變壓器的基本結(jié)構(gòu)及主要部件

1、電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)及主要部件,MR. HERBERT,2016年7月,目 錄,變壓器在電力系統(tǒng)中的作用常用變壓器的種類電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)電力變壓器的主要部件及作用電力變壓器部件安裝質(zhì)量標準,變壓器在電力系統(tǒng)中的作用（一）,變壓器在電力系統(tǒng)中主要作用是變換電壓，以利于功率的傳輸。2.升高電壓可以減少線路損耗，提高送電的經(jīng)濟性，達到遠距離送電的目的。3.降低電壓，把高電壓變?yōu)橛脩羲枰母骷壥褂秒妷?，滿足用戶需要

2、。,變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，它利用電磁感應(yīng)原理將一種電壓等級的交流電能轉(zhuǎn)變成另一種電壓等級的交流電能。,變壓器在電力系統(tǒng)中的作用（二）,常用變壓器的分類（一）,常用變壓器的分類,A：按相數(shù)分：單相變壓器：用于單相負荷和 三相變壓器組。三相變壓器：用于三相系統(tǒng)的升、降電壓。,常用變壓器的分類（二）,B：按冷卻方式分：干式變壓器：依靠空氣對流進行冷卻。油浸式變壓器：依靠油作冷卻介質(zhì)，如油浸

3、自冷、油浸風冷、油浸水冷、強迫油循環(huán)風冷等。,常用變壓器的分類（三）,C：按用途分電力變壓器：用于輸配電系統(tǒng)的升、降電壓。儀用變壓器：如電壓互感器、電流互感器、用于測量儀 表和繼電保護裝置。試驗變壓器：能產(chǎn)生所需電壓，對電氣設(shè)備進行試驗。特種變壓器：如電爐變壓器、整流變壓器、調(diào)整變壓器等。,常用變壓器的分類（四）,D：按繞組形式分：雙繞組變壓器：用于連接電力系統(tǒng)中的兩個電壓等級。三繞組變壓器：一般

4、用于電力系統(tǒng)區(qū)域變電站中，連接 三個電壓等級。自耦變電壓：用于連接不同電壓的電力系統(tǒng)。也可做為 普通的升壓或降后變壓器用。,各種變壓器圖片（一）,試驗變壓器,三相三繞組變壓器,大型整流變,各種變壓器圖片（二）,特殊類型變壓器,電壓互感器,鉗形電流表,交流電焊機,電流互感器,電力變壓器的基本結(jié)構(gòu),,變壓器（油浸式）,,,,電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)圖,變壓器的主要部件 -- 鐵芯,1

5、.鐵芯 鐵芯是變壓器最基本的組成部件之一，是變壓器的磁路部分，變壓器的一、二次繞組都在鐵芯上，為提高磁路導磁系數(shù)和降低鐵芯內(nèi)渦流損耗，鐵芯通常用0.35毫米，表面絕緣的硅鋼片制成。鐵芯分鐵芯柱和鐵軛兩部分，鐵芯柱上套繞組，鐵軛將鐵芯連接起來，使之形成閉合磁路。 為防止運行中變壓器鐵芯、夾件、壓圈等金屬部件感應(yīng)懸浮電位過高而造成放電，這些部件均需單點接地。為了方便試驗和故障查找，大型變壓器一般將鐵芯和夾件分別通過兩個套管引

6、出接地。,變壓器的主要部件 -- 繞組,2.繞組 繞組也是變壓器的最基本的部件之一。它是變壓器的電路部分，一般用絕緣紙包裹的銅線或者鋁線繞成。接到高壓電網(wǎng)的繞組為高壓繞組，接到低壓電網(wǎng)的繞組為低壓繞組。,大型電力變壓器采用同心式繞組。它是將高、低壓繞組同心地套在鐵芯柱上。通常低壓繞組靠近鐵芯，高壓繞組在外側(cè)。這主要是從絕緣要求容易滿足和便于引出高壓分接開關(guān)來考慮的。變壓器高壓繞組常采用連續(xù)式結(jié)構(gòu)，繞組的盤(餅)和盤(餅)之間有橫

7、向油道，起絕緣、冷卻、散熱作用。,變壓器的主要部件 --絕緣材料,3.絕緣材料及結(jié)構(gòu) 變壓器的絕緣材料主要是電瓷、電工層壓木板及絕緣紙板。變壓器絕緣結(jié)構(gòu)分為外絕緣和內(nèi)絕緣兩種：外絕緣指的是油箱外部的絕緣，主要是一次、二次繞組引出線的瓷套管，它構(gòu)成了相與相之間和相對地的絕緣；內(nèi)絕緣指的是油箱內(nèi)部的絕緣，主要是繞組絕緣和內(nèi)部引線的絕緣以及分接開關(guān)的絕緣等。 繞組絕緣又可分為主絕緣和縱絕緣兩種。主絕緣指的是繞組與繞組之間、繞組

8、與鐵心及油箱之間的絕緣；縱絕緣指的是同一繞組匝間以及層間的絕緣。,電工層壓木板,絕緣紙板,電瓷,變壓器的主要部件 --分接開關(guān),4.分接開關(guān)（調(diào)壓裝置） 變壓器的調(diào)壓方式分無載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。需停電后才能調(diào)整分接頭電壓的稱無載調(diào)壓；可以帶電調(diào)整分接頭電壓的稱有載調(diào)壓。 分接開關(guān)的作用是：保證電網(wǎng)電壓在合理范圍內(nèi)變動。分接開關(guān)一般從高壓繞組中抽頭，因為高壓側(cè)電流小，引線截面積及分接開關(guān)的接觸面可以減小，減少了分接開關(guān)的

9、體積。,變壓器的主要部件 –無載分接開關(guān),4.1.無載分接開關(guān) 無載分接開關(guān)又稱無勵磁分接開關(guān)，一般設(shè)有3到5個分接位置。操作部分裝于變壓器頂部，經(jīng)操作桿與分接開關(guān)轉(zhuǎn)軸連接。 切換分接開關(guān)注意事項：1.切換前應(yīng)將變壓器停電，做好安全措施；2.三相必須同時切換，且處于同一檔位置；3.切換時應(yīng)來回多切換幾次，最后切到所需檔位，防止由于氧化膜影響接觸效果；4.切換后須測量三相直流電阻。,,變壓器的主要部件--有載分接開關(guān),4.

10、2.有載分接開關(guān) 有載分接開關(guān)由選擇開關(guān)、切換開關(guān)及操作機構(gòu)等部分組成，供變壓器在帶負荷情況下調(diào)整電壓。有載調(diào)壓分接開關(guān)上部是切換開關(guān)，下部是選擇開關(guān)。變換分接頭時，選擇開關(guān)的觸頭是在沒有電流通過的情況下動作；切換開關(guān)的觸頭是在通過電流下動作，經(jīng)過一個過渡電阻過渡，從一個檔轉(zhuǎn)換至另一個檔位。切換開關(guān)和過渡電阻器裝在絕緣筒內(nèi)。,變壓器的主要部件 --有載分接開關(guān),操作機構(gòu)經(jīng)過垂直軸、齒輪盒和絕緣水平軸與有載調(diào)壓開關(guān)相連接，這樣

11、就可以從外部操作有載調(diào)壓開關(guān)。有載調(diào)壓分接開關(guān)有單獨的安全保護裝置，包括儲油柜、安全氣道和氣體繼電器。,變壓器的主要部件 -- 油箱,5.油箱 油箱是油浸式變壓器的外殼，變壓器的鐵芯和繞組置于油箱內(nèi)，箱內(nèi)注滿變壓器油。常見油箱有兩種類型：1.箱式油箱：一般用于中小型變壓器2.鐘罩式油箱：用于大型變壓器。 變壓器油的作用就是絕緣和冷卻。為防止變壓器油的老化，必須采取措施，防止油受潮，減少與空氣的接觸。25#油：25#指變

12、壓器油的凝固點是零 下25攝氏度。,變壓器的主要部件 --油箱,變壓器大修,變壓器的主要部件 -- 儲油柜（1）,6.儲油柜 儲油柜也稱作油枕，有常規(guī)油枕和波紋油枕之分，當變壓器油的體積隨油溫的升降而膨脹或縮小時，油枕就起著儲油和補油的作用，以保證油箱內(nèi)始終充滿油。油枕的體積一般為變壓器總油量的8%～10%左右。常規(guī)油枕有三種形式：敞開式、隔膜式和膠囊式。大型變壓器為了保證變壓器油的性能，防止油的氧化受潮，一般采用隔膜式和膠囊

13、式，以避免油與空氣直接接觸。油枕上裝有油位計，現(xiàn)在一般采用磁力油位計，變壓器的油位計和變壓器油的溫度相對應(yīng)，用以監(jiān)視變壓器油位的變化。,膠囊式儲油柜,隔膜式儲油柜,變壓器的主要部件 -- 儲油柜（2）,敞開式油枕通常使用玻璃管式的油位計，玻璃管旁邊標著刻度，油柜上標著相對應(yīng)的溫度?，F(xiàn)在一般也采用磁力油位計。 波紋油枕采用膨脹器的位置指示作為油位指示。,敞開式儲油柜,波紋膨脹器儲油柜,變壓器的主要部件 -- 儲油柜（3）,儲油柜

14、油位變化示意圖,變壓器油溫與油位指示對應(yīng)位置圖,變壓器的主要部件 -- 呼吸器,,7.呼吸器 呼吸器又叫吸濕器，由油封、容器、干燥劑組成。容器內(nèi)裝有干燥劑（如硅膠）；當油枕內(nèi)的空氣隨著變壓器油體積膨脹或縮小時，排出或吸入的空氣都經(jīng)過呼吸器，呼吸器內(nèi)的干燥劑吸收空氣中的水分，對空氣起過濾作用，從而保障了油枕內(nèi)的空氣干燥而清潔。呼吸器內(nèi)的干燥劑變色超過二分之一時應(yīng)及時更換。 有載開關(guān)油枕的呼吸器干燥劑更需及時更換，原因是油

15、枕屬敞開式油枕，沒有膠囊或者隔膜，呼吸器一旦失去吸潮功能，水分就會直接沿管道進入開關(guān)內(nèi)。波紋油枕沒有呼吸器。,變壓器的主要部件 -- 冷卻裝置,8.冷卻裝置 變壓器運行時產(chǎn)生的銅損、鐵損等損耗都會轉(zhuǎn)變成熱量，使變壓器的有關(guān)部分溫度升高。 變壓器的冷卻方式有：1、油浸自冷式(ONAN)； 2、油浸風冷式(ONAF)； 3、強迫油循環(huán)風冷式(OFAF)； 4、強迫油循環(huán)水冷式(OFWF)； 冷控系統(tǒng)是根據(jù)變壓器運行時

16、的溫度或負荷高低手動或自動控制投入或退出冷卻設(shè)備，從而使變壓器的運行溫度控制在安全范圍。,油浸自冷,強迫油循環(huán)風冷式,油浸風冷,強迫油循環(huán)水冷,變壓器冷卻方式代號含義,變壓器的冷卻方式是由冷卻介質(zhì)和循環(huán)方式?jīng)Q定的。油浸變壓器分為油箱內(nèi)部冷卻和油箱外部冷卻，因此油浸變壓器的冷卻方式是由四個字母代號表示的。 第一個字母：與繞組接觸的冷卻介質(zhì)。 O：礦物油或燃點大于300℃的絕緣液體； K：燃點大于300℃的絕緣液體； L：燃點不可測

17、出的絕緣液體； 第二個字母：內(nèi)部冷卻介質(zhì)的循環(huán)方式。 N：流經(jīng)冷卻設(shè)備和繞組內(nèi)部的油流是自然的熱對流循環(huán)； F：冷卻設(shè)備中的油流是強迫循環(huán)，流經(jīng)繞組內(nèi)部的油流是熱對流循環(huán)； D：冷卻設(shè)備中的油流是強迫循環(huán)，在主要繞組內(nèi)的油流是強迫導向循環(huán)第三個字母：外部冷卻介質(zhì)。 A：空氣； W：水 第四個字母：外部冷卻介質(zhì)的循環(huán)方式。 N：自然對流； F：強迫循環(huán)（風扇、泵等）,變壓器的主要部件 – 油流繼電器,9.油流繼電

18、器 油流繼電器是檢測潛油泵工作狀態(tài)的部件，安裝在油泵管路上。當油泵正常工作時，在油流的作用下，繼電器安裝在管道內(nèi)部的擋板發(fā)生偏轉(zhuǎn),帶動指針指向油流流動側(cè)，同時內(nèi)部接點閉合，發(fā)出運行信號；當油泵發(fā)生故障停止或出力不足時,擋板沒有偏轉(zhuǎn)或偏轉(zhuǎn)角度不夠,指針偏向停止側(cè),點接通,跳開相應(yīng)不出力的故障油泵,從而啟動備用冷卻器,發(fā)信號。,10.壓力釋放器（閥） 壓力釋放器裝于變壓器的頂部。變壓器一旦出現(xiàn)故障，油箱內(nèi)壓力增加到一定

19、數(shù)值時，壓力釋放器動作，釋放油箱內(nèi)壓力，從而保護了油箱本身。在壓力釋放過程中，微動開關(guān)動作，發(fā)出報警信號，也可使其接通跳閘回路，跳開變壓器電源開關(guān)。此時，壓力釋放器動作，標志桿升起，并突出護蓋，表明壓力釋放器已經(jīng)動作。當排除故障后，投入運行前，應(yīng)手動將標志桿和微動開關(guān)復(fù)歸。壓力釋放器動作壓力有15、25、35、55kPa等各種規(guī)格，根據(jù)變壓器設(shè)計參數(shù)選擇。,變壓器的主要部件 -- 壓力釋放器,安裝結(jié)束拆掉,變壓器的主要部件 – 防爆管,

20、早期變壓器安裝的是一種防爆管，作用相當于變壓器壓力釋放閥，同樣起到安全閥的作用。 防爆膜一般用玻璃制作，中間用玻璃刀劃十字，降低玻璃機械強度，使其在設(shè)定壓力下正確動作。,11.電流互感器 俗稱升高座，既支撐和固定套管，內(nèi)部還裝入套管式電流互感器，供繼電保護和電氣儀表用。,變壓器的主要部件 -- 電流互感器,變壓器的主要部件 – 氣體繼電器,12.氣體繼電器 氣體繼電器也稱瓦斯繼電器，它是變壓器的主要保護裝置

21、，安裝在變壓器油箱與儲油柜的連接管上。有1%-1.5%的傾斜角度，以使氣體能流到瓦斯繼電器內(nèi)，當變壓器內(nèi)部故障時，由于油的分解產(chǎn)生的油氣流，沖擊繼電器下?lián)醢?，使接點閉合，跳開變壓器各側(cè)斷路器。若空氣進入變壓器或內(nèi)部有輕微故障時，可使繼電器上接點動作，發(fā)出預(yù)報信號，通知相關(guān)人員處理。瓦斯繼電器上部裝有試驗及恢復(fù)按鈕和放氣閥門。 瓦斯繼電器上部有引出線，分別接入跳閘保護及信號。瓦斯應(yīng)有防雨罩，防止進水。瓦斯繼電器應(yīng)定期進行動作和絕緣校驗。,

22、取氣盒,變壓器的主要部件 – 氣體繼電器結(jié)構(gòu),雙浮子瓦斯繼電器,開口杯瓦斯繼電器,開口杯,干簧管,干簧管,擋板磁鐵,擋板,開口杯磁鐵,變壓器的主要部件 – 氣體繼電器動作原理,,,,變壓器的主要部件 – 溫度計,13.溫度計 溫度計由溫包、導管和壓力計組成。將溫包插入箱蓋上注有油的安裝座中，使油的溫度能均勻地傳到溫包，溫包中的氣體隨溫度變化而脹縮，產(chǎn)生壓力，使壓力計指針轉(zhuǎn)動，指示溫度。 變壓器還安裝有PT100（銅鉑合金）

23、的電阻，該電阻阻值隨溫度呈線性變化，可以在控制室觀察變壓器溫度。變壓器的溫度計除指示變壓器上層油溫和繞組溫度以外，另一個作用是作為控制回路的硬接點啟動或退出冷卻器、發(fā)出溫度過高的告警信號。,變壓器的主要部件 -- 絕緣套管,14.絕緣套管 變壓器繞組的引出線從油箱內(nèi)穿過油箱蓋時，必須經(jīng)過絕緣套管，以使帶電的引出線與接地的油箱絕緣。絕緣套管一般是瓷制的，它的結(jié)構(gòu)取決于它的電壓等級。 10kV以下的為單瓷制絕緣套管，瓷套內(nèi)為