配電變壓器,簡稱“配變”,指配電系統(tǒng)中根據(jù)電磁感應(yīng)定律變換交流電壓和電流而傳輸交流電能的一種靜止電器。有些地區(qū)將35千伏以下(大多數(shù)是10KV及以下)電壓等級的電力變壓器,稱為“配電變壓器”,簡稱“配變”。安裝“配變”的場所與地方,既是變電所。配電變壓器宜采用柱上安裝或露天落地安裝。
配電變壓器分類
配電變壓器根據(jù)絕緣介質(zhì)的不同,分為油浸式變壓器和干式變壓器;根據(jù)調(diào)壓方式的不同,分為無勵磁調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器。
1、油浸式變壓器按外殼型式分為:
1)非封閉型油浸式變壓器:主要有S8、S9、S10等系列產(chǎn)品,在工礦企業(yè)、農(nóng)業(yè)和民用建筑中廣泛使用。
2)封閉型油浸式變壓器:主要有S9、S9-M、S10-M等系列產(chǎn)品,多用于石油、化工行業(yè)中多油污、多化學(xué)物質(zhì)的場所。
3)密封型油浸式變壓器:主要有BS9、S9-、S10-、S11-MR、SH、SH12-M等系列產(chǎn)品,可做工礦企業(yè)、農(nóng)業(yè)、民用建筑等各種場所配電之用。
2、干式變壓器按絕緣介質(zhì)分為:
1)包封線圈式干式變壓器:主要有SCB8、SC(B)9、SC(B)10、SCR-10等系列產(chǎn)品,適用于高層建筑、商業(yè)中心、機場、車站、地鐵、醫(yī)院、工廠等場所。
2)非包封線圈干式變壓器:主要有SG10等系列產(chǎn)品,適用于高層建筑、商業(yè)中心、機場、車站、地鐵、石油化工等場所。
1、型號
變壓器的型號表示方法如下:
例如:SFZ-10000/110表示三相自然循環(huán)風(fēng)冷有載調(diào)壓、額定容量為10000kVA、高壓繞組額定電壓llokV電力變壓器。
S9-160/10表示三相油浸自冷式、雙繞組無勵磁調(diào)壓、額定容量160kVA、高壓側(cè)繞組額定電壓為10kV電力變壓器。
SC8-315/10表示三相干式澆注絕緣、雙繞組無勵磁調(diào)壓、額定容量315kVA、高壓側(cè)繞組額定電壓為lokV電力變壓器。
S11-M(R)-100/10表示三相油浸自冷式、雙繞組無勵磁調(diào)壓、卷繞式鐵心(圓截面)、密封式、額定容量100kVA、高壓側(cè)繞組額定電壓為10kV電力變壓器。
SH11-M-50/10表示三相油浸自冷式、雙繞組無勵磁調(diào)壓、非晶態(tài)合金鐵心、密封式、額定容量50kVA、高壓側(cè)繞組額定電壓為10kV電力變壓器。
電力變壓器可以按繞組耦合方式、相數(shù)、冷卻方式、繞組數(shù)、繞組導(dǎo)線材質(zhì)和調(diào)壓方式分類。但是,這種分類還不足以表達變壓器的全部特征,所以在變壓器型號中除要把分類特征表達出來外,還需標(biāo)記其額定容量和高壓繞組額定電壓等級。
一些新型的特殊結(jié)構(gòu)的配電變壓器,如非晶態(tài)合金鐵心、卷繞式鐵心和密封式變壓器,在型號中分別加以H、R和M表示。
2.相數(shù)
變壓器分單相和三相兩種,一般均制成三相變壓器以直接滿足輸配電的要求。小型變壓器有制成單相的。特大型變壓器做成單相后,組成三相變壓器組,以滿足運輸?shù)囊蟆?/p>
3.額定頻率
變壓器的額定頻率即是所設(shè)計的運行頻率,我國為50Hz。
4.額定電壓
額定電壓是指變壓器線電壓(有效值),它應(yīng)與所連接的輸變電線路電壓相符合。我國輸變電線路的電壓等級(即線路終端電壓)為0.38、3、6、10、35、63、110、220、330、500kV,故連接于線路終端的變壓器(稱為降壓變壓器)其一次側(cè)額定電壓與上列數(shù)值相同。
考慮線路的電壓降,線路始端(電源端)電壓將高于等級電壓,35kV以下的要高5%,35kV及以上的高10%,即線路始端電壓為0.4、3.15、6.3、10.5、38.5、69、121、242、363、550kV。故連接于線路始端的變壓器(即升壓變壓器),其二次側(cè)額定電壓與上列數(shù)值相同。
變壓器產(chǎn)品系列是以高壓的電壓等級區(qū)分的,為10kV及以下、20kV、35kV、66kV、110kV系列和220kV系列等。
5.額定容量
額定容量是指在變壓器銘牌所規(guī)定的額定狀態(tài)下,變壓器二次側(cè)的輸出能力(kVA)。對于三相變壓器,額定容量是三相容量之和。
變壓器額定容量與繞組額定容量有所區(qū)別:雙繞組變壓器的額定容量即為繞組的額定容量;多繞組變壓器應(yīng)對每個繞組的額定容量加以規(guī)定,其額定容量為最大的繞組額定容量;當(dāng)變壓器容量由冷卻方式而變更時,則額定容量是指最大的容量。
變壓器額定容量的大小與電壓等級也是密切相關(guān)的。電壓低、容量大時,電流大,損耗增大;電壓高、容量小時,絕緣比例過大,變壓器尺寸相對增大。因此,電壓低的容量必小,電壓高的容量必大。
6.額定電流
變壓器的額定電流為通過繞組線端的電流,即為線電流(有效值)。它的大小等于繞組的額定容量除以該繞組的額定電壓及相應(yīng)的相系數(shù)(單相為1,三相為3)。
單相變壓器額定電流為
(7-7)
式中JN-一次側(cè)、二次側(cè)額定電流;
SN-變壓器額定容量;
UN-一次側(cè)、二次側(cè)額定電壓。
三相變壓器額定電流為
(7-8)
三相變壓器繞組為Y聯(lián)結(jié)時,線電流為繞組電流;△聯(lián)結(jié)時,線電流=√3組電流。
7.繞組聯(lián)結(jié)組標(biāo)號
變壓器同側(cè)繞組是按一定形式聯(lián)結(jié)的。
三相變壓器或組成三相變壓器組的單相變壓器,則可以聯(lián)結(jié)成星形、三角形等。星形聯(lián)結(jié)是各相線圈的一端接成一個公共點(中性點),其接線端子接到相應(yīng)的線端上;三角形聯(lián)結(jié)是三個相線圈互相串聯(lián)形成閉合回路,由串聯(lián)處接至相應(yīng)的線端。
星形、三角形和曲折形聯(lián)結(jié),現(xiàn)在對于高壓繞組分別用符號Y、D、Z表示;對于中壓和低壓繞組分別用符號y、d、z表示。有中性點引出時則分別用符號YN、ZN和yn、zn表示。
變壓器按高壓、中壓和低壓繞組聯(lián)結(jié)的順序組合起來就是繞組的聯(lián)結(jié)組,例如:變壓器按高壓為D、低壓為yn聯(lián)結(jié),則繞組聯(lián)結(jié)組為Dyn (Dyn11)。
8.調(diào)壓范圍
變壓器接在電網(wǎng)上運行時,變壓器二次側(cè)電壓將由于種種原因發(fā)生變化,影響用電設(shè)備的正常運行,因此變壓器應(yīng)具備一定的調(diào)壓能力。根據(jù)變壓器的工作原理,當(dāng)高、低壓繞組的匝數(shù)比變化時,變壓器二次側(cè)電壓也隨之變動,采用改變變壓器匝數(shù)比即可達到調(diào)壓的目的。變壓器調(diào)壓方式通常分為無勵磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種方式。二次側(cè)不帶負(fù)載、一次側(cè)又與電網(wǎng)斷開時的調(diào)壓為無勵磁調(diào)壓,在二次側(cè)帶負(fù)載下的調(diào)壓為有載調(diào)壓。
9.空載電流
當(dāng)變壓器二次繞組開路,一次繞組施加額定頻率的額定電壓時,一次繞組中所流過的電流稱為空載電流,變壓器空載合閘時有較大的沖擊電流。
10.阻抗電壓和短路損耗
當(dāng)變壓器二次側(cè)短路,一次側(cè)施加電壓使其電流達到額定值,此時所施加的電壓稱為阻抗電壓Uz,變壓器從電源吸取的功率即為短路損耗,以阻抗電壓以與額定電壓UN之比的百分?jǐn)?shù)表示,即
(7-9)
11.電壓調(diào)整率
變壓器負(fù)載運行時,由于變壓器內(nèi)部的阻抗壓降,二次電壓將隨負(fù)載電流和負(fù)載功率因數(shù)的改變而改變。電壓調(diào)整率即說明變壓器二次電壓變化的程度不大,為衡量變壓器供電質(zhì)量的數(shù)據(jù),其定義為:在給定負(fù)載功率因數(shù)下(一般取0.8)二次空載電壓和二次負(fù)載電壓之差與二次額定電壓的比,即
5(7-10)
式中2N-二次額定電壓,即二次空載電壓;
U2-二次負(fù)載電壓。
電壓調(diào)整率是衡量變壓器供電質(zhì)量好壞的數(shù)據(jù)。
12.效率
變壓器的效率為輸出的有功功率與輸入的有功功率之比的百分?jǐn)?shù)。通常中小型變壓器的效率約為95%以上。