變壓器的基本結(jié)構(gòu)及主要部件實用教案

1、目 錄 變壓器在電力系統(tǒng)中的作用 常用變壓器的種類 電力變壓器的基本結(jié)構(gòu) 電力變壓器的主要(zhyo)部件及作用 電力變壓器部件安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)第1頁/共42頁第一頁，共43頁。變壓器在電力系統(tǒng)(din l x tn)中的作用（一）變壓器在電力系統(tǒng)中主要作用是變換電壓，以利于功率的傳輸。2.升高電壓可以減少線路損耗，提高送電的經(jīng)濟性，達到遠距離送電的目的。3.降低電壓，把高電壓變?yōu)橛脩羲枰母骷? j)使用電壓，滿足用戶需要。變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，它利用電磁感應(yīng)(dinc-gnyng)原理將一種電壓等級的交流電能轉(zhuǎn)變成另一種電壓等級的交流電能。原動機用戶發(fā)電機 升壓變壓器 降壓變壓器 配電

2、變壓器第2頁/共42頁第二頁，共43頁。變壓器在電力系統(tǒng)(din l x tn)中的作用（二）第3頁/共42頁第三頁，共43頁。常用(chn yn)變壓器的分類（一） 常用(chn yn)變壓器的分類A：按相數(shù)分：單相變壓器：用于單相負(fù)荷(fh)和 三相變壓器組。三相變壓器：用于三相系統(tǒng)的升、降電壓。第4頁/共42頁第四頁，共43頁。常用(chn yn)變壓器的分類（二）B：按冷卻方式分：干式變壓器：依靠空氣對流進行冷卻。油浸式變壓器：依靠油作冷卻介質(zhì)，如油浸自冷、油浸風(fēng)冷、油浸水冷、強迫(qing p)油循環(huán)風(fēng)冷等。第5頁/共42頁第五頁，共43頁。常用(chn yn)變壓器的分類（三）C：

3、按用途分電力(dinl)變壓器：用于輸配電系統(tǒng)的升、降電壓。儀用變壓器：如電壓互感器、電流互感器、用于測量儀 表和繼電保護裝置。試驗變壓器：能產(chǎn)生所需電壓，對電氣設(shè)備進行試驗。特種變壓器：如電爐變壓器、整流變壓器、調(diào)整變壓器等。第6頁/共42頁第六頁，共43頁。常用(chn yn)變壓器的分類（四）D：按繞組形式分：雙繞組變壓器：用于連接電力系統(tǒng)(din l x tn)中的兩個電壓等級。三繞組變壓器：一般用于電力系統(tǒng)(din l x tn)區(qū)域變電站中，連接 三個電壓等級。自耦變電壓：用于連接不同電壓的電力系統(tǒng)(din l x tn)。也可做為 普通的升壓或降后變壓器用。第7頁/共42頁第七頁

4、，共43頁。各種( zhn)變壓器圖片（一）試驗(shyn)變壓器三相(sn xin)三繞組變壓器大型整流變第8頁/共42頁第八頁，共43頁。各種( zhn)變壓器圖片（二）第9頁/共42頁第九頁，共43頁。特殊(tsh)類型變壓器電壓(diny)互感器鉗形電流表交流(jioli)電焊機電流互感器第10頁/共42頁第十頁，共43頁。電力變壓器的基本(jbn)結(jié)構(gòu)變壓器（油浸式）器身鐵芯繞組引線（包括調(diào)壓裝置、引線夾件等）絕緣附件（包括油枕、油門閘閥等）油箱本體油箱冷卻裝置（包括散熱器、風(fēng)扇、油泵等）保護裝置（包括防爆閥、氣體繼電器、測 溫元件、呼吸器等）出線裝置（包括套管等）第11頁/共42頁

5、第十一頁，共43頁。電力(dinl)變壓器的基本結(jié)構(gòu)圖第12頁/共42頁第十二頁，共43頁。變壓器的主要(zhyo)部件 - 鐵芯1.鐵芯 鐵芯是變壓器最基本的組成部件之一，是變壓器的磁路部分，變壓器的一、二次繞組都在鐵芯上，為提高磁路導(dǎo)磁系數(shù)和降低鐵芯內(nèi)渦流損耗，鐵芯通常用毫米，表面絕緣的硅鋼片制成。鐵芯分鐵芯柱和鐵軛兩部分，鐵芯柱上套繞組，鐵軛將鐵芯連接起來，使之形成閉合磁路。 為防止運行中變壓器鐵芯、夾件、壓圈等金屬部件感應(yīng)懸浮電位過高而造成放電，這些部件均需單點接地。為了方便試驗和故障查找，大型變壓器一般將鐵芯和夾件分別通過兩個(lin )套管引出接地。 第13頁/共42頁第十三頁，共

6、43頁。變壓器的主要(zhyo)部件 - 繞組2.繞組 繞組也是變壓器的最基本的部件之一。它是變壓器的電路部分，一般用絕緣紙包裹的銅線(tn xin)或者鋁線繞成。接到高壓電網(wǎng)的繞組為高壓繞組，接到低壓電網(wǎng)的繞組為低壓繞組。 大型電力變壓器采用同心式繞組。它是將高、低壓繞組同心地套在鐵芯柱上。通常低壓繞組靠近鐵芯，高壓繞組在外側(cè)。這主要是從絕緣要求容易(rngy)滿足和便于引出高壓分接開關(guān)來考慮的。變壓器高壓繞組常采用連續(xù)式結(jié)構(gòu)，繞組的盤(餅)和盤(餅)之間有橫向油道，起絕緣、冷卻、散熱作用。第14頁/共42頁第十四頁，共43頁。變壓器的主要(zhyo)部件 -絕緣材料3.絕緣材料及結(jié)構(gòu) 變壓

7、器的絕緣材料主要是電瓷、電工層壓木板及絕緣紙板。變壓器絕緣結(jié)構(gòu)分為外絕緣和內(nèi)絕緣兩種：外絕緣指的是油箱外部的絕緣，主要是一次、二次繞組引出線的瓷套管，它構(gòu)成了相與相之間和相對(xingdu)地的絕緣；內(nèi)絕緣指的是油箱內(nèi)部的絕緣，主要是繞組絕緣和內(nèi)部引線的絕緣以及分接開關(guān)的絕緣等。 繞組絕緣又可分為主絕緣和縱絕緣兩種。主絕緣指的是繞組與繞組之間、繞組與鐵心及油箱之間的絕緣；縱絕緣指的是同一繞組匝間以及層間的絕緣。電工(dingng)層壓木板 絕緣紙板電瓷第15頁/共42頁第十五頁，共43頁。變壓器的主要部件(bjin) -分接開關(guān)4.分接開關(guān)（調(diào)壓裝置） 變壓器的調(diào)壓方式分無載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種

8、。需停電后才能調(diào)整分接頭電壓的稱無載調(diào)壓；可以帶電調(diào)整分接頭電壓的稱有載調(diào)壓。 分接開關(guān)的作用是：保證電網(wǎng)電壓在合理范圍內(nèi)變動。分接開關(guān)一般從高壓繞組(roz)中抽頭，因為高壓側(cè)電流小，引線截面積及分接開關(guān)的接觸面可以減小，減少了分接開關(guān)的體積。第16頁/共42頁第十六頁，共43頁。變壓器的主要(zhyo)部件 無載分接開關(guān)4.1.無載分接開關(guān) 無載分接開關(guān)又稱無勵磁分接開關(guān)，一般設(shè)有3到5個分接位置。操作部分裝于變壓器頂部，經(jīng)操作桿與分接開關(guān)轉(zhuǎn)軸連接。 切換分接開關(guān)注意事項：1.切換前應(yīng)將變壓器停電，做好安全措施；2.三相必須同時切換，且處于同一檔位置；3.切換時應(yīng)來回多切換幾次，最后(zu

9、hu)切到所需檔位，防止由于氧化膜影響接觸效果；4.切換后須測量三相直流電阻。第17頁/共42頁第十七頁，共43頁。變壓器的主要(zhyo)部件-有載分接開關(guān)4.2.有載分接開關(guān) 有載分接開關(guān)由選擇開關(guān)、切換開關(guān)及操作機構(gòu)等部分組成，供變壓器在帶負(fù)荷情況下調(diào)整電壓。有載調(diào)壓分接開關(guān)上部是切換開關(guān)，下部是選擇開關(guān)。變換分接頭時，選擇開關(guān)的觸頭是在沒有電流通過的情況下動作；切換開關(guān)的觸頭是在通過電流下動作，經(jīng)過一個(y )過渡電阻過渡，從一個(y )檔轉(zhuǎn)換至另一個(y )檔位。切換開關(guān)和過渡電阻器裝在絕緣筒內(nèi)。第18頁/共42頁第十八頁，共43頁。變壓器的主要部件(bjin) -有載分接開關(guān) 操作

10、機構(gòu)經(jīng)過垂直軸、齒輪盒和絕緣(juyun)水平軸與有載調(diào)壓開關(guān)相連接，這樣就可以從外部操作有載調(diào)壓開關(guān)。有載調(diào)壓分接開關(guān)有單獨的安全保護裝置，包括儲油柜、安全氣道和氣體繼電器。第19頁/共42頁第十九頁，共43頁。變壓器的主要部件(bjin) - 油箱5.油箱 油箱是油浸式變壓器的外殼，變壓器的鐵芯和繞組置于油箱內(nèi)，箱內(nèi)注滿變壓器油。常見油箱有兩種類型：1.箱式油箱：一般用于中小型變壓器2.鐘罩式油箱：用于大型(dxng)變壓器。 變壓器油的作用就是絕緣和冷卻。為防止變壓器油的老化，必須采取措施，防止油受潮，減少與空氣的接觸。25#油：25#指變壓器油的凝固點是零 下25攝氏度。第20頁/共4

11、2頁第二十頁，共43頁。變壓器的主要(zhyo)部件 -油箱變壓器大修第21頁/共42頁第二十一頁，共43頁。變壓器的主要部件(bjin) - 儲油柜（1）6.儲油柜 儲油柜也稱作油枕，有常規(guī)油枕和波紋油枕之分，當(dāng)變壓器油的體積隨油溫的升降而膨脹或縮小時，油枕就起著儲油和補油的作用，以保證油箱內(nèi)始終充滿油。油枕的體積一般為變壓器總油量的8%10%左右。常規(guī)油枕有三種形式：敞開式、隔膜式和膠囊式。大型變壓器為了保證變壓器油的性能，防止油的氧化受潮，一般采用(ciyng)隔膜式和膠囊式，以避免油與空氣直接接觸。油枕上裝有油位計，現(xiàn)在一般采用(ciyng)磁力油位計，變壓器的油位計和變壓器油的溫度相

12、對應(yīng)，用以監(jiān)視變壓器油位的變化。 膠囊(jio nn)式儲油柜隔膜式儲油柜第22頁/共42頁第二十二頁，共43頁。變壓器的主要(zhyo)部件 - 儲油柜（2）敞開式油枕通常使用玻璃管式的油位計，玻璃管旁邊標(biāo)著刻度，油柜上標(biāo)著相對應(yīng)的溫度。現(xiàn)在一般(ybn)也采用磁力油位計。 波紋油枕采用膨脹器的位置指示作為油位指示。敞開式儲油(ch yu)柜波紋膨脹器儲油柜第23頁/共42頁第二十三頁，共43頁。變壓器的主要(zhyo)部件 - 儲油柜（3）第24頁/共42頁第二十四頁，共43頁。儲油(ch yu)柜油位變化示意圖第25頁/共42頁第二十五頁，共43頁。變壓器油溫與油位指示(zhsh)對應(yīng)位

13、置圖第26頁/共42頁第二十六頁，共43頁。變壓器的主要(zhyo)部件 - 呼吸器 7.呼吸器 呼吸器又叫吸濕器，由油封、容器、干燥劑組成。容器內(nèi)裝有干燥劑（如硅膠(u jio)）；當(dāng)油枕內(nèi)的空氣隨著變壓器油體積膨脹或縮小時，排出或吸入的空氣都經(jīng)過呼吸器，呼吸器內(nèi)的干燥劑吸收空氣中的水分，對空氣起過濾作用，從而保障了油枕內(nèi)的空氣干燥而清潔。呼吸器內(nèi)的干燥劑變色超過二分之一時應(yīng)及時更換。 有載開關(guān)油枕的呼吸器干燥劑更需及時更換，原因是油枕屬敞開式油枕，沒有膠囊或者隔膜，呼吸器一旦失去吸潮功能，水分就會直接沿管道進入開關(guān)內(nèi)。波紋油枕沒有呼吸器。第27頁/共42頁第二十七頁，共43頁。變壓器的主要

14、(zhyo)部件 - 冷卻裝置8.冷卻裝置 變壓器運行時產(chǎn)生的銅損、鐵損等損耗都會轉(zhuǎn)變成熱量，使變壓器的有關(guān)部分溫度升高。 變壓器的冷卻方式有：1、油浸自冷式(ONAN)； 2、油浸風(fēng)冷式(ONAF)； 3、強迫油循環(huán)風(fēng)冷式(OFAF)； 4、強迫油循環(huán)水冷式(OFWF)； 冷控系統(tǒng)是根據(jù)(gnj)變壓器運行時的溫度或負(fù)荷高低手動或自動控制投入或退出冷卻設(shè)備，從而使變壓器的運行溫度控制在安全范圍。油浸自冷強迫(qing p)油循環(huán)風(fēng)冷式油浸風(fēng)冷強迫油循環(huán)水冷第28頁/共42頁第二十八頁，共43頁。變壓器冷卻(lngqu)方式代號含義 變壓器的冷卻方式是由冷卻介質(zhì)和循環(huán)方式?jīng)Q定的。油浸變壓器分為

15、油箱內(nèi)部冷卻和油箱外部冷卻，因此油浸變壓器的冷卻方式是由四個字母代號表示的。 第一個字母：與繞組接觸的冷卻介質(zhì)。 O：礦物油或燃點大于300的絕緣液體； K：燃點大于300的絕緣液體； L：燃點不可測出的絕緣液體； 第二個字母：內(nèi)部冷卻介質(zhì)的循環(huán)方式。 N：流經(jīng)冷卻設(shè)備和繞組內(nèi)部的油流是自然的熱對流循環(huán)； F：冷卻設(shè)備中的油流是強迫循環(huán)，流經(jīng)繞組內(nèi)部的油流是熱對流循環(huán)； D：冷卻設(shè)備中的油流是強迫循環(huán)，在主要繞組內(nèi)的油流是強迫導(dǎo)向循環(huán)第三個字母：外部冷卻介質(zhì)。 A：空氣(kngq)； W：水 第四個字母：外部冷卻介質(zhì)的循環(huán)方式。 N：自然對流； F：強迫循環(huán)（風(fēng)扇、泵等） 第29頁/共42頁第

16、二十九頁，共43頁。變壓器的主要(zhyo)部件 油流繼電器9.油流繼電器 油流繼電器是檢測潛油泵工作狀態(tài)的部件，安裝在油泵管路上。當(dāng)油泵正常工作時，在油流的作用下，繼電器安裝在管道內(nèi)部的擋板發(fā)生偏轉(zhuǎn),帶動指針指向油流流動側(cè)，同時內(nèi)部接點閉合，發(fā)出運行信號；當(dāng)油泵發(fā)生故障停止或出力不足時,擋板沒有偏轉(zhuǎn)或偏轉(zhuǎn)角度不夠,指針偏向(pinxing)停止側(cè),點接通,跳開相應(yīng)不出力的故障油泵,從而啟動備用冷卻器,發(fā)信號。 第30頁/共42頁第三十頁，共43頁。10.壓力釋放器（閥） 壓力釋放器裝于變壓器的頂部。變壓器一旦出現(xiàn)故障，油箱內(nèi)壓力增加到一定數(shù)值時，壓力釋放器動作，釋放油箱內(nèi)壓力，從而保護了油箱

17、本身。在壓力釋放過程(guchng)中，微動開關(guān)動作，發(fā)出報警信號，也可使其接通跳閘回路，跳開變壓器電源開關(guān)。此時，壓力釋放器動作，標(biāo)志桿升起，并突出護蓋，表明壓力釋放器已經(jīng)動作。當(dāng)排除故障后，投入運行前，應(yīng)手動將標(biāo)志桿和微動開關(guān)復(fù)歸。壓力釋放器動作壓力有15、25、35、55kPa等各種規(guī)格，根據(jù)變壓器設(shè)計參數(shù)選擇。 變壓器的主要部件(bjin) - 壓力釋放器第31頁/共42頁第三十一頁，共43頁。變壓器的主要(zhyo)部件 防爆管 早期變壓器安裝的是一種防爆(fn bo)管，作用相當(dāng)于變壓器壓力釋放閥，同樣起到安全閥的作用。 防爆(fn bo)膜一般用玻璃制作，中間用玻璃刀劃十字，降低

18、玻璃機械強度，使其在設(shè)定壓力下正確動作。 第32頁/共42頁第三十二頁，共43頁。11.電流互感器 俗稱升高座，既支撐和固定(gdng)套管，內(nèi)部還裝入套管式電流互感器，供繼電保護和電氣儀表用。變壓器的主要(zhyo)部件 - 電流互感器第33頁/共42頁第三十三頁，共43頁。變壓器的主要(zhyo)部件 氣體繼電器12.氣體繼電器 氣體繼電器也稱瓦斯繼電器，它是變壓器的主要保護裝置，安裝在變壓器油箱與儲油柜的連接管上。有1%-1.5%的傾斜角度，以使氣體能流到瓦斯繼電器內(nèi)，當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時，由于油的分解產(chǎn)生的油氣流，沖擊繼電器下?lián)醢澹菇狱c閉合，跳開變壓器各側(cè)斷路器。若空氣進入變壓器或內(nèi)部

19、有輕微故障時，可使繼電器上接點動作，發(fā)出預(yù)報信號，通知(tngzh)相關(guān)人員處理。瓦斯繼電器上部裝有試驗及恢復(fù)按鈕和放氣閥門。 瓦斯繼電器上部有引出線，分別接入跳閘保護及信號。瓦斯應(yīng)有防雨罩，防止進水。瓦斯繼電器應(yīng)定期進行動作和絕緣校驗。取氣盒第34頁/共42頁第三十四頁，共43頁。變壓器的主要(zhyo)部件 氣體繼電器結(jié)構(gòu)上浮子上浮子磁鐵干簧管下浮子下浮子磁鐵 干簧管擋板雙浮子瓦斯繼電器開口杯瓦斯繼電器開口(ki ku)杯干簧管干簧管擋板(dn bn)磁鐵擋板開口杯磁鐵第35頁/共42頁第三十五頁，共43頁。變壓器的主要部件(bjin) 氣體繼電器動作原理氣體積聚：在變壓器油中有自由氣體。

20、反應(yīng): 液體中的氣體上升，聚集在瓦斯繼電器內(nèi)并擠壓變壓器油。隨著液面的下降，上浮子也一同下降。通過浮子的運動，將帶動一個開關(guān)元件（磁性開關(guān)管），由此啟動報警信號。但下浮子不受影響，因為一定量的氣體是可以通過管道向儲液罐流動。故障： 由于滲漏造成變壓器油流失。 反應(yīng)：隨著液體水平面的下降，上浮子也同時下 沉，此時發(fā)出報警信號。當(dāng)液體繼續(xù)流失，儲液 罐、管道和瓦斯繼電器被排空。隨著液體水平面的下降，下浮子下沉。通過浮子的運動，帶動一個開關(guān)元件，由此切斷連接變壓器的電源。故障：由于一個突發(fā)性地不尋常事件，產(chǎn)生了向 儲液罐方向運動的壓力波流。反應(yīng)： 壓力波流沖擊安裝在流動液體中的擋板，壓力波流的流速超

21、過擋板的動作靈敏度，擋板順壓力波流的方向運動，開關(guān)元件因此被啟動。由此變壓器跳閘 。第36頁/共42頁第三十六頁，共43頁。變壓器的主要(zhyo)部件 溫度計13.溫度計 溫度計由溫包、導(dǎo)管和壓力計組成。將溫包插入箱蓋上注有油的安裝座中，使油的溫度能均勻地傳到溫包，溫包中的氣體隨溫度變化而脹縮，產(chǎn)生壓力，使壓力計指針(zhzhn)轉(zhuǎn)動，指示溫度。 變壓器還安裝有PT100（銅鉑合金）的電阻，該電阻阻值隨溫度呈線性變化，可以在控制室觀察變壓器溫度。變壓器的溫度計除指示變壓器上層油溫和繞組溫度以外，另一個作用是作為控制回路的硬接點啟動或退出冷卻器、發(fā)出溫度過高的告警信號。第37頁/共42頁第三十

22、七頁，共43頁。變壓器的主要部件 - 絕緣(juyun)套管14.絕緣套管 變壓器繞組(roz)的引出線從油箱內(nèi)穿過油箱蓋時，必須經(jīng)過絕緣套管，以使帶電的引出線與接地的油箱絕緣。絕緣套管一般是瓷制的，它的結(jié)構(gòu)取決于它的電壓等級。 10kV以下的為單瓷制絕緣套管，瓷套內(nèi)為空氣絕緣或變壓器油絕緣，中間穿過一根導(dǎo)電銅桿。 110kV及以上電壓等級一般采用全密封油浸紙絕緣電容式套管。套管內(nèi)注有變壓器油，不與變壓器本體相通。第38頁/共42頁第三十八頁，共43頁。變壓器附件(fjin)安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(1)工序工序檢檢 驗驗 項項 目目性質(zhì)性質(zhì)質(zhì)質(zhì) 量量 標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 高壓套管安裝套管及電流互感器試驗主要合格升高座安裝外觀檢查接線端子牢固，無滲漏油放氣塞升高座最高處安裝位置正確絕緣筒裝配正確、不影響套管穿入法蘭連接緊密套管安裝套管檢查清潔，無損傷，油位正常法蘭連接螺栓主要齊全，緊固引出線安裝穿線順直、不扭曲110kV/220kV應(yīng)力錐在均壓罩內(nèi)，深度合適引線與套管連接主要連接螺栓緊固，密封良好低壓套管安裝套管檢查清潔，無損傷法蘭連接主要連接螺栓緊固電壓切換裝置無勵磁分接開關(guān)傳動連桿回裝正確，轉(zhuǎn)動無卡阻指示器密封良好有載分接開關(guān)分接頭位置