電力變壓器試驗-變壓器結構及特性

目錄變壓器結構變壓器材料絕緣老化及因素變壓器主要結構如圖所示，有：1）器身：包括鐵芯、繞組、絕緣部件及引線。2）調(diào)壓裝置：即分接開關，分為無勵磁調(diào)壓和有載調(diào)壓3）冷卻裝置:包括油枕、箱體及散熱管等。4）保護裝置：包括安全氣道、吸濕器、氣體繼電器、凈油器和測溫裝置等5）絕緣套管：包括高壓絕緣套管、低壓絕緣套管

絕緣介質(zhì)緊固支撐冷卻媒介

絕緣作用絕緣材料液體:絕緣油固體：絕緣紙、電瓷、云母、玻璃、交聯(lián)聚乙烯等氣體:空氣、SF6

真空絕緣實際絕緣結構通常是由幾種電介質(zhì)聯(lián)合構成的組合絕緣固-液絕緣固-氣絕緣三相變壓器外觀--油枕與散熱管三相變壓器繞組圖1-6電力變壓器鐵芯實物圖變壓器鐵芯制造ABC鐵軛鐵芯高壓繞組低壓繞組高壓引線三相電力變壓器內(nèi)部結構圖餅式結構變壓器內(nèi)部繞組變壓器高低壓絕緣套管變壓器油枕與散熱管變壓器油對流散熱圖變壓器外觀結構圖變壓器絕緣套管電容式套管變壓器套管及油枕

目錄變壓器結構變壓器材料絕緣老化及因素變壓器油是油浸式變壓器最主要的絕緣材料，充滿整個油箱。散熱作用絕緣作用變壓器油作用變壓器油具有比空氣高得多的絕緣強度。絕緣材料浸在油中，不僅可提高絕緣強度，而且還可免受潮氣的侵蝕。變壓器油的比熱大，常用作冷卻劑。變壓器運行時產(chǎn)生的熱量使靠近鐵芯和繞組的油受熱膨脹上升。電老化熱老化工程變壓器油有雜質(zhì)、氣泡、水分，介電強度遠低于純凈油。變壓器油粘度增大，顏色變深，介損增大，油泥增多，擊穿電壓下降。局部放電使油分子縮合成更高分子量的臘狀物（影響散熱），同時溢出氣體（使放電更易發(fā)生）。變壓器油老化常用種類：電纜紙：（0.08~0.12mm厚），導線絕緣、層間絕緣和引線絕緣；電話紙：更薄，出線頭和引線絕緣；皺紋紙：更柔軟，出線頭和引線絕緣；絕緣紙板：繞組間的墊塊、隔板、絕緣筒、角環(huán)；絕緣成型件：直接用紙漿按電場形狀制成

絕緣紙用硫酸鹽木紙漿制成，含有許多氣隙，透氣性好、吸油性好。絕緣紙板在變壓器中用作繞組中的墊塊，撐條相間隔板或制成絕緣筒，以及對鐵軛的角環(huán)等世界第一：

芯節(jié)能型牽引變壓器”。在國家變壓器質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心完成了最嚴酷的短路試驗，標志我國已成功研制世界上第一臺“220kV/56.5MVA超低損耗卷鐵芯節(jié)能型牽引變壓器”。電容式套管節(jié)能型變壓器

目錄變壓器結構變壓器材料絕緣老化及因素2.2絕緣老化及其影響因素設備絕緣故障的主要原因材料的老化。電氣設備絕緣在運行中受到各種因素的長期作用，會發(fā)生一系列不可逆的變化，導致其物理、化學、電和機械等性能的劣化，如機械強度降低、介質(zhì)損耗及電導增大。將這種現(xiàn)象稱為絕緣老化。電氣因素機械因素溫度和熱穩(wěn)定性環(huán)境（水分、氧化、射線及微生物）絕緣老化影響因素（1）電氣影響長期工作電壓

短時的過電壓

為了使設備的外形尺寸保持在可以接受的水平，現(xiàn)代電氣設備采用了更為緊湊的絕緣方式，因此在運行中其內(nèi)部各組件間的絕緣所需承受的熱和電應力水平顯著提高。高場強下的電老化由介質(zhì)中的局部放電引起。各種絕緣材料局部放電的性能有很大的差別：云母（電機絕緣）、玻璃纖維等無機材料有很好耐局部放電能力。有機高分子聚合物等絕緣材料耐局部放電能力較差，其長時間擊穿場強要比短時間擊穿場強低很多。設計時應將其工作場強(XLPE的為10kV/mm)選的比局部放電場強低，以保證其壽命。絕緣油發(fā)生局部放電，引起油溫升高而導致油的解裂，并伴有微量氣體產(chǎn)生。另外油放電生成物可能是聚合蠟狀物，可能附著于固體介質(zhì)表面影響散熱，加速固體絕緣的老化。（2）機械影響機械負荷長時間振動短路應力機械應力對絕緣的老化速度有很大的影響。如：機械應力過大會使固體介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生裂紋或氣隙，導致局放，運行經(jīng)驗表明：瓷絕緣子的老化常常是由于機械應力造成（懸式絕緣子最易損壞的地方是靠近鐵塔懸掛點處）。對絕緣子來說，溫度突變也會產(chǎn)生內(nèi)部應力。如：運行中受日照，溫升為20～30℃，突然降雨，瓷表面驟冷，則會在瓷件內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)應力，可能造成開裂。因此，絕緣子瓷件在工廠要經(jīng)過冷熱實驗，要求在70℃的溫差劇變時不發(fā)生開裂。（3）溫度影響

季節(jié)變化長期過負荷熱老化高溫下，電介質(zhì)短時間內(nèi)就能發(fā)生明顯的損壞；即使溫度比短時允許溫度低，但作用時間很長時，絕緣性能也會發(fā)生不可逆的變化。絕緣的溫度越高，老化越快，壽命越短。液體介質(zhì)的熱老化主要表現(xiàn)在油的氧化，油溫越高，則氧化速度越快。油局部過熱會分解出一些能溶于油的微量氣體，這是變壓器油劣化的主要原因。不同介質(zhì)材料的耐熱性能不同。GB11021劃分幾個耐熱等級，規(guī)定相應的最高允許溫度。超過該允許值，介質(zhì)迅速老化，壽命大大縮短。電介質(zhì)的耐熱等級耐熱等級工作溫度(℃)電介質(zhì)O90木材、紙板、棉纖維；聚乙烯；聚氯乙烯；交聯(lián)聚乙烯；天然橡膠A105油性樹脂漆及其漆包線；礦物油及浸入其中的纖維材料E120酚醛樹脂塑料；膠紙板、膠布板；聚酯薄膜；聚乙烯醇縮甲醛漆B130瀝青油漆制成的云母帶、玻璃漆布、玻璃膠布板；聚酯漆；環(huán)氧樹脂F(xiàn)155聚酰亞胺漆及其漆包線；改性硅有機漆及其云母制品及玻璃漆布H180聚酰胺聚酰亞胺漆及其漆包線；硅有機漆及制品；硅橡膠及玻璃漆布C>180聚酰亞胺漆及薄膜；云母；陶瓷；玻璃及其纖維；聚四氟乙烯不同耐熱等級絕緣材料在各種運行溫度下長期運行的壽命熱老化規(guī)律——6度規(guī)則

試驗表明，對于常用的A級絕緣，如油紙絕緣，則溫度每超過6℃，則壽命約縮短一半。

而對于

B、H級絕緣則分別約為10℃及12℃規(guī)則。

水（強極性介質(zhì)、類似于半導體）被吸收到電介質(zhì)內(nèi)部或吸附到電介質(zhì)的表面以后，它能溶解離子類雜質(zhì)或使強極性的物質(zhì)解離，嚴重影響介質(zhì)內(nèi)部或沿面的電氣性能：在外施電壓下，或者在電極間構成通路，或者在高溫下汽化形成“汽橋”而使擊穿電壓顯著降低。

（4）受潮局部電弧水帶絕緣介質(zhì)（5）環(huán)境的影響環(huán)境條件對絕緣的老化也有很大的影響。絕緣油的老化，主要是油的氧化。戶外工作的絕緣應能使耐受日曬