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干货变压器构造及各部件的功用汇总

发布时间:2022/7/25 14:55:15   
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变压器首要由铁芯、绕组、油箱、油枕以及绝缘套管、分接开关温和体继电器等构成,其各部份的功效如下。

铁芯

 

铁芯是变压器的磁路部份;为了消沉铁芯在交变磁通效用下的磁滞和涡流耗费,铁芯采纳厚度为0.35mm或更薄的优良硅钢片叠成。现在厂泛采纳导磁系数高的冷轧晶粒庖代硅钢片,以增加体积和分量,也可俭朴导线和消沉导线电阻所引发的发烧耗费。   

铁芯包罗铁芯柱和铁轭两部份。铁芯柱上套绕组,铁轭将铁芯柱延续起来,使之构成紧闭磁路。依据绕组在铁芯中的安顿方法,变压器又分为铁芯式和铁壳式(或简称芯式和壳式)两种。

  

单相二铁芯柱。此类变压器有两个铁芯柱,用上、下两个铁轭将铁芯柱延续起来,构成紧闭磁路。两个铁芯柱上都套有高压绕组和低压绕组。时常,将低压绕组放在内侧,即挨近铁芯,而把高压绕组放在外侧,如此易于吻合绝缘品级请求。   

铁芯式三相变压器有三相三铁芯柱式和三相五铁芯柱式两种布局。三相五铁芯柱式(或称三相五柱式)也称三相三铁芯柱旁轭式,它是在三相三铁芯柱(或称三相三柱式)外侧加两个旁轭(没有绕组的铁芯)而构成,但其上、下铁轭的截面和高度比平凡三相三柱式的小。进而消沉了统统变压器的高度。   

三相三铁芯柱是将三相的三个绕组别离放在三个铁芯柱上,三个铁芯柱也由上、下两个铁轭将芯柱延续起来,构成紧闭磁路。绕组的安顿方法同单相变压器同样。三相五铁芯柱,它与三相铁芯相对比,在铁芯柱的左右双侧多了两个分支铁芯柱,成为旁扼。各电压级的绕组别离按相套在中央三个铁芯柱上,而旁轭没有绕组,如此就构成了三相五铁芯柱变压器。   

由于三相五柱式铁芯各相磁通可经旁轭而紧闭,故三相磁路可看做是彼此自力的,而不像平凡三相三柱式变压器各相磁路彼此有关。于是当有差错称负载时,各相零序电流构成的零序磁通可经旁轭而紧闭,故其零序励磁阻抗与对称运行时励磁阻抗(正序)相等。   

中、小容量的三相变压器都采纳三相三柱式。大容量三相变压器.常受输送高度束缚,多采纳三相五柱式。   

铁壳式单相变压工具备一此重心铁芯柱和两个分支铁芯柱(也称旁轭),重心铁芯柱的宽度为两个分支铁芯柱宽度之和。统统绕组放在重心铁芯柱上,两个分支铁芯柱似乎“外壳”似的环抱在绕组的外侧,于是有壳式变压器之称。偶尔亦称其为单相三柱式变压器。   

铁壳式三相变压器,其铁芯能够看做由三个自力的单相壳式变压器并排放在一同而构成。   

芯式变压器布局对比容易,高压绕组与铁芯的间隔较远,绝缘轻易责罚。壳式变压器的布局对比巩固,建造工艺对比繁杂,高压绕组与铁芯柱的间隔较近,绝缘责罚较困苦。壳式布局易于巩固对绕组的机器撑持,使其能继承较大的电磁力,尤其实用于经历大电流的变压器。壳式布局也用于大容量电力变压器。

在大容质变压器中,为了使铁芯耗费发出的热量能被绝缘油在轮回时充足地带走,进而抵达卓越的冷却结果,时常在铁芯中设有冷却油道。冷却油道的方位能够做成与硅钢片的平面平行或笔直。

绕组

绕组在铁芯上彼此间的安顿模式

变压器的绕组,按其高压绕组和低压绕组在铁芯上的安顿,有两种根基模式:齐心式和交叠式。齐心式绕组,高压绕组和低压绕组均做成圆筒形,但圆筒的直径不同,尔后同轴心肠套在铁芯柱上。交叠绕组,又称为饼式绕组,其高压绕组和低压绕组各分为几许线饼,顺着铁芯柱的高度交叉摆列着。交叠绕组多用于壳式变压器。   

芯式变压器普遍都采纳齐心式绕组。时常低压绕组装得挨近铁芯,高压绕组则套在低压绕组的表面,低压绕组与高压绕组之间以及低压绕组与铁芯之间都留有必定的绝缘空隙和散热油道,并用绝缘纸筒隔绝。   

齐心式绕组依据绕制特征又可分为圆筒式、螺旋式、延续式和纠结式等几种型式。

圆筒式绕组

 

圆筒式绕组是最容易的一种绕组,它是用绝缘导线沿铁芯高度方位延续绕制,绕制完第一层后.垫表层间绝缘纸再绕第二层。这类绕组普遍用于小容质变压器的低压绕组。

螺旋式绕组

  

上述圆筒式绕组理论上也是螺旋式的,不过这边所讲的螺旋式绕组,每匝并联的导线数较多,是由多杜绝缘扁导线顺着径向并联摆列(一根压一根),尔后沿铁芯柱轴向高度像罗纹同样一匝跟着一匝地绕制而成,一匝就像一个线盘。   

螺旋式绕组当并联导线太多时,就把并联导线分红两排,绕成双螺旋式绕组。为了减小导线中的附加耗费,绕制螺旋式绕组时,并联导线要施行换位。这类绕组普遍为三相容量在kVA以L、电压在35kV如下的大电流绕组。

延续式绕组

延续式绕组是用扁导线延续绕制成几许线盘(也称线饼)构成,相邻线盘间的延续是瓜代地在绕组的内侧和外侧,都用绕制绕组的导线当然延续,没有任何磋议。这类绕组运用局限较大,普遍用于三相容量为kVA以上、电压为3~kV的绕组。

纠结式绕组

 

纠结式绕组的形状与延续式相仿,首要不同的是,延续式绕组的每个线盘中电气上相邻的线匝是挨次摆列的,而纠结式绕组电气上相邻的线匝之间插入了绕组中的另一线匝,以便理论相邻的匝间电位差增大。纠结式绕组焊头多、绕制费时。采纳纠结式绕组的宗旨是为了添加绕组的纵向电容,以便在过电压时,肇端电压对比平匀地散布于各线匝之间。纠结式绕组普遍用于电压在kV以上的高压绕组。   

绕组是变压器运行时的首要发烧部件,为了使绕组灵验地散热,除绕组纵向内、外侧设有油道外,对双层圆筒形绕组,在其内、外层之间,多用绝缘的撑条隔绝,以构成纵向油道;对线饼式绕组,比如螺旋式、延续式、纠结式等绕组,每两个线饼之间也用绝缘板条隔绝,构成横向油道。纵向和横向油道是彼此疏通的。

绕组布局型式平凡变压器绕组布局型式

变压器按其每相绕组数分,有双绕组、三绕组或更多绕组的型式。三绕组变压器在每个铁芯柱上齐心摆列着三个绕组,即高压绕组、中压绕组、低压绕组。升压变压器罕用于功率流向由低压绕组传递到高压电网和中压电网,其绕组安顿为中压绕组挨近铁芯,高压绕组在最外层,低压绕组处于中压绕组与高压绕组之间。降压变压器布局为低压绕组挨近铁芯,中压绕组处于低压绕组与高压绕组之间,高压绕组仍放在最外层,罕用于功率流向由高压传递至中压和低压。

MW机组的启动兼备用变压器,当高压和两级中压(17.5kV与3kV)绕组均为Y接线时,为供应变压器三次谐波电通行路,保证主磁通逼近于正弦波,改良电动势的波形,常在该变压器上设有第四个Δ接线的绕组,即成为四绕组的变压器。

分解变压器绕组布局型式

大容量机组(单机MW及以上)的厂用电系统,当只采纳6kV甲第厂用高压时,为安好起见,首要厂用负荷需由两路供电而配置两段母线,这时时采纳分解低压绕组变压器,简称分解变压器。它有一个高压绕组和两个低压绕组,两个低压绕组称为分解绕组。理论上这类变压器是一种特别布局的三绕组变压器。   

分解绕组变压器的布局特征是,绕组在铁芯上的安顿应满意两个请求:①两个低压分解绕组之间应有较大的短路阻抗:②每—分解绕组与高压绕组之间的短路阻抗应较小,且应相等。

自耦变压器绕组布局型式

自耦变压器常在某些大型发电厂、变电所中运用,用于延续电压级差不大的两个高压统。

自耦变压器的劳动道理与平凡变压器有所不同。自耦变压器的两个绕组之间不单有磁的联络,并且尚有电路上的直接联络。高压绕组由民众绕组(低压绕组)和串连绕组构成。经历自耦变压器传输的功率也由两部份构成,一部份是经历串连绕组由电路直接传输,另一部份经历民众绕组由电磁感受传输。   

为了消除三次谐波,以及减小自耦变压器的零序阻抗以波动中性点电位,在三相自耦变压器中,除民众绕组和串连绕组外,普遍还增没了一个接成三角形的第三绕组。第三绕组与民众绕组、串连绕组之间惟独磁的联络,没有电路上的直接联络。   

自耦变压器第三绕组时常制成低压6~35kV,除用于消除三次谐波外.还可用于对左近地区供电,或许用于延续调相机或弥补电容器等。

油箱

油浸式变压器的器身(绕组及铁芯)都装在充足变压器油的油箱中,油箱用钢板焊成。中、袖珍变压器的油箱由箱壳和箱盖构成,变压器的器身就放在箱壳内,将箱盖翻开便可吊出器身施行捡修。大、中型变压器,由于器身硕大和笨重,起吊器身不便,都做成箱壳可吊起的布局。这类箱壳好一只钟罩,当器身要检验时,吊去较轻的箱壳,即上节油箱,器身便统统败展现来了。   

大容质变压器的油箱普及采纳全紧闭布局,即主油箱与油箱顶部钢板之偶尔上节油箱与下节油箱之间都采纳焊接焊死,不欺诈密封垫,以防备密封不可靠。为便于检验,在恰当部位开有入孔门或手孔门。

油枕

油枕又叫储油柜,是一种油爱护安装,它是山钢板做成的圆桶描述器,水准安置在变压器油箱关上,用屈曲联管与油箱延续。油枕的一端装有一个油位计(油标管),从油位计中能够看守油位的改变。油枕的容积普遍为变压邪油箱所装油体积的8%~10%。

当变压器油的体积跟着油的温度膨胀或增加时,油枕起着储油及补油的效用,进而保证油箱内充足油。同时由于装了油枕,使变压器油增加了与空气的来往面,增加了油的劣化速率。

大型变压器罕用密封式油枕,有如下两种布局。

隔阂式油枕

隔阂式油枕采纳薄膜(隔阂)使油与大气分隔。油枕为水准圆柱体,在中分面的法兰夹着一层薄膜,把油枕内部空间分隔成上、下两部份,薄膜如下是变压器油,薄膜以上是空气。薄膜的材料是尼龙布上遮蔽着腈基丁二烯橡胶,具备极低的透气性和较高的抗油性及低温适应性(—43℃)。薄膜寿命在60℃油温启动薄膜10万次后仍平常。油枕的油箱能继承全真空,于是在油枕安置好后,仍能实现真空注油。薄膜的空气侧接有一个呼吸器与大气连通。

胶囊式油枕

胶囊式油枕是在油枕内油的表面上侧空间欺诈一个合成橡胶制的容器,橡胶容器内无油,而油枕内的此外空间都充足变压器油。橡胶容器的形态使之能经历其形态改变适应油的热胀冷缩引发的油位改变。由于该橡胶容器是由有精良的耐油性和耐天气效用、机器强度高的腈系橡胶制成,是以该安装在永久运行中有充沛的牢固性。在橡胶容器内,空气经历吸湿过滤式呼吸器与外界空气沟通,以防备容器蜕变.并在橡胶容器内一直保持大气压。别的,由于橡胶容器底部被制构成与那时油量符合的水准状,是以其底部被油位计请教为油位。

呼吸器

呼吸器又称吸湿器,时常由一管道和玻璃容器构成,内装枯燥剂(硅胶或活性氧化铝)。当油枕内的空气随变压器油的体积膨胀或增加时,排出或吸人的空气都经历呼吸器,呼吸器内的于燥剂摄取空气中的水份,对空气起过滤效用,进而保持油的干净。浸有氯化钻的硅胶,其颗粒在于燥时是蓝色的,然而跟着硅胶摄取水份逼近饱和时,粒状硅胶就变化为粉白色或赤色,据此可决断硅胶是不是已做废。受潮后的硅胶可经历加热烘干而复活,当硅胶颗粒的颜色变为钴蓝色时,复活劳动就实现了。

压力释放安装

压力释放安装在爱护电力变压器方面起首要效用。充有变压器油的电力变压器,若是内部涌现阻碍或短路,电弧放电就会在转瞬使油汽化,致使油箱内压力极快抬高。若是不能极快释放该压力,油箱就会分解,将易燃油放射到很大的地区内,或许引发失火,构成更大摧残,于是必定采纳法子防备这类境况产生。压力释放安装有防爆管和压力释放器两种,防爆管用于袖珍变压器,压力释放器用于大、中型变压器。

防爆管(又称喷油管)

防爆管装于变压器的顶关上,喇叭形的管子与油枕或大气延续,管口由薄膜封住。当变压器内部有阻碍时,油温抬高,油猛烈分解构成洪量气体,使油箱内压力剧增。当油箱内压力抬高至Pa时,防爆管薄膜击碎,油及气体由管口喷出,防备变压器的油箱爆炸或变形。

压力释放器

压力释放器与防爆管比拟,具备开启压力过错小、推迟光阴短(仅2ms)、遏制温度高、能反复行为欺诈等好处,故被普及运用于大、中型变压器上。

压力释放器也称减压器,它装在变压器油箱顶关上,相仿汽锅安好阀。当油箱内压力超越章程值时,压力释放器密封门(阀门)被顶开,气体排出,压力减小后,密封门靠弹簧压力又自行阻塞。可在压力释放罪投入前或检验时将其拆下来测定和校对其行为压力。

压力释放器行为压力的调动,必定与气体继电器行为流速的整定相调解。如压力释放器的行为压力太低,或许会使油箱内压力释放过快而致负气体继电器拒动,增添变压器阻碍局限。

它欺诈一个可调动的弹簧压住阀盘(盘状门),当油箱内部的压力高于弹簧压力时,阀盖被顶起,即排气阀翻开。平常形态下,油箱内压力效用到阀盘上的总推力是阀盘内密封环(直径较小)的总面积上的压力。一旦阀盘起座(顶起),效用在阀盘上的总推力是阀盘外密封环的总画积上的压力,阀盘起座力更大。于是,一旦阀盘起座,就可以在几毫秒以内抵达全开。   

罩盖中装有编号颜色鲜明的行为请教器,阀盘翻开时,将行为请教器上端推至展现罩外,并欺诈请教器套管的环将其保持在开启场所,在较遥远仍明晰看来,示意它已行为。该请教器只能手动复位,法子是将其推至落在阀盘上。压力释放器行为后,其触点行为,此触点能够与气体继电器跳闸触点并联,效用于变压器跳闸,以防备压力释放器行为将压力释放此后负气体继电器拒动而发不出跳闸号令。   

压力释放器安置在油箱关上部,普遍还接有一段抬高管使释放器的高度即是油枕的高度,以消除平常境况下油压静压差。

散热器(又称为冷却器、散热翅)

散热器模式有瓦楞形、扇形、圆形、排管等,散热面积越大,散热的结果就越好。当变压器表层油温与下部油温构成温差时,经历散热器构成油的对流,经散热器冷却后流回油箱,起到消沉变压器温度的效用。为提升变压器的冷却结果,可采纳风冷、欺压风冷和强油水冷等法子。

绝缘套管

变压器绕组的引出线从箱内穿过油箱引出时,必定经历绝缘套臂,以使带电的引线绝缘。绝缘套管首要由重心导电杆和瓷套构成。导电杆在油箱内的一端与绕组延续,在表面的—端与内路线延续。   

绝缘套管的布局首要取决于电压品级。电压低的普遍采纳容易的实心瓷套管。电压较高时,为了巩固绝缘能耐,在瓷套和导电杆间留有一路充油层,这类套臂称为充油套管,电压在kV以上,采纳电容式充油套管,简称为电容式套管。电容式套管除了在瓷套内腔中充油外,在重心导电杆(空腹铜管)与法兰之间,尚有电容式绝缘体包着导电杆,做法兰与导电杆之间的主绝缘。

分接开关(又称切换器)

分接开关是调动变压比的安装。双绕组变压器的一次绕组及三绕组变压器的一、二次绕组普遍有3个、5个、7个或19个分头场所。分磋议的中央分头为额定电压的场所。3个分磋议的相邻分头电压出入5%,多个分头的相邻分头电压出入2.5%或1.25%。操纵部份装于变压器顶部,经传动杆伸人变压器的油箱。依据系统运行的须要,依据请教的记号,来抉择分磋议的场所。   

变压器的调压安装分为无载调压和有载调压两种方法。无载分接开关,是在不带电境况下切换,其布局筒单。有载分接开关,是在不断电境况下切换,为了在切换进程中不致构成两切换抽头间线匝短路,必定接人一个过渡电路,时常欺诈一个电阻或电抗跨接在切换器的两抽头之间做为过渡。于是,有载分接开关包罗过渡电路.布局较繁杂.但其切换分磋议可在带负荷下施行,故在电力系统中被普及采纳。

气体继电器(又称瓦斯继电器)

气体继电器是变压器的首要爱护设备,它能够响应变压器内部的各式阻碍及反常运行境况,如油位降落、绝缘击穿、铁芯、绕组等受潮、发烧或放电阻碍等,且功做智慧飞快,布局连线容易,保护检验便利。   

气体继电器装设于变压器油箱与油枕之间的连管上,继电器上的箭头方位应指向油枕,并请求有1%~1.5%的安置坡度,以保证变压器内部阻碍时所构成的气体能告成地流向气体继电器。   

气体继电器按爱护目标分为用于变压器本质爱护和用于有载调压变压器闸箱爱护两种范例。   

现在QJ1—80型挡板式气体继电器罕用于变压器本质爱护。当变压器内部涌现轻细阻碍时,则因油分解而构成的气体聚合于继电器上部,当气体总量抵达~cm3时,继电器内轻瓦斯触点接通发出报警记号。若是变压器内部阻碍严峻,则涌现猛烈的油气流,激动继电器内挡板,使重瓦斯触点紧闭,接通开关跳闸电路,堵截变压器电源。   

QJ1—50型挡板式气体继电器罕用于有载分接开关闸箱(附加油箱)爱护。该闸箱与主油箱不连通,内装有载调压开关。气体继电器若具备一双触点时,直接效用于跳闸。若具备两对触点时,则是轻、重瓦斯各用一双,别离效用于报警和跳闸。   

浮子式气体继电器建造厂已中止临盆。   

除了挡板式瓦斯继电器外,某些大型发电厂主变压器上还装有一种名为皮托管式瓦斯继电器,其构造道理与普遍的瓦斯继电器不同,它能防备由于地动而引发的误行为。其特征是,响应重瓦斯行为的是欺诈皮托管”道理,即衡量油流的动压和静压,将动压和静压引到一个膜盒的双侧,当压力差抵达整定值时,膜盒变形,动员微动开关,发出跳闸脉冲。于是,它响应流速,不响应振荡。而响应轻瓦斯部份的道理及布局,则与普遍瓦斯继电器不异。

  

安置在地动裂度为七级及以上的地区的变压器,应装用防震型气体继电器。

净油器(又称温差过滤器)

净油器是一个充足吸附剂(硅胶或活性氧化铝)的容器,它安置在变压器油箱的侧壁或强油冷却器的下部。在变压器运行时,由于上、下油层之间的温差,变压器油从上向下经历净抽器构成对流。油与吸附剂来往,此中的水份、酸和氧化物等被摄取,使油质干净,拉长油的欺诈寿命。当欺诈硅胶时,其原料为变压器油原料的1%;用活性氧化铝时,其原料为变压器油原料的0.5%。

绝缘

变压器的内部绝因缘主绝缘和纵向绝缘两大部份。主绝缘是指绕组对地之间、相间和统一相而不同电压品级的绕组之间的绝缘,主绝缘首要采纳油—隔板绝缘布局,这类布局时常采纳加遮蔽层、包绝缘层及隔板油隙构成;纵向绝缘是指统一电压品级的一个绕组,其不同部位之间,比如层问、匝间、绕组与静电屏之间的绝缘。

起源:电力老手同盟◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆

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