2）匝間短路，匝間與鐵芯或外及短路。
3）鐵芯故障（發(fā)熱燒損）。
4）油面下將或漏油。
5）分接開關(guān)接觸不良或?qū)Ь€焊接不良。

05
主變冷卻器故障如何處理？

1、當(dāng)冷卻器I、II段工作電源失去時(shí)，發(fā)出“#1、#2電源故障“信號，主變冷卻器全停跳閘回路接通，應(yīng)立即匯報(bào)調(diào)度，停用該套保護(hù)。

2、運(yùn)行中發(fā)生I、II段工作電源切換失敗時(shí)，“冷卻器全?！绷?，這時(shí)主變冷卻器全停跳閘回路接通，應(yīng)立即匯報(bào)調(diào)度停用該套保護(hù)，并迅速進(jìn)行手動切換，如是KM1、KM2故障，不能強(qiáng)勵磁。
3、當(dāng)冷卻器回路其中任何一路故障，將故障一路冷卻器回路隔離。

06
不符合并列運(yùn)行條件的變壓器并列運(yùn)行會產(chǎn)生什么后果？

當(dāng)變比不相同而并列運(yùn)行時(shí)，將會產(chǎn)生環(huán)流，影響變壓器的出力，如果是百分阻抗不相符而并列運(yùn)行，就不能按變壓器的容量比例分配負(fù)荷，也會影響變壓器的出力。接線組別不相同并列運(yùn)行時(shí)，會使變壓器短路。

07
什么原因會使變壓器發(fā)出異常聲響？

1）過負(fù)荷；
2）內(nèi)部接觸不良，放電打火；
3）個別零件松動；
4）系統(tǒng)中有接地或短路；
5）大電動機(jī)起動使負(fù)荷變化比較大。

08
什么時(shí)候不許調(diào)整變壓器有載調(diào)壓裝置的分接開關(guān)？

1）變壓器過負(fù)荷運(yùn)行時(shí)（特殊情況除外）
2）有載調(diào)壓裝置的輕瓦斯保護(hù)頻繁出現(xiàn)信號時(shí)。
3）有載調(diào)壓裝置的油標(biāo)中無油時(shí)。
4）調(diào)壓次數(shù)超過規(guī)定時(shí)。
5）調(diào)壓裝置發(fā)生異常時(shí)。 

09
變壓器銘牌上的額定值表示什么含義？

變壓器的額定值是制造廠對變壓器正常使用所作的規(guī)定，變壓器在規(guī)定的額定值狀態(tài)下運(yùn)行，可以保證長期可靠的工作，并且有良好的性能。其額定值包括以下幾方面：

1、額定容量：是變壓器在額定狀態(tài)下的輸出能力的保證值，單位用伏安(VA)、千伏安(kVA)或兆伏安(MVA)表示，由于變壓器有很高運(yùn)行效率，通常原、副繞組的額定容量設(shè)計(jì)值相等。

2、額定電壓：是指變壓器空載時(shí)端電壓的保證值，單位用伏(V)、千伏(kV)表示。如不作特殊說明，額定電壓系指線電壓。

3、額定電流：是指額定容量和額定電壓計(jì)算出來的線電流，單位用安(A)表示。

4、空載電流：變壓器空載運(yùn)行時(shí)激磁電流占額定電流的百分?jǐn)?shù)。

5、短路損耗：一側(cè)繞組短路，另一側(cè)繞組施以電壓使兩側(cè)繞組都達(dá)到額定電流時(shí)的有功損耗，單位以瓦(W)或千瓦(kW)表示。

6、空載損耗：是指變壓器在空載運(yùn)行時(shí)的有功功率損失，單位以瓦(W)或千瓦(kW)表示。

7、短路電壓：也稱阻抗電壓，系指一側(cè)繞組短路，另一側(cè)繞組達(dá)到額定電流時(shí)所施加的電壓與額定電壓的百分比。

8、連接組別：表示原、副繞組的連接方式及線電壓之間的相位差，以時(shí)鐘表示。

10
為什么電流源型變頻器需要較大的變壓器容量？

變壓器的設(shè)計(jì)一般只看額定容量，而不看額定功率，因?yàn)槠潆娏髦慌c額定容量有關(guān)。對于電壓源型變頻器，由于其輸入功率因數(shù)接近于1，所以額定容量與額定功率幾乎相等。電流源型變頻器則不然，其輸入側(cè)變壓器功率因數(shù)最多等于負(fù)載異步電機(jī)的功率因數(shù)，所以對于相同的負(fù)載電機(jī)，其額定容量要比電壓源型變頻器的變壓器大一些。 

11
變壓器的容量和什么有關(guān)？

鐵芯的選擇與電壓有關(guān)，而導(dǎo)線的選擇與電流有關(guān)，即導(dǎo)線的粗細(xì)直接與發(fā)熱量有關(guān)。也就是說，變壓器的容量只與發(fā)熱量有關(guān)。對于一個設(shè)計(jì)好的變壓器，如果在散熱不好環(huán)境中工作，假如為1000KVA，如果增強(qiáng)散熱能力，則有可能工作在1250KVA。

另外，變壓器的標(biāo)稱容量還與允許的溫升有關(guān)，例如，如果一臺1000KVA的變壓器，允許溫升為100K，如果在特殊的情況下，可以允許其工作到120K，則其容量就不止1000KVA。由此也可以看出，如果改善變壓器的散熱條件，則可以增大其標(biāo)稱容量，反過來說，對于相同容量的變頻器，可以減小變壓器柜的體積。

12
如何提高變壓器效能？

1）盡量選用低損耗、高效節(jié)能變壓器
2）根據(jù)負(fù)載情況，選擇合理容量的變壓器
3）變壓器平均負(fù)載系數(shù)應(yīng)大于 70%
4）平均負(fù)載系數(shù)經(jīng)常小于 30% 時(shí)，應(yīng)酌情調(diào)換小容量變壓器
5）提高負(fù)載功率因數(shù)，以提高變壓器輸送有功功率的能力
6）合理配置負(fù)載，盡量減少變壓器的運(yùn)行臺數(shù) 

13
為什么要加快對高能耗配電變壓器的技術(shù)改造？

高能耗配電變壓器主要是指：SJ 、 SJL 、 SL7 、 S7 等系列變壓器，其鐵損、銅損都比目前廣泛使用的 S9 系列變壓器高出很多，如 S7 與 S9 相比，鐵損高出 11% ，銅損高出 28% 。

而新型變壓器，如 S10 、 S11 變壓器比 S9 還要節(jié)能，非晶合金變壓器的鐵損只相當(dāng)于 S7 的 20% 。變壓器一般使用壽命長達(dá)幾十年，用高效節(jié)能型變壓器替代高能耗變壓器，不但可提高能源轉(zhuǎn)換效率，而且在壽命期節(jié)電效果相當(dāng)可觀。

14
什么叫渦流？渦流的產(chǎn)生有哪些害處？

當(dāng)交流電流通過導(dǎo)線時(shí)，在導(dǎo)線周圍會產(chǎn)生交變的磁場。交變磁場中的整塊導(dǎo)體的內(nèi)部會產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于這種感應(yīng)電流在整塊導(dǎo)體內(nèi)部自成閉合回路，很像水的旋渦，所以稱作渦流。渦流不但會白白損耗電能，使用電設(shè)備效率降低，而且會造成用電器（如變壓器鐵芯）發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)將影響設(shè)備正常運(yùn)行。

15
變壓器瞬動保護(hù)為什么要躲過低壓短路電流？

這主要是考慮了繼電保護(hù)動作的選擇性，高壓側(cè)速斷保護(hù)主要是嚴(yán)重的保護(hù)變壓器外部故障，在整定是如果不躲過變壓器低壓側(cè)的最大短路電流，由于低壓側(cè)離出口不遠(yuǎn)的一段范圍短路電流值變化不大，基本相等，這樣就會使高壓側(cè)速斷保護(hù)的范圍擴(kuò)大到低壓出線，從而失去選擇性。失去選擇性后保護(hù)更可靠，但給允許帶來了不便，比如現(xiàn)在有許多工業(yè)圓設(shè)10KV總配電室(10KV母線+出線斷路器)，每個車間設(shè)低壓配電室(環(huán)網(wǎng)柜+變壓器)，如果斷路器不躲過變壓器低壓側(cè)的最大短路電流將造成低壓總開關(guān)，(環(huán)網(wǎng)柜負(fù)荷開關(guān)熔斷器)，高壓斷路器動作，給運(yùn)行帶來不便。

16
2臺并列運(yùn)行的變壓器為什么不允許中性點(diǎn)同時(shí)接地運(yùn)行？

大電流系統(tǒng)中，為了滿足繼電保護(hù)靈敏度配合上的要求，需要一部分主變接地，另一部分不接地。

一個站上的兩臺主變中性點(diǎn)不同時(shí)接地，主要考慮的是零序電流、零序電壓保護(hù)的配合問題。

多臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行的變電站，通常采用一部分變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，而另一部分變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的方式。這樣可以將接地故障電流水平限制在合理范圍內(nèi)，同時(shí)也使整個電網(wǎng)零序電流的大小和分步情況盡量不受運(yùn)行方式變化的影響，提高系統(tǒng)零序電流保護(hù)的靈敏度。

17
為什么新安裝或大修后的變壓器在投入運(yùn)行前要做沖擊合閘試驗(yàn)?

切除電網(wǎng)中運(yùn)行的空載變壓器，會產(chǎn)生操作過電壓。在小電流接地系統(tǒng)中，稱作過電壓的幅值可達(dá)3～4倍的額定相電壓；在大接地系統(tǒng)中，操作過電壓的幅值也可達(dá)3倍的額定相電壓。所以，為了檢驗(yàn)變壓器的絕緣能否承受額定電壓和運(yùn)行中的操作過電壓，要在變壓器投運(yùn)前進(jìn)行數(shù)次沖擊合閘試驗(yàn)。另外投入空載變壓器時(shí)會產(chǎn)生勵磁涌流，其值可達(dá)額定電流的6～8倍。由于勵磁涌流會產(chǎn)生很大的電動力，所以做沖擊合閘試驗(yàn)還是考慮變壓器機(jī)械強(qiáng)度和繼電保護(hù)是否會誤動作的有效措施。