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    【電力講堂】詳解變壓器的類型及其結構、參數
    專欄:電力講堂
    發布日期:2017-09-09
    閱讀量:3763
    作者:佚名
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      變壓器的分類變壓器的種類很多,可按其用途、結構、相數、冷卻方式等不同來進行分類。1、 按用途分類:有電力變壓器、特種變壓器(電爐變、整流變、工頻試驗變壓器、調壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等)。2、按結構分類:有雙繞組變壓器、三繞組變壓器、多繞組變壓器、自耦變壓器。3、按冷卻方式分類:有油浸式變壓器、干式變壓器。4、按冷卻方...
      變壓器的分類變壓器的種類很多,可按其用途、結構、相數、冷卻方式等不同來進行分類。1、 按用途分類:有電力變壓器、特種變壓器(電爐變、整流變、工頻試驗變壓器、調壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等)。
    2、按結構分類:有雙繞組變壓器、三繞組變壓器、多繞組變壓器、自耦變壓器。
    3、按冷卻方式分類:有油浸式變壓器、干式變壓器。
    4、按冷卻方式分類:有自然冷式、風冷式、水冷式、強迫油循環風(水)冷方式、及水內冷式等。
    5、按鐵芯或線圈結構分類:芯式變壓器(插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯)、殼式變壓器(插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯)、環型變壓器、金屬箔變壓器、輻射式變壓器等。
    6、按電源相數分類:單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。
    7、按導電材質分類:有銅線變壓器、鋁線變壓器及半銅半鋁、超導等變壓器。
    8、按調壓方式分類:可分為無勵磁調壓變壓器、有載調壓變壓器。
    9、按中性點絕緣水平分類:有全絕緣變壓器、半絕緣(分級絕緣)變壓器。
    變壓器的結構鐵芯和繞組是變壓器中最主要的部件,構成了變壓器的器身。主要介紹三相油浸式電力變壓器和環氧樹脂澆注絕緣的三相干式電力變壓器的結構。
    1、三相油浸式電力變壓器,如下圖所示:


    1-銘牌;2-信號式溫度計;3-吸濕器;4-油標;5-儲油柜;6-安全氣道;7-氣體繼電器;8-高壓套管;9-低壓套管;10-分接開關;11-油箱;12-放油閥門;13-器身;14-接地板;15-小車;16壓力釋放閥(補充:圖左上側)
    (1) 銘牌:在技術參數中具體講;
    (2) 信號式溫度計:熱保護裝置,監測油和繞組的溫度,變壓器的壽命取決于它的運行溫度
    (3) 吸濕器:吸濕器又名呼吸器,常用吸濕器為吊式吸濕器結構。吸濕器內裝有吸附劑硅膠,油枕內的絕緣油通過吸濕器與大氣連通,內部吸附劑吸收空氣中的水分和雜質,以保持絕緣油的良好性能。為了顯示硅膠受潮情況,一般采用變色硅膠。變色硅膠原理是利用二氯化鈷(CoCL2)所含結晶水數量不同而有幾種不同顏色做成,二氯化鈷含六個分子結晶水時,呈粉紅色;含有兩個分子結晶水時呈紫紅色;不含結晶水時呈藍色。呼吸器的作用是提供變壓器在溫度變化時內部氣體出入的通道,解除正常運行中因溫度變化產生對油箱的壓力。呼吸器內硅膠的作用是在變壓器溫度下降時對吸進的氣體去潮氣。油封杯的作用是延長硅膠的使用壽命,把硅膠與大氣隔離開,只有進入變壓器內的空氣才通過硅膠
    (4) 油標:可以觀察油面的高低,油面以一半高為好
    (5) 儲油柜:當變壓器油的體積隨著油的溫度膨脹或減小時,油枕起著調節油量,保證變壓器油箱內經常充滿油的作用。如沒有油枕,油箱內的油面波動就會帶來一下不利因素:一是油面降低時露出鐵芯和線圈部分會影響散熱和絕緣;二是隨著油面波動空氣從箱蓋縫里排出和吸進,而由于上層油溫很高,使油很快地氧化和受潮。油枕的油面比油箱的油面要小,這樣,可以減少油和空氣的接觸面,防止油被過速地氧化和受潮。三是油枕的油在平時幾乎不參加油箱內的循環,它的溫度要比油箱內的上層油溫的低的多,油的氧化過程也慢的多,因此有了油枕,可以防止油的過速氧化。
    (6) 安全氣道:防爆管又名安全氣道,裝在油箱的上蓋上,由一個喇叭形管子與大氣相通,管口用薄膜玻璃板或酚醛紙板封住。為防止正常情況下防爆管內油面升高使管內氣壓上升而造成防爆薄膜松動或破損及引起氣體繼電器誤動作,在防爆管與儲油柜之間連接一小管,已使兩處壓力相等。防爆管的作用使當變壓器內部發生故障時,將油里分解出來的氣體及時排出,以防止變壓器內部壓力驟然增高而引起油箱爆炸或變形。容量為800KVA以上的油浸式變壓器均裝有防爆管,且其保護膜的爆破壓力應低于50662.5Pa
    (7) 氣體繼電器:當變壓器發生故障時,器身就會過熱,使油分解產生氣體。如果產生少量氣體就會發出報警信號,如果產生大量氣體就會接通跳閘回路,切斷電源。
    (8) 高壓套管:絕緣套管是油浸式電力變壓器箱外的主要絕緣裝置,變壓器繞組的引出線必須穿過絕緣套管,使引出線之間及引出線與變壓器外殼之間絕緣,同時起到固定引出線的作用。
    (9) 低壓套管:絕緣套管是油浸式電力變壓器箱外的主要絕緣裝置,變壓器繞組的引出線必須穿過絕緣套管,使引出線之間及引出線與變壓器外殼之間絕緣,同時起到固定引出線的作用。
    (10) 分接開關:變壓器的輸出電壓可能因負載和一次側電壓的變化而變化,可通過分接開關來控制輸出電壓允許范圍內變動,分接開關一般裝在一次側(高壓側),通過改變一次側調節輸出電壓;變壓器調壓是在變壓器的某一繞組上設置分接頭,當變換分接頭時就減少或增加了一部分線匝,使帶有分接頭的變壓器繞組的匝數減少或增加,其他繞組的匝數沒有改變,從而改變了變壓器繞組的匝數比。繞組的匝數比改變了,電壓比也相應改變,輸出電壓就改變,這樣就達到了調整電壓的目的。在一般情況下是在高壓繞組上抽出適當的分接頭,因為高壓繞組常套在外面,引出分接頭方便;另外高壓側電流小,引出的分接引線和分接開關的載流部分截面積小,開關接觸部分也容易解決。調壓方式有無勵磁調壓和有載調壓兩種。無勵磁調壓時,不是變壓器二次不帶負載,而是把變壓器各側都與電網斷開,在變壓器無勵磁情況下變換繞組的分接頭;有載調壓時,變壓器時在不中斷負載的情況下進行變換繞組的分接頭。
    (11) 油箱:油箱里裝滿了變壓器油,首先保護鐵芯和繞組不受潮,又起著絕緣和散熱的作用。
    (12) 放油閥門:顧名思義就是用來放出變壓器油的一個閥門。
    (13) 器身:鐵芯和繞組。鐵芯:鐵芯在電力變壓器中是重要的組成部件之一。它由高導磁的硅鋼片疊積和鋼夾件夾緊而成,鐵心具有兩個方面的功能。在原理上,鐵心是構成變壓器的磁路。它把一次電路的電能轉化為磁能,又把該磁能轉化為二次電路的電能,因此,鐵心是能量傳遞的媒介體。在結構上,它是構成變壓器的骨架。在它的鐵心柱上套上帶有絕緣的線圈,并且牢固地對它們支撐和壓緊;繞組:繞組是變壓器最基本的組成部分,它與鐵心合稱電力變壓器本體,是建立磁場和傳輸電能的電路部分。它是由銅或鋁絕緣導線繞制而成。一次繞組輸入電能,二次繞組輸出電能。兩個繞組中電壓較高的叫高壓繞組,電壓較低的叫低壓繞組。不同容量、不同電壓等級的電力變壓器,繞組形式也不一樣。一般電力變壓器中常采用同心式和交疊式兩種結構形式。
    (14) 接地板:用作變壓器外殼接地的。


    (15) 小車:方便搬運


    (16) 壓力釋放閥:變壓器內部發生故障產生氣體,內部壓力超過50KPa,油和氣體會頂開膜盤釋放壓力,起保護作用。

    2、環氧樹脂澆注絕緣的三相干式電力變壓器:




    變壓器的技術參數變壓器在規定的使用環境和運行條件下,主要技術數據一般都都標注在變壓器的銘牌上。主要包括:型號、額定容量、額定電壓及其分接、額定電流、額定頻率、繞組聯結組以及額定性能數據(阻抗電壓、空載電流、空載損耗和負載損耗)和總重。(1) 型號:如下圖所示

     

    如:SFPZ9-120000/110

    指的是三相(雙繞組變壓器省略繞組數,如果是三繞則前面還有個S)雙繞組強迫油循環風冷有載調壓,設計序號為9,容量為120000KVA,高壓側額定電壓為110KV的變壓器。


    (2) 額定容量(kVA):額定電壓.額定電流下連續運行時,能輸送的容量。


    (3) 額定電壓(kV):變壓器長時間運行時所能承受的工作電壓.為適應電網電壓變化的需要,變壓器高壓側都有分接抽頭,通過調整高壓繞組匝數來調節低壓側輸出電壓。


    (4) 額定電流(A):變壓器在額定容量下,允許長期通過的電流.


    (5) 空載損耗(kW): 當以額定頻率的額定電壓施加在一個繞組的端子上,其余繞組開路時所吸取的有功功率。與鐵心硅鋼片性能及制造工藝、和施加的電壓有關.


    (6) 空載電流(%): 當變壓器在額定電壓下二次側空載時,一次繞組中通過的電流.一般以額定電流的百分數表示.


    (7) 負載損耗(kW): 把變壓器的二次繞組短路,在一次繞組額定分接位置上通入額定電流,此時變壓器所消耗的功率.


    (8) 阻抗電壓(%):把變壓器的二次繞組短路,在一次繞組慢慢升高電壓,當二次繞組的短路電流等于額定值時,此時一次側所施加的電壓.一般以額定電壓的百分數表示.


    (9) 相數和頻率:三相開頭以S表示,單相開頭以D表示。中國國家標準頻率f為50Hz。國外有60Hz的國家(如美國)。


    (10) 溫升與冷卻:變壓器繞組或上層油溫與變壓器周圍環境的溫度之差,稱為繞組或上層油面的溫升.油浸式變壓器繞組溫升限值為65K、油面溫升為55K。冷卻方式也有多種:油浸自冷、強迫風冷,水冷,管式、片式等。


    (11) 絕緣水平:有絕緣等級標準。絕緣水平的表示方法舉例如下:高壓額定電壓為35kV級,低壓額定電壓為10kV級的變壓器絕緣水平表示為 LI200AC85/LI75AC35,其中LI200表示該變壓器高壓雷電沖擊耐受電壓為200kV,工頻耐受電壓為85kV,低壓雷電沖擊耐受電壓為75kV,工頻耐受電壓為35kV。


    (12) 聯結組標號:根據變壓器一.二次繞組的相位關系,把變壓器繞組連接成各種不同的組合,稱為繞組的聯結組。為了區別不同的聯結組,常采用時鐘表示法,即把高壓側線電壓的相量作為時鐘的長針,固定在12上,低壓側線電壓的相量作為時鐘的短針,看短針指在哪一個數字上,就作為該聯結組的標號.如Dyn11表示一次繞組是(三角形)聯結,二次繞組是帶有中心點的(星形)聯結,組號為(11)點。

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