变压器基础知识

变压器基础知识1.概述变压器是借助于于电磁感应，以以相同的频率率，在两个或或更多的绕组组之间交换交交流电压或电电流的一种电电气设备。从电厂发出的电电能，要经过过很长的输电电线路输送给给远方的用户户，为了减少少输电线路上上的电能损耗耗，必须采用用高压或超高高压输送。而而目前一般发发电厂发出的的电压，由于于受到绝缘水水平的限制，电电压不能太高高，这就要经经过变压器将将电厂发出的的电压进行升升高送到电力力网。这种变变压器统称升升压变压器。对对各用户来说说，各种电气气设备所要求求的电压又不不太高，也要要经过变压器器，将电力系系统的高电压压变成符合用用户各种电气气设备要求的的额定电压。作作为这种用途途的变压器统统称降压变压压器。由上述可知，电电力变压器是是电力系统中中，用以改变变电压的主要要电气设备。再从电力系统的的角度来看，一一个电力网将将许多的、发发电厂和用户户联在一起，分分成主系统和和若干个分系系统。各个分分系统的电压压并不一定相相同，而主系系统必须是统统一的电压等等级，这也需需要各种规格格和容量的变变压器来联接接各个系统。所所以说电力变变压器是电力力系统中不可可缺少的一种种电气设备。2.变压器的的分类变压器有不同的的使用条件、安安装环境，有有不同的电压压等级和容量量级别，有不不同的结构形形式和冷却方方式，所以应应按不同原则则进行分类。分类方式名称备注按容量中小型变压器35KV及以下下，容量630~66300KVVA大型变压器110KV及以以下，容量8000~~630000KVA特大型变压器220KV及以以上，容量3150及以上按用途电力变压器升压、降压、配配电、联络、专专用变压器仪用变压器电压、电流互感感器电炉变压器试验变压器整流变压器调压变压器矿用变压器其他变压器按相数分为三相单相按铁心结构心式变压器壳式变压器按调压方式无载调压有载调压按铁心型式叠片式卷铁心按冷却方式油浸自冷油浸风冷油浸水冷干式空气自冷干式空气风冷干式浇注绝缘按绕组数量双绕组三绕组按绕组耦合方式式普通变自耦变本公司生产的变变压器有如下下几种：三相卷铁心全密密封油浸配电电变压器；例例：S11-MM.R-1000/10；S9-M..R-1000/10；三相叠铁心全密密封油浸配电电变压器；例例：S11-MM-1000/10；S9-MM-1000/10；三相卷铁心干式式配电变压器器；例：SG10--R-10000/100；三相叠铁心干式式配电变压器器；例：SG10-10000/10；3.运行原理理简单地说，变压压器的的基本本原理是：电电磁感应原理理，即“电生磁，磁磁生电”。以变压器三相中中的一相为例例（如图）：：它由二个绕绕组和一个铁铁心组成。在在一次侧施加加交流电压U1,流过的电流流为I1,则在铁心中中会有交变的的磁通Φ产生,使这两个绕绕组发生电磁磁联系.根据电磁感感应原理,交变磁通穿穿过这两个绕绕组就会感应应电动势E1.E2.当二次侧接接入负载后,在电动势E2的作用下,将有二次电电流I2通过,该电流产生生的磁动势F2也将作用在在同一铁心上上,起到反向去去磁的作用.但因主磁通通Φm定于电源电电压U1,而U1基本不变,所以主磁通通Φm也基本不变.故一次绕组组电流I1必将自动增增加一个分量量产生磁动势势F1,以抵消二次次绕组电流I2所产生的磁磁动势F2.4.结构构1.铁心普通变压器硅钢钢片叠成，卷卷铁芯变压器器的铁芯由硅硅钢带绕制而而成。它的作作用有二：一一是在原边线线圈交流电流流的作用下形形成工频交变变磁通Φ；二是通过过铁芯中的交交变磁通感生生出副边线圈圈中的电动势势，形成低压压电源。铁芯芯是完成电能能---磁能---电能转换的的主体。2.绕组(俗称称线圈)一般用绝缘扁铜铜线或圆铜线线在绕线模上上绕制而成。包含一次、二次（高压、低压）两组。一次线圈是将原边电能引进变压器中一部分完成励磁过程，另一部分填补二次线圈中的电能，二次线圈是将磁能转换成电能并传送出去。线圈通常是依照一定的电气回路连接方法（D角接或Y星接）连接的。3．器身绝缘包括初次级绝缘缘，匝间绝缘缘和与铁芯绝绝缘，与外壳壳间绝缘。所所用材料有：：纸板，环氧氧树脂，各种种绝缘材料，变变压器油，电电工木材等。其其中变压器油油除了具备良良好的绝缘作作用外，还有有帮助变压器器散热的作用用，用以冷却却运行的铁芯芯和线圈。我我公司产品选选用国标25#（凝固点-25℃）4.油箱及底座座油箱装有绝缘和和冷却用的变变压器油，用用钢板加工制制成，要求机机械强度高，变变形小，焊接接处不渗漏。我我公司采用波波纹片结构，既既能满足变压压器运行散热热要求，又满满足变压器油油膨胀收缩的的要求，省去去了油枕，变变压器油与空空气良好隔离离，大大降低低了油的氧化化速度，延长长了使用期限限和检修周期期，大大降低低了变压器的的运行成本。5．附件1）套管和引线线一、二次绕组与与外部线路的的连接部件。既既可固定引线线，又起引线线对地的绝缘缘作用。2）分接开关连接和切断变压压器绕组分接接头，实现调调压的装置。分分无载分接开开关和有载分分接开关。我我公司产品采采用无载分接开关，无无载分接开关关必须在切断断变压器电源源后进行调压压。3）压力释放阀阀:当变压器内部压压力达到一定定值时，压力力释放阀动作作，可排除油油箱内的过压压。内部压力力经释放后，释释放阀自动关关闭。4）气体继电器器气体继电器是变变压器重要的的保护组件。当当变压器内部部发生故障，油油中产生气体体或油气流动动时，则气体体继电器动作作，发出信号号或切断电源源，以保护变变压器，另外外，发生故障障后，可以通通过气体继电电器的视窗观观察气体颜色色，以及取气气体进行分析析，从而对故故障的性质做做出判断。5.型号含义义S9（11）-M.（R）-10~22000/110电压等级额定容量卷铁心密封型性能水平代号三相6.主要技术术参数变压器在规定的的使用环境和和运行条件下下，主要技术术数据一般都都都标注在变变压器的铭牌牌上。主要包包括：额定容容量、额定电电压及其分接接、额定频率率、绕组联结结组以及额定定性能数据（阻阻抗电压、空空载电流、空空载损耗和负负载损耗）和和总重。额定容量（kVVA）：额定电压.额定电流下下连续运行时时,能输送的容容量。额定电压（kVV）：变压器器长时间运行行时所能承受受的工作电压压.为适应电网网电压变化的的需要,变压器高压压侧都有分接接抽头,通过调整高高压绕组匝数数来调节低压压侧输出电压压.额定电流(A)):变压器在额额定容量下,允许长期通通过的电流.空载损耗（kWW）:当以额定频频率的额定电电压施加在一一个绕组的端端子上，其余余绕组开路时时所吸取的有有功功率。与与铁心硅钢片片性能及制造造工艺、和施施加的电压有有关.空载电流（%）:当变压器在在额定电压下下二次侧空载载时,一次绕组中中通过的电流流.一般以额定定电流的百分分数表示.负载损耗（kWW）:把变压器的的二次绕组短短路,在一次绕组组额定分接位位置上通入额额定电流,此时变压器器所消耗的功功率.阻抗电压（%）：：把变压器的的二次绕组短短路,在一次绕组组慢慢升高电电压,当二次绕组组的短路电流流等于额定值值时,此时一次侧侧所施加的电电压.一般以额定定电压的百分分数表示.相数和频率：三三相开头以S表示，单相相开头以D表示。中国国国家标准频频率f为50Hz。国外有60Hz的国家（如如美国）。温升与冷却：变变压器绕组或或上层油温与与变压器周围围环境的温度度之差,称为绕组或或上层油面的的温升.油浸式变压压器绕组温升升限值为65K、油面温升升为55K。冷却方式式也有多种：：油浸自冷、强强迫风冷，水水冷，管式、片片式等。绝缘水平：有绝绝缘等级标准准。绝缘水平平的表示方法法举例如下：：高压额定电电压为35kV级，低压压额定电压为为10kV级的变压压器绝缘水平平表示为LI2000AC855/LI755AC35，其其中LI200表示该变压压器高压雷电电冲击耐受电电压为200kV，工频耐耐受电压为85kV，低压雷雷电冲击耐受受电压为75kV，工频耐耐受电压为35kV.奥克斯高科科技有限公司司目前的油浸浸变压器产品品的绝缘水平平为LI75AAC35，表示变压压器高压雷电电冲击耐受电电压为75kV，工频耐耐受电压为35kV，因为低低压是400V，可以不考考虑。联结组标号：根根据变压器一一.二次绕组的的相位关系,把变压器绕绕组连接成各各种不同的组组合,称为绕组的的联结组。为为了区别不同同的联结组,常采用时钟钟表示法,即把高压侧侧线电压的相相量作为时钟钟的长针,固定在12上,低压侧线电电压的相量作作为时钟的短短针,看短针指在在哪一个数字字上,就作为该联联结组的标号号.如Dyn11表示一次绕绕组是（三角角形）联结，二二次绕组是带带有中心点的的（星形）联联结，组号为为(11)点。1.星形联结（Y-联结）：三相相变压器每个个相绕组的一一端或组成三三相组的单相相变压器的三三个具有相同同额定电压绕绕组的一端连连接到一个公公共点（中性性点），而另另一端连接到到相应的线路路端子。2.三角形联联结（D-联结）：三相相变压器的三三个相绕组或或组成三相组组的单相变压压器的三个具具有相同额定定电压绕组相相互串联连接接成一个闭合合回路。K、物理指标：：重量，体积积（L，、W、H）7.S11-MMR变压器性能能特点1.良好的节节能特性。（铁铁心设计为横横截面为圆型型的卷铁心结结构，无接缝缝，全封闭磁磁路，成自然然紧固状态，无无需夹件紧固固，避免了因因铁心夹紧所所带来的铁心心性能恶化，损损耗增加。铁铁心经退火工工艺后，其导导磁性能可恢恢复到机加工工前的原有水水平。使得空空载损耗比S9系列下降30~400%，空载电流流比S9系列下降70~800%。）2.噪音低。（卷卷铁心自身是是一个无接缝缝的整体，且且结构紧凑，在在运行时的噪噪音水平降低低到30～45dB，大大优于于国标要求(44～57dB)，保护了环环境。）3.油箱采用用全密封式波波纹片结构，变变压器油与空空气良好隔离离，降低了油油的氧化速度度，延长了使使用期限和检检修周期，降降低了运行成成本。4.高、低压压侧采用筒式式骨架，加强强线圈机械强强度，配合卷卷铁心结构，显显著增强变压压器的抗短路路能力，其中中，500KVVA以上的变压压器采取了箔箔式绕线工艺艺。5.低压绕组组采用纸包扁扁线及层间采采用了网点上上胶纸工艺，加加大层间电容容量，从而增增加变压器的的抗雷电冲击击能力。6.采用真空空注油工艺，彻彻底清除油中中的水分子，确确保变压器免免维护运行。7.加强端部部与尾部的绝绝缘，提高变变压器抗高压压冲击的能力力。8.线圈与铁铁芯相互不可可拆分，农电电使用具备一一定的防盗性性。二生产工艺艺1．铁心制造工工艺流程合格品转序铁心测量铁心刷漆铁心冷却铁心退火铁心卷绕硅钢片曲线开料纵剪开料硅钢片卷料1）卷铁心合格品转序铁心测量铁心刷漆铁心冷却铁心退火铁心卷绕硅钢片曲线开料纵剪开料硅钢片卷料片料检验铁心横剪条料检验合格品转序铁心测量铁心检验铁心迭装检验纵剪开料硅钢片卷料2）叠铁心片料检验铁心横剪条料检验合格品转序铁心测量铁心检验铁心迭装检验纵剪开料硅钢片卷料1变压器铁芯用用硅钢片全部部采用进口的的27RGHH110、27ZH1110高导磁低损损耗晶粒取向向冷轧硅钢片片。叠片式变变压器硅钢片片的横剪切在在德国乔格公公司进口的硅硅钢片剪切生生产线上进行行，毛刺小于于0.02mmm。铁芯叠装装系数高，涡涡流损耗小。2卷铁心变压器器的铁心为三三相三柱式内内外框卷制结结构，机械化化程度高，叠叠片系数较大大，铁心截面面接近于圆形形（铁心硅钢钢片宽度每张张不同即是无无级结构），填填充系数高；；同时，使磁磁通完全沿着着冷轧硅钢片片晶格排列方方向，极大地地降低了空载载损耗和空载载电流；铁心心绕制成形后后必须进行退退火处理。铁铁心连续绕制制无接缝空隙隙，降低了空空载损耗附加加工艺系数，因因而降低了空空载损耗及空空耗电流，并并且大大降低低铁心的噪声声。3铁芯的夹紧采采用槽板式夹夹件、拉板和和横梁所构成成的框架结构构，机械强度度好。通过层层压木及夹件件的作用，使使铁心受到均均匀的合理的的夹紧力，使使正个铁心组组成一个整体体，既有强的的机械强度，又又不至于因受受力太大，增增加铁心的损损耗及噪声。4由于采取以上上措施，本公公司生产的卷卷铁心低损耗耗变压器的空空载损耗比国国标至少降低低30%以上，空载载电流降低70%，噪声更大大幅度降低。2．线圈制造工工艺流程叠铁心线圈纸筒安装检验齿轮安装卷铁心安装合格品转序检验整形线圈绕制绝缘件电磁线模具卷铁心线圈纸筒安装检验齿轮安装卷铁心安装合格品转序检验整形线圈绕制绝缘件电磁线模具合格品转序线圈处理高压绝缘筒安装高压线圈绕制低压线圈绕制绝缘件电磁线模具合格品转序线圈处理高压绝缘筒安装高压线圈绕制低压线圈绕制绝缘件电磁线模具1线圈用电磁线线均为无氧铜铜制造，电阻阻率低。控制制合理选用电电流密度，降降低负载损耗耗。使低损耗耗变压器的负负载损耗比国国标降低10%以上。2对低压电压为为0.4kV，容量在500kVVA及以上的配配电变压器产产品，选用箔箔式或新型螺螺旋式低压线线圈，以提高高抗短路能力力。油浸变压压器高压线圈圈为多层园筒筒式，而干式式变压器高压压线圈为连续续式或纠结连连续式。3线圈安匝平衡衡，绝缘可靠靠，散热合理理，以满足变变压器绝缘、温温升及抗短路路能力等方面面的要求。4油浸变压器匝匝绝缘漆包电电磁线采用QQ-2型高强度缩缩醛漆包线，油油浸纸包线采采用ZB-0..45或ZB-0..6型5在线圈绕制与与预压中做到到安匝平衡，除除了保证内外外各线圈等高高外还要保证证内外线圈各各安匝段等高高，从而提高高了线圈抗短短路的能力。3．器身结构及及总装配1绝缘件制造所有机械强度要要求的绝缘件件，如绝缘端端圈、垫块、撑撑条等均热压压成型，保证证了绝缘件机机械强度，减减少了绝缘件件的收缩率。2卷铁心变压器器高压线圈在在低压线圈上上直接绕制，使使线圈成为一一个整体，提提高了机械强强度与抗短路路能力。3器身上部采用用专用的定位位装置，以保保证运输时变变压器的稳定定性。所有紧紧固件都采用用防松螺栓进进行紧固，引引线采用本公公司特有的固固定结构。4变压器器身采采用较先进的的变压法真空空干燥处理，使使变压器得到到彻底干燥。变变压器采用全全真空注油，大大大提高变压压器的绝缘强强度。5变压