電力變壓器基礎(chǔ)知識

電力變壓器基礎(chǔ)知識一、前言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，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。二、電力變壓器分類及工作原理

（一）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（為兩級電壓的自耦變壓器）；雙繞組變壓器；三繞組變壓器。（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，其應(yīng)用前景很廣。（二）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，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)出二次電動勢，當(dāng)外電路溝通時，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。

三、變壓器結(jié)構(gòu)與器身構(gòu)造

變壓器器身鐵心繞組引線（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）（一）主變的主要組成部分及其作用1、鐵芯：變壓器的磁路部分。鐵芯是用導(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。2、繞組：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。3、套管：支持引出線之間及與變壓器箱體絕緣。110kV及以上套管采用全密封油浸紙絕緣電容式套管，套管自身密封不與變壓器本體相同，并充有變壓器油，下部裝設(shè)CT以供測量和保護(hù)用。4、油枕：油枕保證油箱內(nèi)充滿油，使變壓器縮少與空氣的接觸面，減少油的劣化速度；變壓器油溫隨著負(fù)載和環(huán)境溫度的變化而變化，當(dāng)油的體積隨著溫度膨脹或縮少時，油枕起儲油及補(bǔ)油作用；在油枕的側(cè)面裝有監(jiān)視油位的油位計（玻璃式、連桿式、鐵磁式）。油枕內(nèi)放置氣囊，與呼吸器配合調(diào)節(jié)油位變化。5、油箱：承載鐵芯和線圈、變壓器油。6、變壓器油：絕緣及冷卻。7、調(diào)壓裝置：調(diào)整電壓比。a、有載調(diào)壓：變壓器帶負(fù)載狀態(tài)下切換分接頭位置；b、無載調(diào)壓：變壓器調(diào)壓時不帶任何負(fù)載，且與電網(wǎng)斷開，在無勵磁情況下變換繞組分接頭。8、凈油器：改善運(yùn)行中絕緣油特性，防止絕緣油繼續(xù)老化（多應(yīng)用于有載調(diào)壓油箱）。凈油器內(nèi)裝吸附硅膠，吸收油中的水份及氧化物，使油保持潔凈，延長油的使用年限，改善油的電氣化學(xué)性能。9、冷卻器：當(dāng)變壓器上層油溫與下部油溫產(chǎn)生溫差時，通過散熱器形成油的對流，經(jīng)散熱器冷卻后流回油箱，起到降低變壓器溫度的作用。10、呼吸器：當(dāng)油枕內(nèi)的空氣隨變壓器油的體積膨脹或縮少時，排出或吸入的空氣都經(jīng)呼吸器，呼吸器內(nèi)的干燥劑吸收空氣中的水份，對空氣起過濾作用，從而保證油的清潔。呼吸器內(nèi)的硅膠變色過程：

藍(lán)色→淡紫色→淡粉紅（≥2/3時需更換）。11、瓦斯繼電器：變壓器的保護(hù)裝置，裝在變壓器油箱至油枕的連接管上。a、輕瓦斯：通過檢測瓦斯繼電器中積聚氣體達(dá)到一定量時動作。b、重瓦斯：通過檢測油流速度達(dá)到一定值時動作。12、防爆閥：當(dāng)變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時，溫度升高，油劇烈分解產(chǎn)生大量氣體，使油箱內(nèi)壓力劇增，當(dāng)壓力達(dá)到防爆閥動作值時，防爆閥打開，油及氣體油閥門噴出，防止變壓器的油箱爆炸或變形。（二）絕緣

1、絕緣等級：絕緣材料按其耐熱程度可分為7個等級，它們的最高允許溫度也各不相同。各級絕緣材料通常有：Y級絕緣材料：棉紗、天然絲、再生纖維素為基礎(chǔ)的紗織品，纖維素的紙、紙板、木質(zhì)板等。A級絕緣材料：經(jīng)耐溫達(dá)的液體絕緣材料浸漬過的棉紗、天然絲、再生纖維