1、大唐哈尔滨第一热电厂员工培训教材大型电力变压器检修大唐哈尔滨第一热电厂编委会编XX 出版社大唐哈尔滨第一热电厂员工培训教材内容提要大型电力变压器检修为大唐哈尔滨第一热电厂培训教材系列之一大唐哈尔滨第一热电厂员工培训教材3前言大唐哈尔滨第一热电厂员工培训教材4目录概述1.1 大型变压器的结构1.1.1 油浸式变压器的结构1.1.2 干式变压器的结构1.2 大型变压器检修项目1.2.1 变压器的检修周期1.2.2 变压器小修项目1.2.3 变压器大修1.2.3.1 大修前的准备工作1.2.3.2 大修项目1.2.3.3 器身检修后的组装及组装的准备工作和要求1.2.3.4 组装1.2.3.5 试验
2、项目1.3 主变压器检修工序与要求大唐哈尔滨第一热电厂员工培训教材第一节变压器的结构1.设备概述: 我厂#1、#2主变压器为特变电工沈阳变压器集团有限公司生产；#1、#2高厂变，启/备变是山东电力设备厂生产；主变、高厂变采用无载调压开关，启/备变采用的是德国MR公司生产的有载调压开关。1.1 #1主变压器名牌参数：表1型 号 SFP10-370000/220 冷却方式 ODAF额定容量 370 MVA 相 数 3高压 24222.5% kV 频 率 50Hz额定电压低压 20 kV 线圈温升 65K882.73 A 阻抗电压 13.75%额定电流10681 A 空载损耗 164.26kW调压方
3、式 无载 空载电流 0.097%接线组别 YNdll 负载损耗 640.86kW油 重 40 T 安装日期总 重 256 T 运行日期厂 家 特变电工沈阳变压器 集团有限公司 生产日期 2008年06月07日1.2 #2主变压器名牌参数：表 2型 号 SFP10-370000/220 冷却方式 ODAF额定容量 370 MVA 相 数 3高压 24222.5% kV 频 率 50Hz额定电压低压 20 kV 线圈温升 65K882.73 A 阻抗电压 13.75%额定电流10681 A 空载损耗 164.26kW调压方式 无载 空载电流 0.097%接线组别 YNdll 负载损耗 640.86
4、kW油 重 40 T 安装日期总 重 256 T 运行日期厂 家 特变电工沈阳变压器 集团有限公司 生产日期 2008年06月29日1.3 #1、#2高厂变名牌参数：表 3型 号 SFF10-40000/20 冷却方式 ONAN/ONAF额定容量 40 MVA 相 数 3高压 2022.5% kV 频 率 50Hz额定电压低压 6.3 kV 线圈温升 65K额定电流 1154.7 A 阻抗电压 6.81%大唐哈尔滨第一热电厂员工培训教材2291.1-2291.1 A 空载损耗 22.87kW调压方式 无载 空载电流 0.091%接线组别 Dyn1-yn1 负载损耗 131.57kW油 重 13
5、.7 T 安装日期总 重 58.9 T 运行日期厂 家 山东电力设备厂 生产日期 2008年05月1.4 启/备变名牌参数：表 4型 号 SFFZ10-40000/220 冷却方式 ODAF额定容量 40 MVA 相 数 3高压 23081.25% kV 频 率 50Hz额定电压低压 6.3 kV 线圈温升100.4 A 阻抗电压 18.5 %额定电流2291.1-2291.1 A 空载损耗 35.76kW调压方式 有载调压 空载电流 0.138 %接线组别 YNyn0-yn0+d11 负载损耗 152.50kW油 重 34700 kg 安装日期总 重 101100 kg 运行日期厂 家 山东
6、电力设备厂 生产日期 2008年05月12日2 变压器结构2.1 变压器结构总述 电力变压器是根据电磁感应原理制造出来的电气设备，因此，电力变压器至少应能高效利用电磁感应的铁心和绕组。 电力变压器的主要部分是铁心、绕组、绝缘、外壳和必要的组件等。由于容量、电压的不同，电力变压器的铁心、绕组、绝缘、外壳和必要的组件的结构形式可以是不一样的。铁心器身 绕组引线和绝缘油箱本体（箱盖、箱壁和箱底或上、下节变压器 油箱 油箱）油箱附件（放油阀门）调压装置无励磁分接开关或有载分接开关保护装置储油柜、油位计、压力释放阀、吸湿器、油温元件、净油器、气体继电器等出线装置高、中、低压套管、电缆出线等大唐哈尔滨第一
7、热电厂员工培训教材从变压器的基本原理知，变压器主要是由铁心以及绕在铁心上的原、副绕组所组成。因此，绕组和铁心是变压器的最基本部件电磁部分。下面以绕组和铁心为重点来介绍。2.2 变压器铁心结构2.2.1.铁心的作用 在原理上：铁心的磁导体是变压器的磁路。它把一次电路的电能转化为磁能，又由自己的磁能转化为二次电路的电能，是能量转化的媒介。在结构上：铁心的结构件不仅使磁导体成为一个机械上完整的结构，而且在其上几乎安装了变压器内部的所有部件。相当于变压器的骨架。2.2.2.铁心的型式 壳式：铁心包围线圈的壳式铁心；心式：除壳式外，其余为心式铁心，心式铁心一般有：三相三柱、三相五柱、单相铁心。心式铁心的
8、优点：a.工艺性较好，线圈为圆形，易于绕制。b.经济性好，充分利用空间，节省原材料。c.机械强度好。大多数电力变压器公司均用心式铁心。个别特殊变压器用壳式铁心，例如电机车变压器。 2.2.3.铁心的构成: 铁心是电力变压器的基本部件，由铁心叠片、绝缘件和铁心结构件、铁心接地部分等组成。 铁心结构件又由夹件垫脚、上梁、拉板、侧梁、压钉等组成。结构件保证叠片的充分夹紧，形成完整而牢固的铁心结构。叠片与夹件、垫脚、上梁、侧梁、拉带和拉板之间均有绝缘件。 铁心叠片及夹件接地引出线通过油箱到外部可靠接地，铁心不允许多点接地。2.3.铁心叠片2.3.1 铁心材料2.3.1.1 硅钢片国产硅钢片牌号及叠片系
9、数一般按下表选取：牌号 叠片系数(fd) 30QG120 0.97 30QG110 0.97 27QG100 0.965 23QG90 0.955例：30QG120，表示硅钢片厚度 0.3mm，在频率 50Hz 下，磁通密度为 1.7T 时，每公斤的铁损保证值是 1.2w。2.3.1.2 非晶合金1）涡流的形成变压器铁芯涡流的形成 ，当成块的金属放在变化的磁场中或者在磁场中运动时，金属内将产生感应电流。这种电流在金属内自成闭合回路，犹如水的旋涡故称涡流，由于成块金属的电阻很小，所以涡流很强，使成块金属大量发热，同时电能遭到大量的浪费。为了减少铁心的磁滞和涡流损耗，铁心用厚度为 0.230.3m
10、m 的硅钢片冲剪成几种不同尺寸，按一定规则叠装而成。目前公司使用的硅钢片一般为 0.27mm、0.3mm。由于硅钢片比普通钢的电阻大，因此利用硅钢片制成的铁心可以进一步减小涡流损耗。大唐哈尔滨第一热电厂员工培训教材2.3.1.3 铁心叠片大型油浸式电力变压器多为叠铁心，且为搭接形式，各接缝错开压住，这样做有两个好处：a.绝缘问题：避免了可能发生的片间短路问题；b.易于夹紧：机械强度好接缝：1）接缝数量：一般有二级、三级、四级、五级、六级 2）确定接缝数量的因素：a.损耗；b.噪音；c.空载电流；d.工艺性。3）角度：目前国内的制造厂均为 45，因为冷轧电工钢片是取向的，45斜接缝利用磁通沿轧制
11、方向流通，磁阻小。4）接缝尺寸：在铁心叠积中，接缝尺寸大小对变压器铁心的损耗也有一定的影响，磁畴细分硅钢片模型在不同接缝条件下的损耗，2.4 铁心结构件2.4.1 夹件2.4.2 铁心拉板2.4.3 铁心柱绑扎带2.4.4 其他结构件 2.5 铁心的绝缘1）铁心叠片的绝缘；2）铁心结构件对叠片的绝缘：2.6 铁心的冷却油道为防止铁心过热，大容量变压器需要设置散热油道，油道有纵向冷却油道和横向冷却油道两种，目前公司仅使用纵向冷却油道，公司油道形式有两种，一种是纸板条结构，一种是纽扣结构。油道材料需用绝缘材料制成，有一定的机械强度。当设有油道时，被油道分隔开的铁心叠片需要用连接铜片连接起来，保持没
12、有电位悬浮。2.7 铁心的接地为避免结构件电位悬浮引起放电，铁心必须接地，所有带电部件与这些部件的绝缘均按对地绝缘设计制造。铁心接地只能一点接地，如果有两点或两点以上接地，则接地点之间可形成闭合回路，当主磁通穿过此闭合回路时，就会在其中产生循环电流，造成内部发热事故。铁心接地方式：1）小型变压器在变压器油箱内通过结构件和油箱连接。2）大型变压器通常将铁心接地片通过套管从变压器油箱引出，在变压器油箱外部接地，这一结构是为了便于检查铁心的绝缘状态。将外部接地打开，就可以使铁心不接地，可以对铁心进行绝缘检测。2.7.1 铁心性能参数变压器铁心的空载性能是变压器的主要性能指标之一。空载性能包括空载损耗
13、、空载电流、二次侧无负荷一次侧接入电源时的励磁涌流和磁滞噪声。2.8 铁心的制造工艺对空载性能的影响铁心制造工艺直接影响铁心的空载性能。硅钢片的机械加工，如铁心片冲剪、毛刺、接缝大小、铁心片的夹紧和弯曲都影响空载损耗和空载电流：1）硅钢片变形和机械应力可增大空载损耗；2）铁心片毛刺和绝缘损伤与空载性能；3）铁心接缝尺寸对空载损耗的影响。3 变压器绕组结构绕组是变压器最基本的组成部分，它与铁心合称电力变压器本体，是建立磁场和传输电能的电路部分。电力变压器绕组由高压绕组、低压绕组、对地绝缘层（主绝缘），高、低压绕组之间绝缘件及由燕尾垫块，撑条构成的油道、高压引线、低压引线等构成。大唐哈尔滨第一热电
14、厂员工培训教材3.1 导体：变压器中使电流流过的材料称为导体。比如说，银、铜、铝等材料都可以使用。3.2 绕组用导线：1）圆导线；2）扁导线；3）组合导线；4）换位导线。3.3.绕组的分类与结构变压器绕组结构一般可分为两大类：层式和饼式结构，其细分情况见下表绕组层式 饼式圆筒式 箔式 连续式 纠结式 螺旋式交错式单层圆筒式 双层圆筒式 多层圆筒式 分段圆筒式 一般箔式 分段箔式 一般连续式 半连续式 内屏蔽连续式 普通纠结式 插花纠结式 纠结连续式 单螺旋式 单半螺旋式 双螺旋式 双半螺旋式 三螺旋式 四螺旋式 连续螺旋交替排列壳式变压器用单饼或双饼螺旋式绕组换位：1）一次 标准换位；2）2-
15、1-2 换位；3）4-2-4 换位；4）2-4-2 换位一次标准换位 2-1-2 换位a)b)一L/4/214562317L/42L/4一一一大唐哈尔滨第一热电厂员工培训教材4-2-4 换位2-4-2 换位4 变压器绝缘结构4.1 油浸式变压器绝缘分类及结构形式 4.1.1 变压器中绝缘的分类 4.1.1.1 内绝缘1）绕组绝缘：主绝缘，同相各绕组之间、异相各绕组之间、绕组对油箱、绕组对铁心柱、铁轭、铁心旁柱。纵绝缘，绕组线匝之间、绕组线饼之间、绕组层间2）引线绝缘：主绝缘，引线对地、引线对异相绕组。纵绝缘，同一个绕组的不同引线之间3）开关绝缘：主绝缘，开关对地、开关上异相绕组引线触头之间。纵
16、绝缘，同相绕组引线各触头之间。4.1.1.2 外绝缘：套管对接地各部位、各套管之间。4.2 变压器内部的典型绝缘结构4.2.1 纯油油隙：低电压等级的引线之间，/D 愈小，电场逾不均匀。4.2.2 纯油间隙：低电压等级汇流排之间、汇流排对油箱或其他结构件之间。4.2.3 引线对油箱或其他结构件之间。4.2.4 绕组匝间和饼间绝缘 饼间绝缘可以使油、纸或纸板，线匝有不同厚度的绝缘覆盖。4.2.5 引线之间或小容量变压器的绕组匝间 视电压等级不同，导线外可以包缠不同厚度的绝缘层或覆盖其他绝缘材料。4.2.6 固体绝缘 固定不同电位的接线柱或引线（引线外可有绝缘层）。4.2.7 油隔板绝缘 绕组间的主绝缘结构（包括同相和异相绕组之间）。4.2.8 油隔板绝缘 绕组对油箱，绕组对铁心柱，绕组端部对铁轭。4.3 主要绝缘材料4.3.1 液体绝缘材料4.3.1.1 变压器油：是天然石油在炼油过程中的一个馏分经精制和添加适当的稳定剂调制而成的。它的主要成分的环烷烃、烷烃、芳香烃。变压器油在变压器油箱中充满整个空间，起绝缘和传导热量（散热）的双重作用。对于变压器油，还可以起到灭弧的作用，例如用于开关。4.3.1.2 其他液体绝缘材料： 油、 油、复敏绝缘液体、聚氯联苯、硅油。4.4 气体绝缘材料
