變壓器基礎(chǔ)知識(shí) 2

中山ABB變壓器有限公司

ABBZhongshan

TransformerCo.Ltd.變壓器基本知識(shí)變壓器基本知識(shí)內(nèi)容一、變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)二、變壓器生產(chǎn)的主要設(shè)備三、變壓器生產(chǎn)的基本工藝流程（一）變壓器的工作原理變壓器是基于電磁感應(yīng)原理而工作的。變壓器本體主要由繞組和鐵心組成。工作時(shí)，繞組是“電”的通路，而鐵心則是“磁”的通路，且起繞組骨架的作用。一次側(cè)輸入電能后，因其交變故在鐵心內(nèi)產(chǎn)生了交變的磁場（即由電能變成磁場）；由于匝鏈（穿透），二次繞組的磁力線在不斷地交替變化，所以感應(yīng)出二次電動(dòng)勢，當(dāng)外電路溝通時(shí)，則產(chǎn)生了感生電流，向外輸出電能（即由磁場能又轉(zhuǎn)變成電能）。這種“電—磁—電”的轉(zhuǎn)換過程是建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)上而實(shí)現(xiàn)的，這種能量轉(zhuǎn)換過程也就是變壓器的工作過程。變壓器基本知識(shí)變壓器基本知識(shí)變壓器的原理是電磁感應(yīng)原理，是電生磁、磁生電現(xiàn)象的一個(gè)具體應(yīng)用。以相同的頻率，在兩個(gè)或更多的繞組之間，變換交流電壓和電流而傳輸交流電能。

變壓器工作原理圖

變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，屬于一種旋轉(zhuǎn)速度為零的電機(jī)。電力變壓器在系統(tǒng)中工作時(shí)，可將電能由它的一次側(cè)經(jīng)電磁能量的轉(zhuǎn)換傳輸?shù)蕉蝹?cè)，同時(shí)根據(jù)輸配電的需要將電壓升高或降低。故它在電能的生產(chǎn)輸送和分配使用的全過程中，作用十分重要。整個(gè)電力系統(tǒng)中，變壓器的容量通常約為發(fā)電機(jī)容量的3倍以上。變壓器基本知識(shí)（二）電力變壓器的分類根據(jù)電力變壓器的用途和結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)可分如下幾類：（1）按用途分有：升壓變壓器（使電力從低壓升為高壓，然后經(jīng)輸電線路向遠(yuǎn)方輸送）；降壓變壓器（使電力從高壓降為低壓，再由配電線路對近處或較近處負(fù)荷供電）。（2）按相數(shù)分有：單相變壓器；三相變壓器。（3）按繞組分有：單繞組變壓器（為兩級(jí)電壓的自耦變壓器）；雙繞組變壓器；三繞組變壓器。

變壓器基本知識(shí)（4）按繞組材料分有：銅線變壓器；鋁線變壓器。（5）按調(diào)壓方式分有：無載調(diào)壓變壓器；有載調(diào)壓變壓器（6）按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分有：

a）油浸式變壓器。冷卻方式一般為自然冷卻，風(fēng)冷卻（在散熱器上安裝風(fēng)扇），強(qiáng)迫風(fēng)冷卻（在前者基礎(chǔ)上還裝有潛油泵，以促進(jìn)油循環(huán)）。此外，大型變壓器還有采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻等。

b）干式變壓器。繞組置于氣體中（空氣或六氟化硫氣體），或是澆注環(huán)氧樹脂絕緣。它們大多在部分配電網(wǎng)內(nèi)用作配電變壓器。目前已可制造到35KV級(jí)，其應(yīng)用前景很廣。變壓器基本知識(shí)器身鐵心繞組引線（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(hù)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）變壓器（三）變壓器結(jié)構(gòu)與器身構(gòu)造

變壓器基本知識(shí)220KV3繞組自然油風(fēng)冷拱頂箱蓋油浸式變壓器油箱

風(fēng)扇散熱器

儲(chǔ)油柜

套管升高座

有載開關(guān)壓力釋放閥

氣體繼電器

油位計(jì)

球閥

變壓器基本知識(shí)（三）變壓器結(jié)構(gòu)與附件

1、鐵芯鐵芯變壓器的磁路部分。是用導(dǎo)磁性能很好的硅鋼片疊放組成的閉合磁路，變壓器的原線圈和副線圈都繞在鐵芯上。三相三柱式疊鐵心

（三）變壓器結(jié)構(gòu)與附件變壓器基本知識(shí)

套裝在器身上的繞組2、繞組繞組是變壓器的電路部分。變壓器有原線圈和副線圈，它們是用銅線或鋁線繞成圓筒形的多層線圈，繞在鐵芯柱上，導(dǎo)線外邊采用紙絕緣或紗包絕緣等。（三）變壓器結(jié)構(gòu)與附件變壓器基本知識(shí)3、套管套管是將變壓器內(nèi)部的高、低壓引線引到油箱的外部，它不但作為引線對地的絕緣，而且擔(dān)負(fù)著固定引線的作用。套管由帶電部分和絕緣部分組成，帶電部分結(jié)構(gòu)有導(dǎo)電桿式和穿纜式兩種。絕緣部分分為外絕緣和內(nèi)絕緣，外絕緣有瓷套和硅橡膠兩種，內(nèi)絕緣為變壓器油、附加絕緣和電容型絕緣。變壓器基本知識(shí)（三）變壓器結(jié)構(gòu)與附件4、引線引線是將外部的電能輸入變壓器，又將傳輸?shù)碾娔茌敵鲎儔浩?。一般分為三種：繞組線端與套管連接的引出線、各相繞組之間的連接引線以及繞組分接頭與分接開關(guān)相連的分接引線。引線的絕緣主要決定于引線與各部分之間的油間隙距離，而絕緣距離又取決于所連繞組的電壓等級(jí)的高低。110KV高壓引線（三）變壓器結(jié)構(gòu)與附件變壓器基本知識(shí)帶磁屏蔽的220KV油箱5、油箱油箱是變壓器器身的外殼，具有容納器身、充注變壓器油及散熱冷卻的作用。變壓器油箱的三種結(jié)構(gòu)形式：箱蓋式油箱、鐘罩式油箱和密封式油箱。

密封式油箱是在器身總裝全部完成裝入油箱后，它的上下箱沿之間是直接焊接在一起的，形成一個(gè)整體，從而實(shí)現(xiàn)油箱的密封。（三）變壓器結(jié)構(gòu)與附件變壓器基本知識(shí)片式散熱器6、冷卻裝置冷卻裝置是將變壓器運(yùn)行中由損耗產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去，以保證變壓器安全運(yùn)行的裝置。冷卻裝置一般是可拆卸式，不強(qiáng)迫油循環(huán)的稱為散熱器，強(qiáng)迫油循環(huán)的稱為冷卻器。為了增加片式散熱器的散熱效果，變壓器采用風(fēng)冷片式散熱器，分為側(cè)吹式、底吹式和混合式三種。冷卻器（三）變壓器結(jié)構(gòu)與附件變壓器基本知識(shí)

7、儲(chǔ)油柜（油枕）儲(chǔ)油柜是調(diào)節(jié)變壓器油箱內(nèi)部油量的一個(gè)貯油的罐體。它的一個(gè)作用是油量調(diào)節(jié)；另一個(gè)作用是當(dāng)油箱失油時(shí)，可以在一定程度內(nèi)給油箱補(bǔ)油。貯油柜的2個(gè)型式：膠囊式儲(chǔ)油柜波紋式儲(chǔ)油柜膠囊式儲(chǔ)油柜（三）變壓器結(jié)構(gòu)與附件變壓器基本知識(shí)8、分接開關(guān)為了穩(wěn)定負(fù)荷中心電壓、調(diào)節(jié)負(fù)載電流、聯(lián)絡(luò)電網(wǎng)，均需對變壓器進(jìn)行電壓調(diào)整。調(diào)壓方式有無勵(lì)磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。無勵(lì)磁調(diào)壓時(shí)，不是變壓器二次不帶負(fù)載，而是把變壓器各側(cè)都與電網(wǎng)斷開，在變壓器無勵(lì)磁情況下變換繞組的分接頭；有載調(diào)壓時(shí)，變壓器是在不中斷負(fù)載的情況下進(jìn)行變換繞組的分接頭。無勵(lì)磁分接開關(guān)只適用于不經(jīng)常調(diào)節(jié)或季節(jié)性調(diào)節(jié)的變壓器。有載分接開關(guān)的電路由過渡電路、選擇電路、調(diào)壓電路等三部分組成。ABBUC型有載分接開關(guān)（三）變壓器結(jié)構(gòu)與附件變壓器基本知識(shí)

9、氣體繼電器（也稱瓦斯繼電器）它安裝在變壓器箱蓋與儲(chǔ)油柜的連管上，作為變壓器內(nèi)部故障的主要安全保護(hù)裝置。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障產(chǎn)生氣體或油流時(shí)，接通信號(hào)或跳閘回路，使有關(guān)裝置發(fā)出信號(hào)或使變壓器從電網(wǎng)中切除。另外，當(dāng)油箱漏油且油面降低到氣體繼電器處時(shí)，氣體繼電器也會(huì)接通信號(hào)回路。

氣體繼電器（三）變壓器結(jié)構(gòu)與附件變壓器基本知識(shí)10、溫度計(jì)按測量溫度的部位不同，有測量上層油溫的溫度計(jì)和測量繞組溫度的溫度計(jì)。繞組溫度計(jì)，為了間接測量變壓器繞組最熱部分溫度。溫度計(jì)（三）變壓器結(jié)構(gòu)與附件變壓器基本知識(shí)

11、油位計(jì)用于監(jiān)視變壓器的油面高度。磁力式油位計(jì)的一種型式是浮球式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，利用油中浮球隨油面上下變化，轉(zhuǎn)換成指針轉(zhuǎn)動(dòng)。膠囊式儲(chǔ)油柜油位指示結(jié)構(gòu)的表盤安裝在儲(chǔ)油柜的底部。磁力式油位計(jì)還帶有刻度標(biāo)明最低和最高油位報(bào)警指示裝置。油位計(jì)（三）變壓器結(jié)構(gòu)與附件變壓器基本知識(shí)12、吸濕器（也稱呼吸器）吸濕器裝有顆粒狀的硅膠，它是用于清除和干燥由于變壓器溫度變化而進(jìn)入儲(chǔ)油柜的空氣中的水分。呼吸器內(nèi)的硅膠變色過程：橙色→粉紅色→綠色（≥2/3時(shí)需更換或干燥吸濕器（三）變壓器結(jié)構(gòu)與附件變壓器基本知識(shí)13、壓力釋放閥（防爆閥）在變壓器發(fā)生故障時(shí)，箱內(nèi)的壓力超過壓力釋放閥彈簧的壓力時(shí)，變壓器油可在閥內(nèi)噴出，從而起釋放油箱內(nèi)超常壓力，保護(hù)油箱。當(dāng)油箱內(nèi)的壓力迅速釋放掉后，內(nèi)部壓力降低，金屬膜盤在彈簧作用下回位，并重新密封油箱。壓力釋放閥在動(dòng)作時(shí)，可發(fā)生動(dòng)作信號(hào)。壓力釋放閥（三）變壓器結(jié)構(gòu)與附件變壓器基本知識(shí)14、變壓器油是石油的一種分鎦產(chǎn)物，它的主要成分是烷烴,環(huán)烷族飽和烴,芳香族不飽和烴等化合物。變壓器油的主要作用：

1，變壓器中的油在運(yùn)行時(shí)主要起散熱冷卻作用；

2，對繞組等起絕緣和絕緣保養(yǎng)作用（保持良好絕緣狀態(tài)）；

3，變壓器油在高壓引線處和分接開關(guān)接觸點(diǎn)起消弧作用，防止電暈和電弧放電的產(chǎn)生。

變壓器油樣品（三）變壓器結(jié)構(gòu)與附件變壓器基本知識(shí)（四）變壓器型號(hào)表示方法的含義

SFZ9-50000/110：三相油浸風(fēng)冷雙繞組銅導(dǎo)線有載調(diào)壓、9系列損耗水平、額定容量50000KVA、高壓額定電壓等級(jí)為110KV的電力變壓器。

OSFPSZ-180000/220：自耦三相強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷三繞組銅導(dǎo)線有載調(diào)壓、額定容量為180000KVA、高壓額定電壓等級(jí)為220KV的電力變壓器。

變壓器基本知識(shí)（四）變壓器型號(hào)表示方法的含義

變壓器基本知識(shí)（1）額定容量（SN）

額定容量是制造廠所規(guī)定的在額定工作狀態(tài)（即在額定電壓、額定頻率、額定使用條件下的工作狀態(tài)）下變壓器輸出的視在功率的保證值，以SN表示。額定容量通常是指高壓繞組的容量；當(dāng)變壓器容量因冷卻方式而變更時(shí)，則額定容量是指它的最大容量。（2）額定電流（I1、I2）

變壓器一、二次額定電流是指在額定電壓和額定環(huán)境溫度下使變壓器各部分不超溫的一、二次繞組長期允許通過的線電流，單位以A表示（五）變壓器基本參數(shù)定義

變壓器基本知識(shí)

（3）額定電壓（UN）

變壓器的額定電壓就是各繞組的額定電壓，是指額定施加的或空載時(shí)產(chǎn)生的電壓。一次額定電壓U1N是指接到變壓器一次繞組端點(diǎn)的額定電壓值；二次額定電壓U2N是指當(dāng)一次繞組所接的電壓為額定值、分接開關(guān)放在額定分觸頭位置上，變壓器空載時(shí)二次繞組的電壓（單位為V或KV）。三相變壓器的額定電壓指的均是線電壓。一般情況下在高壓繞組上抽出適當(dāng)?shù)姆纸宇^，因?yàn)楦邏豪@組或其單獨(dú)調(diào)壓繞組常常套在最外面，引出分接頭方便；其次是高壓側(cè)電流小，引出分接引線和分接開關(guān)的載流部分截面小，分接開關(guān)接觸部分容易解決。

變壓器基本知識(shí)（4）阻抗電壓（短路阻抗）

阻抗電壓也稱短路電壓（Uz%），它表示變壓器通過額定電流時(shí)在變壓器自身阻抗上所產(chǎn)生的電壓損耗（百分值）。用試驗(yàn)求取的方法為：將變壓器二次側(cè)短路，在一次側(cè)逐漸施加電壓，當(dāng)二次繞阻通過額定電流時(shí)，一次繞阻施加的電壓Uz與額定電壓Un之比的百分?jǐn)?shù),即：Uz%=Uz/Un×100%。正常運(yùn)行時(shí)，阻抗電壓少一些較好，因?yàn)樽杩闺妷哼^大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生過大的電壓降，而在變壓器發(fā)生短路時(shí)，阻抗電壓大一些較好，因可以限制短路電流，否則變壓器經(jīng)受不住短路電流沖擊。變壓器基本知識(shí)（5）空載電流（I0）

變壓器一次側(cè)施加（額定頻率的）額定電壓，二次側(cè)斷開運(yùn)行時(shí)稱為空載運(yùn)行，這時(shí)一次繞組中通過的電流稱空載電流，它主要僅用于產(chǎn)生磁通，以形成平衡外施電壓的反電動(dòng)勢，因此空載電流可看成也就是勵(lì)磁電流。變壓器容量大小、磁路結(jié)構(gòu)和硅鋼片的質(zhì)量好壞，是決定空載電流的主要因素。（6）空載損耗（P0）空載電流的有功分量I0a為損耗電流，由電源所汲取的有功功率稱空載損耗P0?？蛰d損耗主要決定于鐵心材質(zhì)的單位損耗。變壓器基本知識(shí)（7）短路損耗（Pf）

短路損耗變壓器二次側(cè)短接、一次繞組通過額定電流時(shí)變壓器由電源所汲取的（亦即消耗的）功率（單位為W或KW）。（8）連接組別表示變壓器各相繞組的連接方式和一、二次線電壓之間的相位關(guān)系。符號(hào)順序由左至右各代表一、二次繞組的連接方式，數(shù)字表示兩個(gè)繞組的連接組號(hào)。一般的高壓變壓器基本都是Yn，Y,d11接線。在變壓器的聯(lián)接組別中“Yn”表示一次側(cè)為星形帶中性線的接線，Y表示星形，n表示帶中性線；“d”表示二次側(cè)為三角形接線?！?1”表示變壓器二次側(cè)的線電壓Uab滯后一次側(cè)線電壓UAB330度（或超前30度）。

變壓器基本知識(shí)（9）溫升

溫升：介質(zhì)對其周圍的介質(zhì)的溫度差（又叫溫差）。油浸式變壓器在運(yùn)行的過程中，由于有鐵耗與銅耗的存在，這些損耗都將轉(zhuǎn)換成熱能而向外發(fā)散，從而引起變壓器不斷發(fā)熱和溫度升高。隨著鐵芯和繞組溫度的升高，這時(shí)繞組及鐵芯就將一部分熱量傳到周圍的介質(zhì)中去，經(jīng)過一段時(shí)間后，繞組及鐵芯溫度最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，而不再升高，這時(shí)繞組和鐵芯繼續(xù)產(chǎn)生的熱量將全部散到周圍介質(zhì)中去。變壓器的散熱是依靠熱傳導(dǎo)，對流和輻射來實(shí)現(xiàn)的。變壓器的溫升規(guī)定值是以壽命為基礎(chǔ)的，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，油浸式變壓器的溫升限值如表所示：變壓器基本知識(shí)變壓器生產(chǎn)的主要設(shè)備

TBA/M/HY/1000×5001橫剪生產(chǎn)線是德國喬格公司生產(chǎn)的，該線以一臺(tái)氣動(dòng)搖擺剪床為主，配以兩臺(tái)尖角剪床和一臺(tái)圓孔沖床，可以剪切不帶拐的變壓器鐵心的所有片形硅鋼片。采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制全線生產(chǎn)。剪切程序存儲(chǔ)在磁盤上，生產(chǎn)數(shù)據(jù)