變壓器基礎(chǔ)知識 2

中山ABB變壓器有限公司

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TransformerCo.Ltd.變壓器基本知識變壓器基本知識內(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，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。變壓器基本知識變壓器基本知識變壓器的原理是電磁感應(yīng)原理，是電生磁、磁生電現(xiàn)象的一個具體應(yīng)用。以相同的頻率，在兩個或更多的繞組之間，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。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)電機容量的3倍以上。變壓器基本知識（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。

變壓器基本知識（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，風冷卻（在散熱器上安裝風扇），強迫風冷卻（在前者基礎(chǔ)上還裝有潛油泵，以促進油循環(huán)）。此外，大型變壓器還有采用強迫油循環(huán)風冷卻、強迫油循環(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。變壓器基本知識器身鐵心繞組引線（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）變壓器（三）變壓器結(jié)構(gòu)與器身構(gòu)造

變壓器基本知識220KV3繞組自然油風冷拱頂箱蓋油浸式變壓器油箱

風扇散熱器

儲油柜

套管升高座

有載開關(guān)壓力釋放閥

氣體繼電器

油位計

球閥

變壓器基本知識（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

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，而且擔負著固定引線的作用。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（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，形成一個整體，從而實現(xiàn)油箱的密封。（三）變壓器結(jié)構(gòu)與附件變壓器基本知識片式散熱器6、冷卻裝置冷卻裝置是將變壓器運行中由損耗產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去，以保證變壓器安全運行的裝置。冷卻裝置一般是可拆卸式，不強迫油循環(huán)的稱為散熱器，強迫油循環(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

7、儲油柜（油枕）儲油柜是調(diào)節(jié)變壓器油箱內(nèi)部油量的一個貯油的罐體。它的一個作用是油量調(diào)節(jié)；另一個作用是當油箱失油時，可以在一定程度內(nèi)給油箱補油。貯油柜的2個型式：膠囊式儲油柜波紋式儲油柜膠囊式儲油柜（三）變壓器結(jié)構(gòu)與附件變壓器基本知識8、分接開關(guān)為了穩(wěn)定負荷中心電壓、調(diào)節(jié)負載電流、聯(lián)絡(luò)電網(wǎng)，均需對變壓器進行電壓調(diào)整。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。無勵磁分接開關(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

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

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

11、油位計用于監(jiān)視變壓器的油面高度。磁力式油位計的一種型式是浮球式傳動機構(gòu)，利用油中浮球隨油面上下變化，轉(zhuǎn)換成指針轉(zhuǎn)動。膠囊式儲油柜油位指示結(jié)構(gòu)的表盤安裝在儲油柜的底部。磁力式油位計還帶有刻度標明最低和最高油位報警指示裝置。油位計（三）變壓器結(jié)構(gòu)與附件變壓器基本知識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入儲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13、壓力釋放閥（防爆閥）在變壓器發(fā)生故障時，箱內(nèi)的壓力超過壓力釋放閥彈簧的壓力時，變壓器油可在閥內(nèi)噴出，從而起釋放油箱內(nèi)超常壓力，保護油箱。當油箱內(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。壓力釋放閥在動作時，可發(fā)生動作信號。壓力釋放閥（三）變壓器結(jié)構(gòu)與附件變壓器基本知識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，變壓器中的油在運行時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（四）變壓器型號表示方法的含義

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

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

變壓器基本知識（四）變壓器型號表示方法的含義

變壓器基本知識（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；當變壓器容量因冷卻方式而變更時，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

（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的額定電壓值；二次額定電壓U2N是指當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?shù)姆纸宇^，因為高壓繞組或其單獨調(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（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在變壓器自身阻抗上所產(chǎn)生的電壓損耗（百分值）。用試驗求取的方法為：將變壓器二次側(cè)短路，在一次側(cè)逐漸施加電壓，當二次繞阻通過額定電流時，一次繞阻施加的電壓Uz與額定電壓Un之比的百分數(shù),即：Uz%=Uz/Un×100%。正常運行時，阻抗電壓少一些較好，因為阻抗電壓過大時，會產(chǎn)生過大的電壓降，而在變壓器發(fā)生短路時，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（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)斷開運行時稱為空載運行，這時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勢，因此空載電流可看成也就是勵磁電流。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。空載損耗主要決定于鐵心材質(zhì)的單位損耗。變壓器基本知識（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)字表示兩個繞組的連接組號。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（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)過一段時間后，繞組及鐵芯溫度最終達到穩(wěn)定狀態(tài)，而不再升高，這時繞組和鐵芯繼續(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，對流和輻射來實現(xiàn)的。變壓器的溫升規(guī)定值是以壽命為基礎(chǔ)的，根據(jù)國家標準的規(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，該線以一臺氣動搖擺剪床為主，配以兩臺尖角剪床和一臺圓孔沖床，可以剪切不帶拐的變壓器鐵心的所有片形硅鋼片。采用計算機控制系統(tǒng)控制全線生產(chǎn)。剪切程序存儲在磁盤上，生產(chǎn)數(shù)據(jù)