变压器铁心结构及有载开关切换讲解_secret

1、1.1.2 机械性能变压器运行中，电力系统发生短路，大的短路电流将穿越变压器绕组，短路电流与绕组的漏磁通相互作用，产生很的的电磁力，如图11所示。按左手定则（左手伸开，磁场正方向从掌心正面穿过，四指的指向为电流正方向，拇指的指向即为电动力的方向），轴向漏磁通与绕组中的电流产生径向力Fr1和Fr2；端部径向漏磁通则产生轴向力Fa1和Fa2。变压器各部件，应能承受住这些机械力的作用。变压器经受外部短路时，内线圈受压力，容易失稳，是变压器机械强度最薄弱的环节。变压器内线圈抗短路强度的内容，详见附件1。巨大的短路电流发热，既可能直接损伤变压器导线的固体绝缘，也可能降低导线的机械强度，导致热和电动力的破

2、坏。电抗器不流过电力系统的短路电流，但其固有漏磁通导致的机械图11 外部短路时变压器绕组的受力1.2.1 变压器铁心变压器铁心,通常由导磁性能号，损耗低的硅钢片叠成。硅钢片间有绝缘，减小其涡流损耗。芯式变压器的铁心如图12所示，（a）单相双柱式；（b）三相三柱式；（c）单相单柱旁轭式；（d）三相三柱式；（e）单相双框式；（f）三相双框式。为了降低变压器的运输高度，单相和三相变压器铁心可分别做成单相三（四）柱和三相五柱式。图12 芯式变压器铁心的主要结构型式大型单相或三相变压器也有采用壳式，其铁心和线圈布置如图13所示。壳式变压器的铁心硅钢片是水平叠装，片状线圈垂直排列。大型三相共体壳式变压器的

3、铁心，也做成三相五柱式，两个旁柱的铁心截面积减小，省材料，降低损耗。高压和低压绕组的片状线圈交错排列，如图14所示。大型壳式变压器具有省材料，空载损耗低和抗短路性能好等优点。近年来，500kV变压器的油流放电故障多发生在壳式变压器，因此有的电力公司已限制壳式变压器不采用强迫油循环的冷却方式。 图13 壳式变压器的铁心和线圈 图14 三相壳式变压器的线圈排列1.2.6 变压器有载分接开关 在变压器带负荷运行时，变换绕组的分接位置，对于电压质量高的场合，十分有用。运行中变压器绕组变换分接位置时，分接开关不仅要流过负荷电流，还会出现不同分接位置间的环流。为此，采用快速切换电阻，限制这些电流的方法，以

4、迅速灭弧。有载调压开关的动作原理如图114所示。 图114 有载调压分接开关动作示意 图114中，动触点D及A、K1、K2、K3、K4、B触点和电阻R1、R2组成切换开关，完成快速切换电阻、限流灭弧的功能；XK1和XK2触点以及对应绕组各调压分接位置1、2、3、4、5触点，完成选择分接位置的功能。此外，还有极性变换开关，变换调压绕组的极性，在图114中未标出。图（a），绕组运行在分接3的位置，负荷电流流经触点A；图（b），绕组分接位置欲从3变换为2，选择开关触点XK2运动至2，此时未发生XK2带电流变换位置的现象； 图（c），切换开关开始向右运动，即离开触点A，经K1、K2向K3运动，此时负荷电流流经R1，被限流并使电弧减小；图（d）切换开关短接K2、K3，电阻R1和R2流过负荷电流和分接位置2和3间的环流Ixh ,此时R1和R2仍是限流并使电弧减小的可能，选择开关XK1和XK2触点均有电流流过；图（e），切换开关继续向右移动，离开K2后，负荷电流全部转移至R2和XK2侧；图（f），切换开关最终移至B，完成了分接位置由3向2变换的全部过程。由以上过程看出，选择开关在运动过程中始终无任何电流（包括负荷电流）；切换开关快速运动和限流电阻R1和R2的存在，有利于熄灭电弧，减少触点的寿命损失。切换开关在切换过程中产生电弧