变压器基础知识 2

中山ABB变压器有限公司

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TransformerCo.Ltd.变压器基本知识变压器基本知识内容一、变压器的基本工作原理和结构二、变压器生产的主要设备三、变压器生产的基本工艺流程（一）变压器的工作原理变压器是基于电磁感应原理而工作的。变压器本体主要由绕组和铁心组成。工作时，绕组是“电”的通路，而铁心则是“磁”的通路，且起绕组骨架的作用。一次侧输入电能后，因其交变故在铁心内产生了交变的磁场（即由电能变成磁场）；由于匝链（穿透），二次绕组的磁力线在不断地交替变化，所以感应出二次电动势，当外电路沟通时，则产生了感生电流，向外输出电能（即由磁场能又转变成电能）。这种“电—磁—电”的转换过程是建立在电磁感应原理基础上而实现的，这种能量转换过程也就是变压器的工作过程。变压器基本知识变压器基本知识变压器的原理是电磁感应原理，是电生磁、磁生电现象的一个具体应用。以相同的频率，在两个或更多的绕组之间，变换交流电压和电流而传输交流电能。

变压器工作原理图

变压器是一种静止的电气设备，属于一种旋转速度为零的电机。电力变压器在系统中工作时，可将电能由它的一次侧经电磁能量的转换传输到二次侧，同时根据输配电的需要将电压升高或降低。故它在电能的生产输送和分配使用的全过程中，作用十分重要。整个电力系统中，变压器的容量通常约为发电机容量的3倍以上。变压器基本知识（二）电力变压器的分类根据电力变压器的用途和结构等特点可分如下几类：（1）按用途分有：升压变压器（使电力从低压升为高压，然后经输电线路向远方输送）；降压变压器（使电力从高压降为低压，再由配电线路对近处或较近处负荷供电）。（2）按相数分有：单相变压器；三相变压器。（3）按绕组分有：单绕组变压器（为两级电压的自耦变压器）；双绕组变压器；三绕组变压器。

变压器基本知识（4）按绕组材料分有：铜线变压器；铝线变压器。（5）按调压方式分有：无载调压变压器；有载调压变压器（6）按冷却介质和冷却方式分有：

a）油浸式变压器。冷却方式一般为自然冷却，风冷却（在散热器上安装风扇），强迫风冷却（在前者基础上还装有潜油泵，以促进油循环）。此外，大型变压器还有采用强迫油循环风冷却、强迫油循环水冷却等。

b）干式变压器。绕组置于气体中（空气或六氟化硫气体），或是浇注环氧树脂绝缘。它们大多在部分配电网内用作配电变压器。目前已可制造到35KV级，其应用前景很广。变压器基本知识器身铁心绕组引线（包括调压装置、引线夹件等）绝缘附件（包括油枕、油门闸阀等）油箱本体油箱冷却装置（包括散热器、风扇、油泵等）保护装置（包括防爆阀、气体继电器、测温元件、呼吸器等）出线装置（包括套管等）变压器（三）变压器结构与器身构造

变压器基本知识220KV3绕组自然油风冷拱顶箱盖油浸式变压器油箱

风扇散热器

储油柜

套管升高座

有载开关压力释放阀

气体继电器

油位计

球阀

变压器基本知识（三）变压器结构与附件

1、铁芯铁芯变压器的磁路部分。是用导磁性能很好的硅钢片叠放组成的闭合磁路，变压器的原线圈和副线圈都绕在铁芯上。三相三柱式叠铁心

（三）变压器结构与附件变压器基本知识

套装在器身上的绕组2、绕组绕组是变压器的电路部分。变压器有原线圈和副线圈，它们是用铜线或铝线绕成圆筒形的多层线圈，绕在铁芯柱上，导线外边采用纸绝缘或纱包绝缘等。（三）变压器结构与附件变压器基本知识3、套管套管是将变压器内部的高、低压引线引到油箱的外部，它不但作为引线对地的绝缘，而且担负着固定引线的作用。套管由带电部分和绝缘部分组成，带电部分结构有导电杆式和穿缆式两种。绝缘部分分为外绝缘和内绝缘，外绝缘有瓷套和硅橡胶两种，内绝缘为变压器油、附加绝缘和电容型绝缘。变压器基本知识（三）变压器结构与附件4、引线引线是将外部的电能输入变压器，又将传输的电能输出变压器。一般分为三种：绕组线端与套管连接的引出线、各相绕组之间的连接引线以及绕组分接头与分接开关相连的分接引线。引线的绝缘主要决定于引线与各部分之间的油间隙距离，而绝缘距离又取决于所连绕组的电压等级的高低。110KV高压引线（三）变压器结构与附件变压器基本知识带磁屏蔽的220KV油箱5、油箱油箱是变压器器身的外壳，具有容纳器身、充注变压器油及散热冷却的作用。变压器油箱的三种结构形式：箱盖式油箱、钟罩式油箱和密封式油箱。

密封式油箱是在器身总装全部完成装入油箱后，它的上下箱沿之间是直接焊接在一起的，形成一个整体，从而实现油箱的密封。（三）变压器结构与附件变压器基本知识片式散热器6、冷却装置冷却装置是将变压器运行中由损耗产生的热量散发出去，以保证变压器安全运行的装置。冷却装置一般是可拆卸式，不强迫油循环的称为散热器，强迫油循环的称为冷却器。为了增加片式散热器的散热效果，变压器采用风冷片式散热器，分为侧吹式、底吹式和混合式三种。冷却器（三）变压器结构与附件变压器基本知识

7、储油柜（油枕）储油柜是调节变压器油箱内部油量的一个贮油的罐体。它的一个作用是油量调节；另一个作用是当油箱失油时，可以在一定程度内给油箱补油。贮油柜的2个型式：胶囊式储油柜波纹式储油柜胶囊式储油柜（三）变压器结构与附件变压器基本知识8、分接开关为了稳定负荷中心电压、调节负载电流、联络电网，均需对变压器进行电压调整。调压方式有无励磁调压和有载调压两种。无励磁调压时，不是变压器二次不带负载，而是把变压器各侧都与电网断开，在变压器无励磁情况下变换绕组的分接头；有载调压时，变压器是在不中断负载的情况下进行变换绕组的分接头。无励磁分接开关只适用于不经常调节或季节性调节的变压器。有载分接开关的电路由过渡电路、选择电路、调压电路等三部分组成。ABBUC型有载分接开关（三）变压器结构与附件变压器基本知识

9、气体继电器（也称瓦斯继电器）它安装在变压器箱盖与储油柜的连管上，作为变压器内部故障的主要安全保护装置。当变压器内部发生故障产生气体或油流时，接通信号或跳闸回路，使有关装置发出信号或使变压器从电网中切除。另外，当油箱漏油且油面降低到气体继电器处时，气体继电器也会接通信号回路。

气体继电器（三）变压器结构与附件变压器基本知识10、温度计按测量温度的部位不同，有测量上层油温的温度计和测量绕组温度的温度计。绕组温度计，为了间接测量变压器绕组最热部分温度。温度计（三）变压器结构与附件变压器基本知识

11、油位计用于监视变压器的油面高度。磁力式油位计的一种型式是浮球式传动机构，利用油中浮球随油面上下变化，转换成指针转动。胶囊式储油柜油位指示结构的表盘安装在储油柜的底部。磁力式油位计还带有刻度标明最低和最高油位报警指示装置。油位计（三）变压器结构与附件变压器基本知识12、吸湿器（也称呼吸器）吸湿器装有颗粒状的硅胶，它是用于清除和干燥由于变压器温度变化而进入储油柜的空气中的水分。呼吸器内的硅胶变色过程：橙色→粉红色→绿色（≥2/3时需更换或干燥吸湿器（三）变压器结构与附件变压器基本知识13、压力释放阀（防爆阀）在变压器发生故障时，箱内的压力超过压力释放阀弹簧的压力时，变压器油可在阀内喷出，从而起释放油箱内超常压力，保护油箱。当油箱内的压力迅速释放掉后，内部压力降低，金属膜盘在弹簧作用下回位，并重新密封油箱。压力释放阀在动作时，可发生动作信号。压力释放阀（三）变压器结构与附件变压器基本知识14、变压器油是石油的一种分镏产物，它的主要成分是烷烃,环烷族饱和烃,芳香族不饱和烃等化合物。变压器油的主要作用：

1，变压器中的油在运行时主要起散热冷却作用；

2，对绕组等起绝缘和绝缘保养作用（保持良好绝缘状态）；

3，变压器油在高压引线处和分接开关接触点起消弧作用，防止电晕和电弧放电的产生。

变压器油样品（三）变压器结构与附件变压器基本知识（四）变压器型号表示方法的含义

SFZ9-50000/110：三相油浸风冷双绕组铜导线有载调压、9系列损耗水平、额定容量50000KVA、高压额定电压等级为110KV的电力变压器。

OSFPSZ-180000/220：自耦三相强迫油循环风冷三绕组铜导线有载调压、额定容量为180000KVA、高压额定电压等级为220KV的电力变压器。

变压器基本知识（四）变压器型号表示方法的含义

变压器基本知识（1）额定容量（SN）

额定容量是制造厂所规定的在额定工作状态（即在额定电压、额定频率、额定使用条件下的工作状态）下变压器输出的视在功率的保证值，以SN表示。额定容量通常是指高压绕组的容量；当变压器容量因冷却方式而变更时，则额定容量是指它的最大容量。（2）额定电流（I1、I2）

变压器一、二次额定电流是指在额定电压和额定环境温度下使变压器各部分不超温的一、二次绕组长期允许通过的线电流，单位以A表示（五）变压器基本参数定义

变压器基本知识

（3）额定电压（UN）

变压器的额定电压就是各绕组的额定电压，是指额定施加的或空载时产生的电压。一次额定电压U1N是指接到变压器一次绕组端点的额定电压值；二次额定电压U2N是指当一次绕组所接的电压为额定值、分接开关放在额定分触头位置上，变压器空载时二次绕组的电压（单位为V或KV）。三相变压器的额定电压指的均是线电压。一般情况下在高压绕组上抽出适当的分接头，因为高压绕组或其单独调压绕组常常套在最外面，引出分接头方便；其次是高压侧电流小，引出分接引线和分接开关的载流部分截面小，分接开关接触部分容易解决。

变压器基本知识（4）阻抗电压（短路阻抗）

阻抗电压也称短路电压（Uz%），它表示变压器通过额定电流时在变压器自身阻抗上所产生的电压损耗（百分值）。用试验求取的方法为：将变压器二次侧短路，在一次侧逐渐施加电压，当二次绕阻通过额定电流时，一次绕阻施加的电压Uz与额定电压Un之比的百分数,即：Uz%=Uz/Un×100%。正常运行时，阻抗电压少一些较好，因为阻抗电压过大时，会产生过大的电压降，而在变压器发生短路时，阻抗电压大一些较好，因可以限制短路电流，否则变压器经受不住短路电流冲击。变压器基本知识（5）空载电流（I0）

变压器一次侧施加（额定频率的）额定电压，二次侧断开运行时称为空载运行，这时一次绕组中通过的电流称空载电流，它主要仅用于产生磁通，以形成平衡外施电压的反电动势，因此空载电流可看成也就是励磁电流。变压器容量大小、磁路结构和硅钢片的质量好坏，是决定空载电流的主要因素。（6）空载损耗（P0）空载电流的有功分量I0a为损耗电流，由电源所汲取的有功功率称空载损耗P0。空载损耗主要决定于铁心材质的单位损耗。变压器基本知识（7）短路损耗（Pf）

短路损耗变压器二次侧短接、一次绕组通过额定电流时变压器由电源所汲取的（亦即消耗的）功率（单位为W或KW）。（8）连接组别表示变压器各相绕组的连接方式和一、二次线电压之间的相位关系。符号顺序由左至右各代表一、二次绕组的连接方式，数字表示两个绕组的连接组号。一般的高压变压器基本都是Yn，Y,d11接线。在变压器的联接组别中“Yn”表示一次侧为星形带中性线的接线，Y表示星形，n表示带中性线；“d”表示二次侧为三角形接线。“11”表示变压器二次侧的线电压Uab滞后一次侧线电压UAB330度（或超前30度）。

变压器基本知识（9）温升

温升：介质对其周围的介质的温度差（又叫温差）。油浸式变压器在运行的过程中，由于有铁耗与铜耗的存在，这些损耗都将转换成热能而向外发散，从而引起变压器不断发热和温度升高。随着铁芯和绕组温度的升高，这时绕组及铁芯就将一部分热量传到周围的介质中去，经过一段时间后，绕组及铁芯温度最终达到稳定状态，而不再升高，这时绕组和铁芯继续产生的热量将全部散到周围介质中去。变压器的散热是依靠热传导，对流和辐射来实现的。变压器的温升规定值是以寿命为基础的，根据国家标准的规定，油浸式变压器的温升限值如表所示：变压器基本知识变压器生产的主要设备

TBA/M/HY/1000×5001横剪生产线是德国乔格公司生产的，该线以一台气动摇摆剪床为主，配以两台尖角剪床和一台圆孔冲床，可以剪切不带拐的变压器铁心的所有片形硅钢片。采用计算机控制系统控制全线生产。剪切程序存储在磁盘上，生产数据