發(fā)電廠變電站電氣部分17_變壓器

1、電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性發(fā)電廠變電站電氣部分2019版,****老師,email：****QQ群： ****,教學(xué)安排,學(xué)分：2 （選修）講課/課外：40/40 學(xué)時周數(shù)：10 （7周-16周）教學(xué)方式：講授與自學(xué)相結(jié)合， 輔助練習(xí)、課堂討論、課堂練習(xí)考核形式：考試 （平時30%，期終考試70% ）答疑地點(diǎn)、時間： 上課教室、最后兩次課教師：****老師email ： ****,教學(xué)安排,1

2、 基本形式及電能質(zhì)量與供電可靠性2 電氣接線、設(shè)備的基本概念與定義3 開關(guān)電器4 限流電器5 互感器6 導(dǎo)體與絕緣子7 交流輸電補(bǔ)償器8 電氣主接線的結(jié)構(gòu)形式、運(yùn)行與操作9 自用電接線10 配電裝置的結(jié)構(gòu)形式,教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)內(nèi)容1,11 配電設(shè)備的選擇計(jì)算12 測量、信號與控制系統(tǒng)13 直流操作電源14 同步發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行情形操作15 同步發(fā)電機(jī)的異常運(yùn)行狀態(tài)與事故處理16 異步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行17 變壓器的

3、負(fù)載能力18 配電設(shè)備的運(yùn)行與維護(hù)19 附錄、參考文獻(xiàn),教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)內(nèi)容2,掌握《發(fā)電廠變電站電氣部分》課程的基本知識、基本理論和基本分析方法 。了解《發(fā)電廠變電站電氣部分》在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用情況及相關(guān)問題。,教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)目的,《發(fā)電廠變電站電氣部分》（第四版）牟道槐 重慶大學(xué)出版社2017年3月第4版,教學(xué)內(nèi)容,教 材,變壓器內(nèi)的鐵耗和銅耗轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃繉?dǎo)致變壓器的部件發(fā)熱。變壓器的容許發(fā)熱主要受絕緣壽命的限制。

4、為保證變壓器的運(yùn)行壽命，在設(shè)計(jì)制造與運(yùn)行使用兩方面均應(yīng)考慮變壓器的發(fā)熱及冷卻問題。,第一節(jié) 變壓器的熱狀態(tài)與絕緣壽命,7,第17章 變壓器的負(fù)載能力,圖17-1 變壓器箱體內(nèi)沿高度溫度分布簡圖,8,第17章 變壓器的負(fù)載能力,,壽命與溫度的關(guān)系為：記額定溫度θe(98℃)下絕緣的壽命為Ve，在上述溫度變化范圍內(nèi)任一溫度下的絕緣壽命值為V*＝V/Ve，則有定義絕緣壽命相對值的倒數(shù)為絕緣磨損速度相對值F*，其物理意義為實(shí)際磨損速

5、度與額定磨損速度的比值，有,9,第17章 變壓器的負(fù)載能力,,為方便計(jì)算，將式(17-3)改寫為：記絕緣的等效磨損時間為tDX，則在任意溫度θ下運(yùn)行t小時的等效磨損時間為：按負(fù)荷曲線可求n個具有不同溫度θi的時間區(qū)段的總等效磨損時間，這時有,10,第17章 變壓器的負(fù)載能力,11,第17章 變壓器的負(fù)載能力,,變壓器的發(fā)熱時間常數(shù)為2.5～3.5 h，隨變壓器容量增長而加大。進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)熱狀態(tài)后變壓器油的穩(wěn)定溫升與負(fù)載率的關(guān)系為：

6、繞組最熱點(diǎn)對上層油的溫升算式為：,12,第17章 變壓器的負(fù)載能力,,變壓器的額定容量的含義是：在額定冷卻條件下，電壓的幅值與頻率均為額定值時，使變壓器各部分溫升達(dá)額定值，因而使其絕緣的磨損速度為額定值，從而保證其壽命為額定壽命的連續(xù)運(yùn)行負(fù)載容量。,第二節(jié) 變壓器的額定容量與過載能力,13,第17章 變壓器的負(fù)載能力,,所謂等效負(fù)載系數(shù)，是以發(fā)熱為條件按下式定義：,14,第17章 變壓器的負(fù)載能力,圖17-2 負(fù)荷曲線的等效變

7、換1—原始負(fù)荷曲線；2—兩臺階曲線,15,第17章 變壓器的負(fù)載能力,16,第17章 變壓器的負(fù)載能力,表17-2 變壓器允許的事故過負(fù)荷倍數(shù)及時間,17,第17章 變壓器的負(fù)載能力,,當(dāng)?shù)蛪豪@組開路(即低壓繞組不存在)時，十分清楚地顯示其“自耦”特征。略去激磁電流及漏阻抗壓降后，變壓器的功率傳輸關(guān)系為：按磁勢平衡應(yīng)有,第三節(jié) 三繞組自耦變壓器的功率傳輸,18,第17章 變壓器的負(fù)載能力,圖17-4 三繞組自耦變壓器,19

8、,第17章 變壓器的負(fù)載能力,,變壓器的尺寸及材料消耗取決于磁傳輸功率，因此又稱為型式功率ST，有ST ＝SM。高、中壓繞組之間的功率傳輸稱為通過功率S。有,20,第17章 變壓器的負(fù)載能力,一、高壓向中、低壓系統(tǒng)傳送或相反,,有 3 個繞組承受的負(fù)載為：當(dāng)三側(cè)功率因數(shù)相同時，有,21,第17章 變壓器的負(fù)載能力,,顯然，串聯(lián)繞組WC負(fù)荷最重，成為運(yùn)行限制條件，這時變壓器不過載條件為S1≤Se，即當(dāng)三側(cè)功率因數(shù)相同時，不過

9、載條件為：,22,第17章 變壓器的負(fù)載能力,二、中壓向高、低壓傳送或相反,,3個繞組的負(fù)載量為：當(dāng)三側(cè)功率因數(shù)相同時，有,23,第17章 變壓器的負(fù)載能力,,顯然，公共繞組WG負(fù)載最重，變壓器不過載條件為：當(dāng)三側(cè)功率因數(shù)相同時為：式(17-14)表明，低壓側(cè)傳輸容量為S3時，其占用的通過容量擴(kuò)大1/kT倍，使變壓器的總通過容量下降。,24,第17章 變壓器的負(fù)載能力,三、低壓向高、中壓傳送或相反,,以低壓側(cè)作為唯

10、一的送端或受端時，由于低壓繞組制造容量最大值為型式容量，即小于或等于串聯(lián)繞組與公共繞組的容量，因此低壓繞組負(fù)載率最高。當(dāng)保證低壓繞組不過載時，變壓器的通過容量限制為低壓繞組容量，即不超過型式容量，這時自耦變壓器的應(yīng)用效益最低。,25,第17章 變壓器的負(fù)載能力,,思 考 題1.何謂絕緣的相對磨損速度F*?它與溫度的關(guān)系為何?2.何謂絕緣的等效磨損時間tDX?它與實(shí)際運(yùn)行時間及溫度的關(guān)系如何?3.變壓器上層油溫與繞組最熱點(diǎn)溫度與變壓

11、器損耗參數(shù)、冷卻方式及負(fù)載率有何關(guān)系?4.變壓器的額定容量如何定義?變壓器正常運(yùn)行的條件是什么?,26,第17章 變壓器的負(fù)載能力,,5.變壓器經(jīng)常性過載的技術(shù)條件是什么?事故后短時過載的限制條件是什么?6.何謂等效負(fù)載系數(shù)?如何用兩臺階等效負(fù)載線確定一晝夜內(nèi)等效欠載與過載的系數(shù)與持續(xù)時間?7.三繞組自耦變壓器的額定容量Se與型式容量ST有何關(guān)系?公共繞組WG與串聯(lián)繞組WC承受的負(fù)載與高、中壓之間的傳送功率有何關(guān)系?與高、低壓