为什么要学习变压器铭牌、额定参数、技术参数的有关知识?因为配电变压器的铭牌、额定参数、技术参数表征了一台配电变压器的各项技术、经济指标,学习其相关知识,是合理地、正确地选择和使用好配电变压器的基础
一、配电变压器铭牌
每一台出厂后的配电变压器,厂家都会在其箱体或外壳上,订上一块铭牌。
1、配电变压器铭牌的作用
配电变压器铭牌,就是其身份证和名片,通过查看铭牌,就可以对变压器的出生情况有一个大致的了解。变压器铭牌,也是生产和使用维修人员进行运维、管理的主要依据。
2、配电变压器铭牌的做法
变压器铭牌由铜板或铝板铭等不受气候影响的材料制成,长方形或方形,用铆钉钉在变压器正面这个明显可见位置上,便于观察,并且。铭牌上的标志应是去不掉的。
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3、铭牌上标志的主要项目
国家标准中规定,变压器的铭牌上标志的项目如下:
变压器种类(如:电力变压器);
本部分代号;
制造单位名称、变压器装配所在地(国家.城镇);
出厂序号;
制造年月;
产品型号;
相数;
额定容量(kVA或MVA。对于多绕组变压器,应给出每个绕组的额定容量。如果一个绕组的额定容量并不是其他绕组额定容量的总和时,则应给出负载组合);
额定频率(Hz);
各绕组额定电压(V或kV)及分接范围;
各绕组额定电流(A或kA);
联结组标号;
以百分数表示的短路阻抗实测值;对于多绕组变压器,应给出不同的双绕组组合下的短路阻抗,以及各自的参考容量;
冷却方式(若变压器有多种组合的冷却方式时,则各自的容量值可用额定容量的百分数表示,如:ONAN/onAF 70%/100%);
总质量;
绝缘液体的质量.种类。
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二、配电变压器额定参数
配电变压器额定参数的数值是用来表示配电变压器器的运行特征。它包括:额定容量、额定电压、额定电流、额定频率及额定温升等,这些参数的数值是制造方保证和试验的基础。
1、额定容量Se
配电变压器额定容量是指变压器在额定电压、额定频率、额定使用条件下输出的视在功率值(有功功率、无功功率)的保证值,单位为kVA。配电变压器容量的大小,表征了变压器的配电能力的大小。
配电变压器每一绕组应规定其额定容量,并标志在铭牌上。额定容量指的是连续负载下的值,既是负载损耗与温升保证值和试验的依据,也是制造方的保证值。
配电变压器一般为双绕组变压器,双绕组变压器只有一个额定容量,两个绕组的额定容量值相同。
配电变压器额定容量值应优先从R10系列....100、125、160、200、250、315、400、500、 630、800、1000、1250、1600......)中选取。
变压器额定容量可用下列公式计算。
三相变压器
Se=√3UeIe。
式中:Ue--配电变压器额定电压,kV;
Ie--配电变压器额定电流,A。
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2.额定电压U1e、U2e。
配电变压器一次额定电压U1:是指接到变压器一次绕组端点的额定电压值。二次额定电压U2e:是指当一次绕组所接的电压为额定值,分接开关放在额定分接头位置,变压器空载时,二次绕组电压的额定电压值,单位为kV,三相变压器的额定电压指的是线电压。
配电变压器一、二次额定电压的大小,表征其可接入的配电系统和用电设备电压。
3、额定电流I1e、I2e
配电变压器一、二次额定电流是指在额定电压和额定环境温度下,使变压器各部分不超温的一、二次绕组长期允许通过的线电流,单位为A。
4、额定频率
配电变压器产品设计所依据的交流电源频率,国内为50Hz。
配电变压器额定频率作为系统正常非干扰频率,额定频率是诸如损耗.阻抗及声级等保证值的基础。
5、额定温升
配电变压器的额定温升,指的是配电变压器中某一部位的温度与冷却介质温度之差。
配电变压器为空气冷却方式,其冷却介质温度是指周围空气的温度。
例如:油浸式配电变压器绕组或上层油面的温度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,国家标准都有相关规定。
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三、配电变压器的性能参数
配电变压器的性能参数为:额定容量、电压组合、分接范围、联结组标号、空载损耗、负载损耗、空载电流及短路阻抗电压。
1、额定容量
配电变压器的额定容量的含义,见前述。
2、电压组合(额定电压比)
配电变压器的一个绕组的额定电压对另一个绕组的额定电压之比,后一绕组的额定电压可以较低也可以相等。
3、分接范围
配电变压器都带有分接绕组的变压器,该绕组的每一个分接连接均表示该分接的绕组有一确定的有效匝数,也表示该分接绕组与任何其他匝数不变的绕组间有一确定的匝数比。
配电变压器的分接范围就是用百分数表示的分接因数与100相比的变化范围。
注:如分接因数百分比变化范围是从100+a变到100一b,则此分接范围为十a%,-b%。当a=b时,为士a%。
配电变压器的分接范围一般为土5%或土2x2.5%
什么是分接因数?
分接因数指的是分接对应的比值Ud/Ue(分接因数)或100Ud/Ue(分接因数百分值)。
其中:Ue—绕组的额定电压;
Ud—对不带分接的绕组施加额定电压时,处于指定分接位置的绕组端子之间在空载时所感应出的电压。
用分接因数百分值与100相比的变化范围。
注:在所有分接中,有一个是主分接,其他分接用各自相对主分接的分接因数来表示其与主分接的关系。
分接范围表征了配电变压器电压调整的范围。
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4、联结组标号
配电变压器的联结组标号,是用一组字母及钟时序数来表示变压器高压、中压(如果有)和低压绕组的联结方式以及中压,低压绕组对高压绕组相对相位移的通用标号。
三相变压器的三个相绕组或组成三相组的三台单相变压器同一电压的绕组联结成星形、三角形或曲折形时,对于高压绕组应用大写字母Y、D或Z表示;对于中压或低压绕组应用同--字母的小写字母y.d或z表示。
对于有中性点引出的星形或曲折形联结应用YN(yn)或ZN(zn)表示。这同样适用于每相绕组中性点端子分别引出,再联结在--起形成实际运行中的中性点的变压器。
用钟时序数标志相位移
高压绕组联结图在上,低压绕组联结图在下,高压绕组相量图以A相指向12点钟为基准。低压绕组a相的相量按联结图中的感应电压关系确定。钟时序数就是低压向量指向的小时数。
相量的旋转方向是逆时针方向,相序为A-B-C。
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配电变压器常用的接线组别Dyn11
5、空载损耗
配电变压器空载损耗,是指变压器一次绕组在额定电压作用下,二次绕组空载时所产生的损耗,以W或kW为单位。
空载损耗实际上包括三部分,即一次绕组中的铜损、铁心中的磁滞损耗和涡流损耗。因一次绕组铜损很小,将其略去,所以空载损耗可近似认为是磁滞和涡流损耗,这两种损耗皆由变压器的铁心产生,故合称为铁损,所以空载损耗又称铁损。空载损耗P0与电压的2.7次方成正比,故在运行中应尽量避免变压器过电压运行。又因空载损耗与负载无关,故常将其称为固定损耗。
空载损耗除与电压有关之外,尚与电源频率,硅钢片的性质、厚度以及制造工艺有关。由空载损耗增大,可判断变压器故障,如铁心短路、线圈匝间短路、硅钢片绝缘不良等。
6、负载损耗
配电变压器负载损耗是将变压器二次绕组短路,在一次绕组的额定分接头处通入额定电流时,变压器所消耗的功率,以 W或kw为单位,负载损耗实际包括两部分,即一、二次绕组的铜损和铁心中的损耗。
由于二次绕组短路,为使其流过额定电流,一次绕组所加的电压将远小于额定电压。设所加的电压为Uk1,则
Uk1=4.44fN1Φk
因Uk1<<Ue,Φk<Φe,故此时的铁损也很小,将其略去。因此可近似地认为负载损耗P;等于一、二次绕组的铜损,故负载损耗又称铜损。
7、空载电流
当配电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Io称为空载电流。
因为空载电流Io仅起励磁作用,所以又称励磁电流,一般以额定电流的百分数表示,即
Io%=Io/Ie1*100%
式中﹐—空载电流,A,I%称空载电流百分数;
Ie1—一次额定电流,A。
空载电流与变压器的容量及铁心硅钢片的性质有关。一般配电变压器的空载电流为0.4%~3%,高压大容量冷轧硅钢片铁心的变压器空载电流在1%以下。
切除空载变压器时会产生过电压,过电压空载电流的大小,决定着切除空载变压器时过电压的倍数。因为:切除空载变压器时,电流为Io时被强迫“截断”,绕组电感L中所储存的磁能为Io2L/2﹐将转变为电容C中的电能CU2 /2。按照能量转换的守恒定则,则有Io2L/2=CU2 /2,所以U=Io√L/C。显然,过电压U与Io有直接关系,此过电压将作用在断路器的触头断开处。因此,有时需在变压器高压侧与断路器之间装设避雷器,以作为防止操作过电压的保护。该避雷器在非雷雨季节也不应该退出运行。
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8、短路阻抗电压
当把配电变压器的二次绕组短路,在一次绕组上慢慢地升高电压﹐当一次绕组的电流上升至等于额定值时,此时在一次侧所施加的电压Uk1,叫做短路阻抗电压Uk。通常用Uk1对一次额定电压Ue1比值的百分数来表示,即
Uk=Uk1/Ue1*100%
短路阻抗电压是变压器的一个重要特性参数,它影响配电变压器在运行过程中发生短路时,其短路电流的大小,即对变压器二次侧发生突然短路时,将产生多大的短路电流起着决定性的作用。因此,它也是考虑短路电流热稳定和动稳定及继电保护整定的重要依据。
若短路阻抗小,可使端电压受负载变化影响小,如果是有载调压,其分接开关调节不会频繁,有利于保持使用寿命。但此时如果故障短路,短路电流较大;反之,短路阻抗过大,后果相反。短路阻抗过大或过小都会导致成本增加,综合考虑各种因素,配电变压器直接与用户相连,为了有利电压质量,一般取U。为5%左右。
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10kV三相油浸式无励磁调压配电变压器