電力變壓器的結(jié)構(gòu)及工作原理講解課件

電力變壓器的結(jié)構(gòu)及工作原理朱云武2013年9月電力變壓器的結(jié)構(gòu)及工作原理朱云武1電力變壓器的結(jié)構(gòu)及工作原理主要內(nèi)容：第三節(jié)電力變壓器的故障分析和處理第二節(jié)電力變壓器的結(jié)構(gòu)第一節(jié)電力變壓器的用途和分類電力變壓器的結(jié)構(gòu)及工作原理主要內(nèi)容：第三節(jié)電力變壓器的故障分2第一節(jié)電力變壓器的用途和分類第一節(jié)電力變壓器的用途和分類3變壓器是傳輸電能而不改變其頻率的、靜止的電能轉(zhuǎn)換器。變壓器是電力系統(tǒng)中數(shù)量極多且地位十分重要的電氣設(shè)備，變壓器的總?cè)萘看蠹s是發(fā)電機總?cè)萘康?倍以上。其功能是將電力系統(tǒng)中的電能電壓升高或降低，以利于電能的合理輸送、分配和使用。在電力系統(tǒng)中，輸送同樣功率的電能，電壓越高，電流就越小，輸電線路上的功率損耗也越??；輸電線的截面積也可以減小，這樣就可以減少導線的金屬用量。

變壓器是傳輸電能而不改變其頻率的、靜止的電能轉(zhuǎn)換器。4電力變壓器的結(jié)構(gòu)及工作原理講解ppt課件5由于制造上的困難，發(fā)電機電壓不可能很高（目前在20KV以下），所以在發(fā)電廠中要用升壓變壓器將發(fā)電機電壓升到很高，才能將大量的電能送往遠處的用電地區(qū)，如35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV等。而在用電負荷處，再用降壓變壓器將電壓降低到適當?shù)臄?shù)值供用戶電氣設(shè)備使用。電力變壓器在傳輸電能的時候，本身也有一些有功損耗，但數(shù)量不大，因而傳輸效率很高。中小型變壓器的效率不低于95％，大型變壓器效率可達到98％以上。

由于制造上的困難，發(fā)電機電壓不可能很高（目前在61、按功能分：

電力變壓器按功能分，有升壓變壓器和降壓變壓器兩大類。工廠變電所都采用降壓變壓器。終端變電所的降壓變壓器，也稱配電變壓器。1、按功能分：72、按容量分：

電力變壓器按容量系列分，有R8容量系列和R10容量系列兩大類。

R8容量系列指容量等級是按R8≈1.33倍數(shù)遞增的，我國老的變壓器容量等級采用此系列，如：100kVA、135kVA、180kVA、240kVA、320kVA、420kVA、560kVA、750kVA、1000kVA等。

R10容量系列指容量等級是按R10≈

1.26倍數(shù)遞增的。R10系列的容量等級較密，便于合理選用，是IEC（國際電工委員會）推薦采用的。我國新的變壓器容量等級采用此系列，如：100kVA、125kVA、160kVA、200kVA、250kVA、315kVA、400kVA、500kVA、630kVA、800kVA、1000kVA。2、按容量分：83、按相數(shù)分：電力變壓器按相數(shù)分，有單相和三相兩大類。工廠變電所通常都采用三相電力變壓器。3、按相數(shù)分：94、按調(diào)壓方式分：電力變壓器按調(diào)壓方式分，有無載調(diào)壓（又稱無勵磁調(diào)壓）和有載調(diào)壓兩大類。工廠變電所大多數(shù)采用無載調(diào)壓變壓器。4、按調(diào)壓方式分：105、按繞組結(jié)構(gòu)分：電力變壓器按繞組結(jié)構(gòu)分，有單繞組自耦變壓器、雙繞組變壓器、三繞組變壓器。工廠變電所大多采用雙繞組變壓器。5、按繞組結(jié)構(gòu)分：116、按繞組絕緣及冷卻方式分類：電力變壓器按繞組絕緣及冷卻方式分，有油浸式、干式和充氣式（SF6）等。其中油浸式變壓器，又有油浸自冷式、油浸風冷式、油浸水冷式和強迫油循環(huán)冷卻式等。工廠變電所大多采用油浸自冷式變壓器。所謂充氣式變壓器是指變壓器的磁路（鐵芯）與繞組均位于一個充有絕緣氣體的外殼內(nèi)的變壓器。以往，一般情況下是采用SF6氣體，所以又稱氣體絕緣變壓器6、按繞組絕緣及冷卻方式分類：127、按繞組導體材質(zhì)分：電力變壓器按繞組導體材質(zhì)分，有銅繞組變壓器和鋁繞組變壓器兩大類。工廠變電所過去大多采用鋁繞組變壓器，但低損耗的銅繞組變壓器現(xiàn)在得到了越來越廣泛的應(yīng)用。7、按繞組導體材質(zhì)分：13特殊使用環(huán)境代號額定電壓額定容量特殊用途和特殊結(jié)構(gòu)代號設(shè)計序號調(diào)壓方式導線材料繞組數(shù)油循環(huán)方式冷卻方式相數(shù)產(chǎn)品類別特殊使用環(huán)境代號額定電壓額定容量特殊用途和特殊結(jié)構(gòu)代號設(shè)計序141、產(chǎn)品類別代號O-自耦變壓器，通用電力變壓器不標H-電弧爐變壓器C-感應(yīng)電爐變壓器Z-整流變壓器K-礦用變壓器Y-試驗變壓器1、產(chǎn)品類別代號152、相數(shù)D-單相變壓器S-三相變壓器2、相數(shù)163、冷卻方式F-風冷式W-水冷式注：油浸自冷式和空氣自冷式不標注3、冷卻方式174、油循環(huán)方式N―自然循環(huán)O―強迫導向循環(huán)P―強迫循環(huán)4、油循環(huán)方式185、繞組數(shù)S―三繞組注：雙繞組不標注5、繞組數(shù)196、導線材料L―鋁繞組注：銅繞組不標注6、導線材料207、調(diào)壓方式Z―有載調(diào)壓注：無載調(diào)壓不標注7、調(diào)壓方式218、性能水平代號（設(shè)計序號）性能水平代號電壓等級kV性能參數(shù)空載損耗負載損耗76、10符合GB/T6451組Ⅱ符合GB/T6451≥35符合GB/T645186、10符合GB/T6451組Ⅰ≥35比GB/T6451平均下降10%96、10配電變壓器符合表A26、10電力變壓器比GB/T6451組Ⅰ平均下降10%比GB/T6451平均下降10%≥35比GB/T6451平均下降20%106、10比GB/T6451組Ⅰ平均下降20%比GB/T6451平均下降15%≥35比GB/T6451平均下降30%116、10比GB/T6451組Ⅰ平均下降30%≥35比GB/T6451平均下降40%8、性能水平代號（設(shè)計序號）性能水電壓等級性能229、特殊用途或特殊結(jié)構(gòu)代號Z――低噪聲用；L――電纜引出X――現(xiàn)場組裝式；J――中性點為全絕緣；CY――發(fā)電廠自用變壓器9、特殊用途或特殊結(jié)構(gòu)代號2310、變壓器的額定容量變壓器的額定容量，單位為kVA。10、變壓器的額定容量2411、變壓器的額定電壓變壓器的額定電壓，單位為kV。11、變壓器的額定電壓25例1：一臺三相、油浸、風冷、雙繞組、無勵磁調(diào)壓、鋁導線、20000kVA、110kV級電力變壓器產(chǎn)品，其性能水平符合GB/T6451規(guī)定，該產(chǎn)品的型號為：SFL7—20000/110例1：SFL7—20000/11026例2：一臺三相、油浸、水冷、強迫油循環(huán)、雙繞組、有載調(diào)壓、銅導線、360000kVA、220kV級低噪聲用電力變壓器的產(chǎn)品，其性能水平符合GB/T6451規(guī)定，該產(chǎn)品的型號為：

SWPZ7—Z—360000/220例2：SWPZ7—Z—360000/22027第二節(jié)油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)第二節(jié)油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)28油浸式電力變壓器油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)器身油箱冷卻裝置保護裝置出線裝置鐵芯、繞組、絕緣結(jié)構(gòu)、引線、分接開關(guān)油箱本體（箱蓋、箱壁、箱底）和附件（放油閥門、油樣活門、接地螺栓、銘牌散熱器和冷卻器儲油柜（油枕）、油位表、防爆管（安全氣道）、吸濕器(呼吸器)、溫度計、凈油器、氣體繼電器（瓦斯繼電器）高壓套管、低壓套管油油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)器身油箱冷卻裝置保護裝置出線裝置鐵芯292.分接開關(guān)1.高壓套管4.瓦斯繼電器3.低壓套管6.油枕5.防爆管8.吸濕器7.油位表10.銘牌9.散熱器12.油樣活門11.接地螺栓14.活門13.放油閥門16.溫度計15.繞組18.凈油器17.鐵芯20.變壓器油19.油箱油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)2.分接開關(guān)1.高壓套管4.瓦斯繼電器3.低壓套管6.油枕5301.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，鐵芯具有兩個方面的功能。在原理上，鐵芯是構(gòu)成變壓器的磁路。它把一次電路的電能轉(zhuǎn)化為磁能，又把該磁能轉(zhuǎn)化為二次電路的電能，因此，鐵芯是能量傳遞的媒介體。在結(jié)構(gòu)上，它是構(gòu)成變壓器的骨架。在它的鐵芯柱上套上帶有絕緣的線圈，并且牢固地對它們支撐和壓緊。1.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31變壓器鐵芯渦流的形成

當成塊的金屬放在變化的磁場中．或者在磁場中運動時，金屬內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種電流在金屬內(nèi)自成閉合回路，猶如水的旋渦故稱渦流，由于成塊金屬的電阻很小，所以渦流很強，使成塊金屬大量發(fā)熱，同時電能遭到大量的浪費。1.鐵芯變壓器鐵芯渦流的形成當成塊的金屬放在變化的磁場中32為了減少鐵芯的磁滯和渦流損耗，鐵芯用厚度為0.3～0.5mm的硅鋼片沖剪成幾種不同尺寸，并在表面涂厚為0.01～0.13mm的絕緣漆，烘干后按一定規(guī)則疊裝而成。由于硅鋼片比普通鋼的電阻串大，因此利用硅鋼片制成的鐵芯可以進一步減小渦流損耗。1.鐵芯為了減少鐵芯的磁滯和渦流損耗，鐵芯用厚度為0.333接地片上夾件鐵軛螺桿拉螺桿芯柱綁扎鐵芯磁導線下夾件鐵芯的結(jié)構(gòu)1.鐵芯接地片上夾件鐵軛螺桿拉螺桿芯柱綁扎鐵芯磁導線下夾件鐵芯的結(jié)構(gòu)34鐵芯的結(jié)構(gòu)形式和用途單相兩柱式疊鐵芯鐵芯片一搭接方式疊積，兩柱均套線圈，線圈以串、并聯(lián)絡(luò)線引出。結(jié)構(gòu)簡單而緊湊，工藝裝備少，但疊積工作量大。它是廣泛采用的單相鐵芯基本結(jié)構(gòu)。適用于各種單相變壓器。1.鐵芯鐵芯的結(jié)構(gòu)形式和用途單相兩柱式疊鐵芯鐵芯片一搭接方式疊積，兩35鐵芯的結(jié)構(gòu)形式和用途單相單柱旁軛式疊鐵芯中間為一個芯柱，兩邊為旁軛，軛的截面為芯柱截面的1/2?？山档蜕?、下軛高，有助于減少附加損耗，但電工鋼片用量多。它實際上是垂直放置的單相殼式鐵芯。適用于高壓大容量單相電力變壓器和大電流單相變壓器。1.鐵芯鐵芯的結(jié)構(gòu)形式和用途單相單柱旁軛式疊鐵芯中間為一個芯柱，兩邊36鐵芯的結(jié)構(gòu)形式和用途單相兩柱旁軛式疊鐵芯中間為兩個芯柱，兩邊為旁軛，可降低上、下軛高，有助于減少附加損耗，但電工鋼片用量更多，體積大。有時是在旁軛上安裝調(diào)壓和勵磁線圈。它是派生結(jié)構(gòu)。適用于高壓和超高壓大容量單相電力變壓器。1.鐵芯鐵芯的結(jié)構(gòu)形式和用途單相兩柱旁軛式疊鐵芯中間為兩個芯柱，兩邊37鐵芯的結(jié)構(gòu)形式和用途三相三柱式疊鐵芯在結(jié)構(gòu)上與單相兩柱式疊鐵芯是同一類型，只是多了一個芯柱，三柱線圈各自為一相引出。它是三相變壓器最廣泛應(yīng)用的典型結(jié)構(gòu)。適用于各種三相變壓器1.鐵芯鐵芯的結(jié)構(gòu)形式和用途三相三柱式疊鐵芯在結(jié)構(gòu)上與單相兩柱式疊鐵38鐵芯的結(jié)構(gòu)形式和用途三相三柱旁軛式疊鐵芯中間為三個芯柱，各自為一相，兩邊旁軛和上、下端軛截面為芯柱截面的1/3，主要是用來降低鐵芯的高度，便于運輸。適用于大容量三項電力變壓器。1.鐵芯鐵芯的結(jié)構(gòu)形式和用途三相三柱旁軛式疊鐵芯中間為三個芯柱，各自39鐵軛截面、形狀、特點和適用范圍多級圓形截面鐵軛截面與芯柱截面完全相同，磁通分布均勻，在采用冷軋電工鋼片時應(yīng)該這樣，是現(xiàn)代變壓器的主要鐵軛截面形狀。廣泛用于現(xiàn)代的各種變壓器。1.鐵芯鐵軛截面、形狀、特點和適用范圍多級圓形截面鐵軛截面與芯柱截面40鐵軛截面、形狀、特點和適用范圍多級橢圓形截面與橢圓形芯柱截面相配合的一種鐵軛截面，另外在有旁軛的鐵芯中，鐵軛的截面需小于芯柱的截面，當各級相對應(yīng)時，一定做成多級橢圓形截面。用于旁軛截面為橢圓形的旁軛式鐵芯（五柱式鐵芯）的變壓器。1.鐵芯鐵軛截面、形狀、特點和適用范圍多級橢圓形截面與橢圓形芯柱截面41鐵軛截面、形狀、特點和適用范圍倒T形、倒多級T形截面倒T形截面只用于直接縫鐵芯，鐵軛片種類少，但要比芯柱截面放大50%~10%;倒多級T形截面用于斜接縫鐵芯，與芯柱截面相同，既降低了框內(nèi)沿磁通密度，又縮短芯柱小級的片長，節(jié)省材料。倒T形截面多用于以前的中小型變壓器，倒多級T形可用于斜接縫的中型變壓器。1.鐵芯鐵軛截面、形狀、特點和適用范圍倒T形、倒多級T形截面倒T形截42鐵軛截面、形狀、特點和適用范圍正T形、正多級T形截面使用情況同上，但是可利用小級處的較大空間引出內(nèi)線圈的引線，它們的缺點是芯柱各小級的片長增加，浪費材料。分別用于直、斜接縫的高電壓、大容量變壓器。1.鐵芯鐵軛截面、形狀、特點和適用范圍正T形、正多級T形截面使用情況43鐵芯的夾緊裝置是使整個鐵芯構(gòu)成一個整體的緊固結(jié)構(gòu)。它在結(jié)構(gòu)上應(yīng)滿足如下要求。夾緊裝置一般是框架式，此夾持裝置在結(jié)構(gòu)上要承受鐵芯本體的夾緊力、起吊器身的重力和變壓器在短路時所產(chǎn)生的電動機械力，并確保冷軋硅鋼片的電磁性能不減弱。夾緊裝置上的構(gòu)件主要承受拉伸、彎曲應(yīng)力，盡量避免承受剪切應(yīng)力。夾緊裝置在結(jié)構(gòu)上應(yīng)能可靠地壓緊線圈、支撐引線、裝置器身的絕緣件，并應(yīng)具有器身在油箱中的定位結(jié)構(gòu)。1.鐵芯鐵芯的夾緊裝置是使整個鐵芯構(gòu)成一個整體的緊固結(jié)構(gòu)。它在結(jié)構(gòu)上44夾緊時的力要均勻，鐵芯片的邊緣應(yīng)不出現(xiàn)翹起，鐵芯片的接縫盡量要嚴合，在鐵芯勵磁時噪聲要盡量小。為防止鐵芯多點接地和減少漏磁通在結(jié)構(gòu)鋼件中產(chǎn)生渦流損耗，結(jié)構(gòu)鋼件應(yīng)用絕緣件與鐵芯本體隔開，并盡可能遠離漏磁區(qū)。在結(jié)構(gòu)鋼件中更不能形成交鏈主磁通下的“短路匝”。夾緊裝置與鐵芯相貼處必須有可靠的絕緣。1.鐵芯夾緊時的力要均勻，鐵芯片的邊緣應(yīng)不出現(xiàn)翹起，鐵芯片的接縫盡量451-鋼螺母5-膠木紙管3-鋼墊圈4-紙板墊圈6-穿芯螺桿2-輔助絕緣墊圈1.鐵芯1-鋼螺母5-膠木紙管3-鋼墊圈4-紙板墊圈6-穿芯螺桿2-46鐵芯的絕緣與變壓器其他絕緣一樣，占有重要的地位。鐵芯絕緣不良，將影響變壓器的安全運行。鐵芯的絕緣有兩種，即鐵芯片間的絕緣以及鐵芯片與結(jié)構(gòu)件件的絕緣。1.鐵芯鐵芯的絕緣與變壓器其他絕緣一樣，占有重要的地位。鐵芯絕緣不良47鐵芯片間的絕緣是把芯柱和鐵軛的截面分成許多細條形的小截面，使磁通垂直通過這些小截面時，感應(yīng)出的渦流很小，產(chǎn)生的渦流損耗也就很小。鐵芯片間無絕緣時，磁通垂直通過的截面很大，感應(yīng)的渦流大，截面厚度增加1倍，渦流損耗將增大至4倍。鐵芯片間絕緣過小時，片間電導率增大，穿過片間絕緣的泄漏電流增大，將增加附加的介質(zhì)損耗。1.鐵芯鐵芯片間的絕緣是把芯柱和鐵軛的截面分成許多細條形的小截面，使48鐵芯片間絕緣過大時，鐵芯就不能認為是等電位的，必須把各片均連接起來接地，否則片間將出現(xiàn)放電現(xiàn)象，這是不方便的、不可取的。現(xiàn)在鐵芯用絕緣紙條做油道時，就需要把油道兩側(cè)的鐵芯片連接起來，然后由一個接地銅片引出因此，鐵芯片間要有一定的絕緣，在標準測量方法下一般在60～105Ω/cm2。現(xiàn)在采用的冷軋取向電工鋼片的表面具有0.15～0.02mm的無機磷化膜，可以滿足這一要求，其他電工鋼片則需要涂漆，檢修時也需要涂漆，大型鐵芯有時要涂兩遍漆。1.鐵芯鐵芯片間絕緣過大時，鐵芯就不能認為是等電位的，必須把各片均連49鐵芯片與其夾緊結(jié)構(gòu)件的絕緣是防止與結(jié)構(gòu)件短接和短路。鐵芯片間短接總是不允許的，但是結(jié)構(gòu)件間形成短路的回路順著磁通方向而不交鏈磁通，或者交鏈磁通很小，則影響不大。如果兩個單排的芯柱螺桿短路形成的閉合回路是順著磁通方向的，不易產(chǎn)生短路電流；拉螺桿與夾件等形成的閉合回路，交鏈磁通小又不同相；而鐵軛夾件和旁螺桿形成的閉合回路雖交鏈部分有磁通，但環(huán)流不經(jīng)過鐵芯，且可作為三次諧波電流通路，因此它們之間不需要絕緣。1.鐵芯鐵芯片與其夾緊結(jié)構(gòu)件的絕緣是防止與結(jié)構(gòu)件短接和短路。鐵芯片間50鐵芯必須接地。鐵芯是其金屬結(jié)構(gòu)件在線圈的電場作用下，具有不同的電位，與油箱電位又不同。雖然它們之間電位差不大，也將通過很小的絕緣距離而斷續(xù)放電。放電一方面使油分解，另一方面無法確認變壓器在試驗和運行中的狀態(tài)是否正常。因此鐵芯及其金屬結(jié)構(gòu)件必須經(jīng)油箱面接地（對于鐵芯柱和鐵軛螺桿，則由于電容的耦合作用認為它們與鐵芯電位一樣，不需接地），且要確保電氣接通。1.鐵芯鐵芯必須接地。鐵芯是其金屬結(jié)構(gòu)件在線圈的電場作用下，具有不同511.鐵芯1.鐵芯521.鐵芯1.鐵芯53有拉螺桿和吊螺桿時，上、下夾件各自相接，期間又通過拉螺桿相接。這樣只要用一接地片將鐵芯和上夾件相接，除墊腳另與箱底接地外，其余部分經(jīng)吊螺桿與箱蓋接地，且鐵芯片是一點接地。1.鐵芯有拉螺桿和吊螺桿時，上、下夾件各自相接，期間又通過拉螺桿相接54只有拉螺桿時，也用一接地片將鐵芯和上夾件相接，則鐵芯經(jīng)上夾件、拉螺桿、下夾件，通過墊腳和箱底接地。1.鐵芯只有拉螺桿時，也用一接地片將鐵芯和上夾件相接，則鐵芯經(jīng)上夾件55上下夾件絕緣時，即舊產(chǎn)品種既無拉螺桿又無拉板的夾緊結(jié)構(gòu)中，則用接地片將鐵芯分別與上下夾件相接。這樣整個鐵芯又上夾件經(jīng)鐵芯片，在通過墊腳和箱底接地，這種情況需要注意上下接地片位置要對稱，即在鐵芯的同一層上，否則將產(chǎn)生電位差。1.鐵芯上下夾件絕緣時，即舊產(chǎn)品種既無拉螺桿又無拉板的夾緊結(jié)構(gòu)中，則56有拉板時，上下夾件由拉板連接，而墊腳與箱底一般是絕緣的。用一接地片將鐵芯和上夾件并聯(lián)后再由10KV套管引出接地，或者鐵芯和上夾件由兩個套管接地。才用一個接地套管時指監(jiān)視器身的絕緣，采用兩個接地套管時還可檢查鐵芯有無多余接地點。1.鐵芯有拉板時，上下夾件由拉板連接，而墊腳與箱底一般是絕緣的。用一57接地片為0.3mm厚的紫銅片，寬度為20、30mm或40mm，銅帶表面要搪錫，以減少接觸電阻。1.鐵芯接地片為0.3mm厚的紫銅片，寬度為20、30mm或40mm58變壓器鐵芯多點接地的故障特征油中氣體不斷增加并析出(電弧放電故障時，氣體析出量較之更高、更快)，可能導致氣體繼電器動作發(fā)信號，甚至使變壓器跳閘。鐵芯局部過熱，使鐵芯損耗增加，甚至燒壞；過熱造成的溫升，使變壓器油分解，產(chǎn)生的氣體溶解于油中，引起變壓器油性能下降，油中總烴大大超標；1.鐵芯變壓器鐵芯多點接地的故障特征油中氣體不斷增加并析出(電弧59繞組是變壓器最基本的組成部分，它與鐵芯合稱電力變壓器本體，是建立磁場和傳輸電能的電路部分。電力變壓器繞組由高壓繞組，低壓繞組，對地絕緣層（主絕緣），高、低壓繞組之間絕緣件及由燕尾墊塊，撐條構(gòu)成的油道，高壓引線，低壓引線等構(gòu)成。2.繞組繞組是變壓器最基本的組成部分，它與鐵芯合稱電力變60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芯式和交疊式兩種結(jié)構(gòu)形式。2.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61同芯式繞組是把高壓繞組與低壓繞組套在同一個鐵芯上，一般是將低壓繞組放在里邊，高壓繞組套在外邊，以便絕緣處理。但大容量輸出電流很大的電力變壓器，低壓繞組引出線的工藝復雜，往往把低壓繞組放在高壓繞組的外面。同芯式繞組結(jié)構(gòu)簡單、繞制方便，故被廣泛采用。按照繞制方法的不同，同芯式繞組又可分為圓筒式、螺旋式、連續(xù)式、糾結(jié)式等幾種。2.繞組同芯式繞組是把高壓繞組與低壓繞組套在同一個鐵芯上，一般是將低62交疊式繞組又叫交錯式繞組，在同一鐵芯上，高壓繞組、低壓繞組交替排列、間隙聚焦多、絕緣較復雜、包扎工作量較大。它的優(yōu)點是力學性能較好，引出線的布置和焊接比較方便、漏電抗較小，一般用于電壓為35KV及以下的電爐變壓器中。2.繞組交疊式繞組又叫交錯式繞組，在同一鐵芯上，高壓繞組、低壓繞組交63變壓器高低壓繞組的排列方式，是由多種因素決定的。但就大多數(shù)變壓器來講，是把低壓繞級布置在高壓繞組的里邊。這主要是從絕緣方面考慮的。理論上，不管高壓繞組或低壓繞組怎樣布置，都能起變壓作用。但因為變壓器的鐵芯是接地的，由于低壓繞組靠近鐵芯，從絕緣角度容易做到。如果將高壓繞組靠近鐵芯，則由于高壓繞組電壓很高，要達到絕緣要求，就需要很多多的絕緣材料和較大的絕緣距離。這樣不但增大了繞組的體積，而且浪費了絕緣材料。再者，由于變壓器的電壓調(diào)節(jié)是靠改變高壓繞組的抽頭，即改變其匝數(shù)來實現(xiàn)的，因此把高壓繞組安置在低壓繞組的外邊，引線也較容易。2.繞組變壓器高低壓繞組的排列方式，是由多種因素決定的。但就大多數(shù)變64變壓器調(diào)壓是在變壓器的某一繞組上設(shè)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(shù)減少或增加，其他繞組的匝數(shù)沒有改變，從而改變了變壓器繞組的匝數(shù)比。繞組的匝數(shù)比改變了，電壓比也相應(yīng)改變，輸出電壓就改變，這樣就達到了調(diào)整電壓的目的。2.繞組變壓器調(diào)壓是在變壓器的某一繞組上設(shè)置分接頭，當變換分接頭時就65在一般情況下是在高壓繞組上抽出適當?shù)姆纸宇^，因為高壓繞組常套在外面，引出分接頭方便；另外高壓側(cè)電流小，引出的分接引線和分接開關(guān)的載流部分截面積小，開關(guān)接觸部分也容易解決。2.繞組在一般情況下是在高壓繞組上抽出適當?shù)姆纸宇^，因為高壓繞組常套66調(diào)壓方式有無勵磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。無勵磁調(diào)壓時，不是變壓器二次不帶負載，而是把變壓器各側(cè)都與電網(wǎng)斷開，在變壓器無勵磁情況下變換繞組的分接頭；有載調(diào)壓時，變壓器是在不中斷負載的情況下進行變換繞組的分接頭。2.繞組調(diào)壓方式有無勵磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。無勵磁調(diào)壓時，不是變壓器67變壓器無勵磁分接開關(guān)的額定電壓范圍較窄，調(diào)節(jié)級數(shù)較少。額定調(diào)壓范圍以變壓器額定電壓的百分數(shù)表示為±5％或±2×2.5％。根據(jù)使用要求，在調(diào)壓范圍和級數(shù)不變的情況下，允許增加負分接級數(shù)，減少正分接級數(shù)。無勵磁調(diào)壓變壓器在額定電壓±5％范圍內(nèi)改變分接位置運行時，其額定容量不變。如為－7％和＋10%分接時，其容量按制造廠的規(guī)定；如無制造廠規(guī)定，則容量應(yīng)相應(yīng)降低2.5％和5％。3.分接開關(guān)變壓器無勵磁分接開關(guān)的額定電壓范圍較窄，調(diào)節(jié)級數(shù)較少。額定調(diào)683.分接開關(guān)3.分接開關(guān)69變壓器無勵磁調(diào)壓電路，由于繞組上引出分接頭方式的不同，大致分為4種：1）中性點調(diào)壓電路，一般適用于電壓等級為35KV及以下的多層圓筒式繞組；2）中性點“反接”調(diào)壓電路，適用于電壓等級為15KV以下的連接式繞組；3）中部調(diào)壓電路；4）中部并聯(lián)調(diào)壓電路，適用于電壓等級為35KV及以上的連續(xù)式或糾結(jié)式繞組。3.分接開關(guān)變壓器無勵磁調(diào)壓電路，由于繞組上引出分接頭方式的不同，大致分70（a）中性點調(diào)壓（b）中性點反接調(diào)壓（c）中部調(diào)壓（d）中部并聯(lián)調(diào)壓3.分接開關(guān)（a）中性點調(diào)壓3.分接開關(guān)71有載分接開關(guān)是在帶負載情況下，變換變壓器的分接，以達到調(diào)節(jié)電壓的目的。在變換過程中，必須要有阻抗來限制分接間的循環(huán)電流，根據(jù)阻抗的不同可分為電抗式和電阻式兩種。3.分接開關(guān)有載分接開關(guān)是在帶負載情況下，變換變壓器的分接，以達到調(diào)72電抗式有載分接開關(guān)的特點是，如果電抗器是按連續(xù)工作設(shè)計的，則在變換分接過程中可以停留在跨接兩個分接頭的位置工作。在所需要的調(diào)壓級數(shù)相同的情況下，可使變壓器繞組的分接頭個數(shù)減少一半。另外，即使分接開關(guān)電動機構(gòu)的供電電源在過渡過程的任意位置發(fā)生故障，變壓器仍能繼續(xù)運行。但其缺點是過渡時循環(huán)電流的功率因數(shù)較低，切換開關(guān)電弧觸頭的電壽命較短；由于用了電抗器，使變壓器的體積增大，制造成本較高。3.分接開關(guān)電抗式有載分接開關(guān)的特點是，如果電抗器是按連續(xù)工作設(shè)計的，則73電阻式有載分接開關(guān)是一種油中切換、電阻過渡、埋入式有載分接開關(guān)，它的特點是過渡時間較短，循環(huán)電流的功率因數(shù)為1，切換開關(guān)電弧觸頭的電壽命比電抗式提高了許多。為了保證切換機構(gòu)在切換過程能連續(xù)快速完成，都采用電動機構(gòu)帶動快速機構(gòu)的彈簧儲能，到釋放位置時，快速機構(gòu)的彈簧釋放能量，此時即使電動機構(gòu)停轉(zhuǎn)都能使切換開關(guān)快速、可靠地完成切換。所以它是一種先進的有載分接開關(guān)，應(yīng)用比較廣泛。3.分接開關(guān)電阻式有載分接開關(guān)是一種油中切換、電阻過渡、埋入式有載分接開74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(diào)節(jié)油量，保證變壓器油箱內(nèi)經(jīng)常充滿油的作用。如沒有油枕，油箱內(nèi)的油面波動就會帶來以下不利因素：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(nèi)的循環(huán)，它的溫度要比油箱內(nèi)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。4.油枕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(diào)節(jié)油量，75變壓器油枕有三種形式：波紋式、膠囊式、隔膜式。4.油枕變壓器油枕有三種形式：波紋式、膠囊式、隔膜式。4.油枕76對于膠囊式油枕，為了使變壓器油面與空氣完全隔絕，其油位計間接顯示油面。該油枕是通過在油枕下部的小膠囊，使之成為一個單獨的油循環(huán)系統(tǒng)，當油枕的油面升高時，壓迫小膠囊的油柱壓力增大，小膠囊的體積被縮小了一些，于是在油位計反映出來的油位也高起來一些，且其高度與油枕中的油面成正比；相反，油枕中的油面降低時，壓迫小膠囊的油柱壓力也將減少，使小膠囊體積也相對地要增大一些，反應(yīng)在油位計中的油面就要降低一些，且其高度與油枕中的油面成正比。換句話說，它使通過油枕油面的高、低變化，導致小膠囊壓力大小發(fā)生變化，從而使油面間接地、成正比地反應(yīng)油枕油面高低的變化。4.油枕對于膠囊式油枕，為了使變壓器油面與空氣完全隔絕，其油位計間接77對于隔膜式油枕，可安裝磁力式油表，油表連桿機構(gòu)的滾輪在薄膜上不受任何阻力，能自由、靈活地伸長與縮短。磁力表上部有接線盒，內(nèi)部有開關(guān)，當油枕的油面出現(xiàn)最高或最低位置時，開關(guān)自動閉合，發(fā)出報警信號。4.油枕對于隔膜式油枕，可安裝磁力式油表，油表連桿機構(gòu)的滾輪在薄膜上781－油位計；2－氣體繼電器連通導管的法蘭；3－吸濕器連通管；4－集污盒；5－注油孔；6－與防爆管連通的法蘭；7－吊環(huán)；8－端蓋；9、10－閥門4.油枕1－油位計；2－氣體繼電器連通導管的法蘭；3－吸濕器連通管；795.氣體繼電器5.氣體繼電器80A、罩

B、項針

C、氣塞D、磁鐵E、開口杯F、重錘

G、探針

H、支架

K、彈簧

L、擋板

M、磁鐵

N、螺桿

P、干簧接點（跳閘用）Q、調(diào)節(jié)桿R、干簧節(jié)點（信號用）S、套管

T、嘴子

5.氣體繼電器A、罩

5.氣體繼電器81重瓦斯動作整定管路通徑（毫米）油速整定范圍（米/秒）800.7～1.5500.6～15.氣體繼電器重瓦斯動作整定管路通徑（毫米）油速整定范圍（米/秒）800.82吸濕器又名呼吸器，常用吸濕器為吊式吸濕器結(jié)構(gòu)。吸濕器內(nèi)裝有吸附劑硅膠，油枕內(nèi)的絕緣油通過吸濕器與大氣連通，內(nèi)部吸附劑吸收空氣中的水分和雜質(zhì)，以保持絕緣油的良好性能。6.吸濕器吸濕器又名呼吸器，常用吸濕器為吊式吸濕器結(jié)構(gòu)。吸濕器內(nèi)裝有吸83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(jié)晶水數(shù)量不同而有幾種不同顏色做成，二氯化鈷含六個分子結(jié)晶水時，呈粉紅色；含有兩個分子結(jié)晶水時呈紫紅色；不含結(jié)晶水時呈藍色。6.吸濕器安裝在隔膜式儲油柜上的呼吸器在罩內(nèi)可不注油，以保證儲油柜呼吸暢通。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二84呼吸器的作用是提供變壓器在溫度變化時內(nèi)部氣體出入的通道，解除正常運行中因溫度變化產(chǎn)生對油箱的壓力。呼吸器內(nèi)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(nèi)的空氣才通過硅膠。6.吸濕器呼吸器的作用是提供變壓器在溫度變化時內(nèi)部氣體出入的通道，解除85凈油器又名熱吸虹器，是用鋼板焊接成圓筒形的小油罐，罐內(nèi)也裝有硅膠或活性氧化鋁吸附劑。當油溫變化而上下流動時，經(jīng)過凈油器達到吸取油中水分、渣滓、酸、氧化物的作用。

3150kVA及以上變壓器均有這種凈化裝置。凈油器安裝在變壓器上部時凈化效率高，裝在下部時易于更換，安裝位置視情況而定。凈油器又名熱吸虹器，是用鋼板焊接成圓筒形的小油罐86電力變壓器的結(jié)構(gòu)及工作原理講解ppt課件87電力變壓器的結(jié)構(gòu)及工作原理講解ppt課件88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(nèi)油面升高使管內(nèi)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89防爆管的作用是當變壓器內(nèi)部發(fā)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(nèi)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(yīng)低于50662.5Pa。防爆管的作用是當變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，將油里分解出來的氣體及901-儲油柜2-連接小管3-防爆管4-油箱1-儲油柜91散熱器分為片式散熱器和扁管散熱器片式散熱器是用板料厚度為1mm的波形沖片，靠上下集油盒或油管焊接組成。20kVA以下的油浸式電力變壓器，平頂油箱的散熱面已足夠，50～200kVA的油浸式電力變壓器可采用固定式散熱器；200～6300kVA油浸式電力變壓器，可采用可拆式片式散熱器，散熱器通過法蘭盤固定再油箱壁上。油浸式變壓器冷卻裝置包括散熱器和冷卻器，不帶強油循環(huán)的稱為散熱器，帶強油循環(huán)的稱為冷卻器。當變壓器上層油溫與下部油溫產(chǎn)生溫差時，通過冷卻器形成油溫對流，經(jīng)冷卻器冷卻后流回油箱，起到降低變壓器溫度的作用。冷卻器有強油風冷卻器、新型大容量風冷卻器、強油水冷卻器散熱器分為片式散熱器和扁管散熱器油浸92大型變壓器都裝有測量上層油溫的帶電接點的測溫裝置，它裝在變壓器油箱外，便于運行人員監(jiān)視變壓器油溫情況。大型變壓器都裝有測量上層油溫的帶電接點的測溫裝置93電力變壓器的結(jié)構(gòu)及工作原理講解ppt課件94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。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95第四節(jié)變壓器的故障處理第四節(jié)變壓器的故障處理96油浸式電力變壓器的故障分為內(nèi)部故障和外部故障內(nèi)部故障：變壓器油箱內(nèi)發(fā)生的各種故障，其主要類型有：各相繞組之間發(fā)生的相間短路、繞組的線匝之間發(fā)生的匝間短路、繞組或引出線通過外殼發(fā)生的接地故障等。外部故障：變壓器油箱外部絕緣套管及其引出線上發(fā)生的各種故障，其主要類型有：絕緣套管閃絡(luò)或破碎而發(fā)生的解體短路，引出線之間發(fā)生相間故障等而引起變壓器內(nèi)部故障或繞組變形。油浸式電力變壓器的故障分為內(nèi)部故障和外部故障油浸式電力變壓器的故障分為內(nèi)部故障和外部故障內(nèi)部故障：變壓器97

變壓器內(nèi)部故障從性質(zhì)上一般又分為熱故障和電故障兩大類。熱故障通常為變壓器內(nèi)部局部過熱、溫度升高。根據(jù)其嚴重程度，熱故障常被分為輕度過熱（低于150℃），低溫過熱（150～300℃）；中溫過熱（300～700℃）、高溫過熱（一般高于700℃）四種故障情況。電故障通常指變壓器內(nèi)部在高電場的作用下，造成絕緣性能下降或劣化的故障。根據(jù)放電的能量密度不同，電故障又分為局部放電、火花放電和高能電弧放電三種故障類型。變壓器內(nèi)部故障從性質(zhì)上一般又分為熱故障和電故障兩大類98主要指變壓器出口短路，以及內(nèi)部引線或繞組間對地短路、及相與相之間發(fā)生的短路而導致的故障。短路電流引起絕緣過熱故障變壓器突發(fā)短路時，其高、低壓繞組可能同時通過為額定值數(shù)十倍的短路電流，它將產(chǎn)生很大的熱量，使變壓器嚴重發(fā)熱。當變壓器承受短路電流的能力不夠，熱穩(wěn)定性差，會使變壓器絕緣材料嚴重受損，而形成變壓器擊穿及損毀事故。1.短路故障主要指變壓器出口短路，以及內(nèi)部引線或繞組間對地短路、及相與相99短路電動力引起繞組變形故障變壓器受短路沖擊時，如果短路電流小，繼電保護正確動作，繞組變形將是輕微的，如果短路電流大，繼電保護延時動作甚至拒動，變形將會很嚴重，甚至造成繞組損壞。對于輕微的變形，如果不及時檢修，恢復墊塊位置，緊固繞組的壓釘及鐵軛的拉板、拉桿，加強引線的夾緊力，在多次短路沖擊后，由于累積效應(yīng)也會使變壓器損壞。1.短路故障短路電動力引起繞組變形故障1.短路故障100放電故障對變壓器絕緣的影響放電對絕緣有兩種破壞作用：一種是由于放電質(zhì)點直接轟擊絕緣，使局部絕緣受到破壞并逐步擴大，使絕緣擊穿。另一種是放電產(chǎn)生的熱、臭氧、氧化氮等活性氣體的化學作用，使局部絕緣受到腐蝕，介質(zhì)損耗增大，最后導致熱擊穿。

2.放電故障放電故障對變壓器絕緣的影響2.放電故障101.固體絕緣故障固體紙絕緣是油浸式變壓器絕緣的主要部分之一，包括：絕緣紙、絕緣板、絕緣墊、絕緣卷、絕緣綁扎帶等，其主要成分是化纖素，一般信紙的聚合度為13000左右，當下降至250左右，其機械強度已下降了一半以上，極度老化致使壽命終止的聚合度為150～200,絕緣紙老化后，其聚合度和抗張強度將逐漸降低，并生成水、CO、CO2,這些老化產(chǎn)物大都對電氣設(shè)備有害，會使絕緣紙的擊穿電壓和體積電阻率降低、介質(zhì)增大、抗拉強度下降，甚至腐蝕設(shè)備中的金屬材料。3.絕緣故障

.固體絕緣故障3.絕緣故障102液體絕緣的油浸變壓器特點：大大提高了電氣絕緣強度，縮短了絕緣距離，減小了設(shè)備的體積；大大提高了變壓器的有效熱傳遞和散熱效果，提高了導線中允許的電流密度，減輕了設(shè)備重量，它是將運行變壓器器身的熱量通過變壓器油的熱循環(huán)，傳遞到變壓器外殼和散熱器進行散熱，從而提高了有效的冷卻降溫水平。由于油浸式密封而降低了變壓器內(nèi)部某些零部件和組件的氧化程度，延長了使用壽命。3.絕緣故障

液體絕緣的油浸變壓器特點：3.絕緣故障103變壓器油劣化的原因按輕重程度可分為污染和劣化兩個階段污染是油中混入水分和雜質(zhì)，這些不是油氧化的產(chǎn)物，污染的絕緣性能會變壞，擊穿電場強度降低，介質(zhì)損失角增大。劣化是油氧化后的結(jié)果，當然這種氧化并不僅的產(chǎn)物，污染油的絕緣性能會變壞，擊穿電場強度降低，介質(zhì)損失角增大。3.絕緣故障

變壓器油劣化的原因3.絕緣故障104溫度的影響電力變壓器為油、紙絕緣，在不同溫度下油、紙中含水量有著不同的平衡關(guān)系曲線，一般情況下，溫度升高，紙內(nèi)水分要向油中析出；反之，則紙要吸收油中的水分，因此溫度較高時，變壓器內(nèi)絕緣油的微水含量較大，反之，微水含量就小。變壓器的壽命取決于絕緣的老化程度，而絕緣的老化又取決于運行的溫度。如油浸式變壓器在額定負載下，繞組平均溫升為65℃，最熱點溫升為78℃，若平均環(huán)境溫度為20℃，則最熱點溫度為98℃，在這個溫度下，變壓器可運行20～30年，若變壓器超載運行，溫度升高，促使壽命縮短。國際電工委員會認為，A級絕緣的變壓器載80～140℃溫度范圍內(nèi)，溫度每增加6度，變壓器絕緣有效壽命降低的速度就會增加一倍，這就是6度法則，說明對熱的限制已比過去認可的8度法則更為嚴格。3.絕緣故障

溫度的影響3.絕緣故障105濕度的影響水分的存在將加速紙纖維素降解，因此，CO和CO2的產(chǎn)生與纖維素材料的含水量也有關(guān)。當濕度一定時，含水量越高，分解出的CO2越多，反之，含水量越低，分解出的CO就越多。3.絕緣故障

濕度的影響3.絕緣故障106過電壓的影響暫態(tài)過電壓的影響，三相變壓器正常運行時產(chǎn)生的相對地間電壓為相間電壓的58％，但發(fā)生單相故障時，主絕緣的電壓對中性點接地系統(tǒng)將增加30％，對中性點不接地系統(tǒng)將增加73％，因而可能損傷絕緣雷電過電壓的影響，雷電過電壓由于波頭陡，引起縱絕緣（匝間、相間絕緣）上電壓分布很不均勻，可能在絕緣上留下放電痕跡，從而使固體絕緣受到破壞。操作過電壓的影響，由于操作過電壓的波頭相當平緩，所以電壓分布近似先行，操作過電壓由一個繞組轉(zhuǎn)移到另一個繞組上時，約與這兩個繞組間的匝數(shù)成正比，從而容易造成主絕緣或相間絕緣的劣化和損壞。3.絕緣故障

過電壓的影響3.絕緣故障107短路電動力的影響出口短路時的電動力可能會使變壓器繞組變形、引線移位，從而改變了原有的絕緣距離，使絕緣發(fā)熱，加速老化或受到損傷造成放電、拉弧及短路故障。3.絕緣故障

短路電動力的影響3.絕緣故障1084.鐵芯故障

電力變壓器正常運行時，鐵芯必須有一點可靠接地。若沒有接地，則鐵芯對地的懸浮電壓，會造成鐵芯對地斷續(xù)性擊穿放電，鐵芯一點接地后消除了形成鐵芯懸浮電位的可能，但鐵芯出現(xiàn)兩點以上接地時，鐵芯間的不均勻電位就會在接地點之間形成環(huán)流，并造成鐵芯多點接地發(fā)熱的故障。變壓器的鐵芯接地故障會造成鐵芯局部過熱，嚴重時，鐵芯局部溫升增加，輕瓦斯動作，甚至將會造成重瓦斯動作而跳閘的事故。燒熔的局部鐵芯片間的短路故障，使鐵損變大，嚴重影響變壓器的性能和正常工作，以致不許更換鐵芯硅鋼片加以修復。有關(guān)資料統(tǒng)計表明，因鐵芯問題造成的故障比例，占變壓器各類故障的第三位。4.鐵芯故障電力變壓器正常運行時，鐵芯必須有一點可靠接1094.鐵芯故障

故障原因：1、安裝過程中的疏忽。完工后未將變壓器油箱頂蓋上運輸用的定位釘翻轉(zhuǎn)或卸除。2、制造或大修過程中的疏忽。鐵芯夾件的支板距芯柱太近，硅鋼片翹凸而觸及夾件支板或鐵軛螺桿。3、鐵芯下夾件墊腳與