电力变压器基础知识三

电力变压器基础知识一、前言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。二、电力变压器分类及工作原理

（一）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。（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。（二）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。

三、变压器结构与器身构造

变压器器身铁心绕组引线（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）（一）主变的主主要组成部分及及其作用1、铁芯：变压器器的磁路部分。。铁芯是用导磁磁性能很好的硅硅钢片叠放组成的闭合磁路，，变压器的原线线圈和副线圈都都绕在铁芯上。。2、绕组：变压器器的电路部分。。变压器有原线线圈和副线圈，，它们是用铜线或铝线绕成圆圆筒形的多层线线圈，绕在铁芯芯柱上，导线外外边采用纸绝缘或纱纱包绝缘等。3、套管：支持引引出线之间及与与变压器箱体绝绝缘。110kV及以上套管采用用全密封油浸纸绝缘电容容式套管，套管管自身密封不与与变压器本体相相同，并充有变压器油，下部部装设CT以供测量和保护护用。4、油枕：油枕保保证油箱内充满满油，使变压器器缩少与空气的的接触面，减少少油的劣化速度；变压器器油温随着负载载和环境温度的的变化而变化，，当油的体积随着温度膨胀或或缩少时，油枕枕起储油及补油油作用；在油枕枕的侧面装有监视油位的油位位计（玻璃式、、连杆式、铁磁磁式）。油枕内内放置气囊，与呼吸器配合合调节油位变变化。5、油箱：承载载铁芯和线圈圈、变压器油油。6、变压器油：：绝缘及冷却却。7、调压装置：：调整电压比比。a、有载调压：：变压器带负负载状态下切切换分接头位位置；b、无载调压：：变压器调压压时不带任何何负载，且与与电网断开，，在无励磁情情况下变换绕组分接头头。8、净油器：改善运运行中绝缘油特性，防止绝缘油继续续老化（多应用于有载调调压油箱）。净油器内内装吸附硅胶，吸收油中的水份份及氧化物，使油油保持洁净，延长油的的使用年限，改善善油的电气化学性性能。9、冷却器：当变压压器上层油温与下下部油温产生温差差时，通过散热器形成油的对流，经散热器冷却却后流回油箱，起起到降低变压器温温度的作用。10、呼吸器：当油枕枕内的空气随变压压器油的体积膨胀胀或缩少时，排出出或吸入的空气都经呼吸器，，呼吸器内的干燥燥剂吸收空气中的的水份，对空气起起过滤作用，从而保保证油的清洁。呼呼吸器内的硅胶变色过程：蓝色→淡紫色→淡淡粉红（≥2/3时需更换）。11、瓦斯继电器：变变压器的保护装置置，装在变压器油油箱至油枕的连接接管上。a、轻瓦斯：通过检检测瓦斯继电器中中积聚气体达到一一定量时动作。b、重瓦斯：通过检检测油流速度达到到一定值时动作。。12、防爆阀：当变压压器发生内部故障障时，温度升高，，油剧烈分解产生生大量气体，使油箱内压力力剧增，当压力达达到防爆阀动作值值时，防爆阀打开，油及气体油阀阀门喷出，防止变变压器的油箱爆炸炸或变形。（二）绝缘1、绝缘等级：绝缘缘材料按其耐热程程度可分为7个等级，它们的最最高允许温度也各各不相同。各级级绝缘材料通常有有：Y级绝缘材料：棉纱纱、天然丝、再生生纤维素为基础的的纱织品，纤维素素的纸、纸板、木质板板等。A级绝缘材料：经耐耐温达的液体绝绝缘材料浸渍过的的棉纱、天然丝、、再生纤维素等制成的纺纺织品、浸渍过的的纸、纸板、木质质板等。E级绝缘材料：聚脂脂薄膜及其纤维等等。B级绝缘材料：以云云母片和粉云母纸纸为基础的材料。。F级绝缘材料：玻璃璃丝和石棉及以其其为基础的层压制制品。H级绝缘材料：玻璃璃丝布和玻璃漆管管浸以耐热的有有机硅漆。C级绝缘材料：玻璃璃、电瓷、石英等等。2、绝缘结构变压器的绝缘分为为外绝缘和内绝缘缘两种：外绝缘指指的是油箱外部的的绝缘，主要是一一次、二次绕组引引出线的瓷套管，，它构成了相与相相之间和相对地的的绝缘；内绝缘指指的是油箱内部的的绝缘，主要是绕绕组绝缘和内部引引线的绝缘以及分分接开关的绝缘等等。绕组绝缘又可分为为主绝缘和纵绝缘缘两种。主绝缘指指的是绕组与绕组组之间、绕组与铁铁心及油箱之间的的绝缘；纵绝缘指指的是同一绕组匝匝间以及层间的绝绝缘。1、高压绕组间绝缘缘、绕组对地（铁铁心、油箱）绝缘缘；2、各相间的绝缘；；3、引出线对地和其其它绕组的绝缘；；4、分接开关对地和和其它绕组的绝缘缘。1、同一绕组中的不不同点，如线饼间间、层间、线匝间间的绝缘；2、同一绕组的各引引出线间的绝缘；；3、分接开关各部分分的绝缘。主绝缘纵绝缘绕组绝缘引线和分接开关的绝缘套管内部的绝缘套管内部闪络和泄漏距离空气气隙内绝缘外绝缘变压器绝缘三、变压器铭牌及及技术参数（一）变压器的型型号变压器的型号分两两部分，前部分由由汉语拼音字母组组成，代表变压器器的类别、结构特特征和用途，后一一部分由数字组成成，表示产品的容容量（KVA）和高压绕组电压压（KV）等级。汉语拼音字母含义义如下：第1部分表示相数。D—单相（或强迫导向向）；S—三相第2部分表示冷却方式式。J—油浸自冷；F—油浸风冷；FP—强迫油循环风冷；；SP—强迫油循环水冷。。第3部分表示电压级数数。S—三级电压；无S表示两级电压其他：O—全绝缘；L—铝线圈或防雷；O—自耦（在首位时表表示降压自耦，在在末位时表示升压压自耦）；Z—有载调压；TH—湿热带（防护类型型代号）；TA—干热带（防护类型型代号）（二）额定容量（（SN）额定容量是制造厂厂所规定的在额定定工作状态（即在在额定电压、额定定频率、额定使用用条件下的工作状状态）下变压器输输出的视在功率的保证值，以SN表示。额定容量通常是指指高压绕组的容量量；当变压器容量量因冷却方式而变变更时，则额定容容量是指它的最大大容量。（三）额定电流（（I1、I2）变压器一、二次额额定电流是指在额额定电压和额定环环境温度下使变压压器各部分不超温温的一、二次绕组组长期允许通过的的线电流，单位以A表示。（四）额定电压（（UN）变压器的额定电压压就是各绕组的额额定电压，是指额额定施加的或空载载时产生的电压。。一次额定电压U1N是指接到变压器一一次绕组端点的额额定电压值；二次次额定电压U2N是指当一次绕组所所接的电压为额定定值、分接开关放放在额定分触头位位置上，变压器空空载时二次绕组的的电压（单位为V或KV）。三相变压器的的额定电压指的均均是线电压。一般情况下在高压压绕组上抽出适当当的分接头，因为为高压绕组或其单单独调压绕组常常常套在最外面，引出分接头方便便；其次是高压侧电流小，引出分接引线和和分接开关的载流流部分截面小，分分接开关接触部分分容易解决。（五）阻抗电压（（短路阻抗）阻抗电压也称短路路电压（Uz%），它表示变压器器通过额定电流时时在变压器自身阻阻抗上所产生的电电压损耗（百分值值）。用试验求取的方法法为：将变压器二二次侧短路，在一一次侧逐渐施加电电压，当二次绕阻阻通过额定电流时时，一次绕阻施加加的电压Uz与额定电压Un之比的百分数,即：Uz%=Uz/Un××100%。正常运行时，阻抗抗电压少一些较好好，因为阻抗电压压过大时，会产生生过大的电压降，，而在变压器发生生短路时，阻抗电电压大一些较好，，因可以限制短路路电流，否则变压压器经受不住短路路电流冲击。（六）空载电流（（I0）变压器一次侧施加加（额定频率的））额定电压，二次次侧断开运行时称称为空载运行，这这时一次绕组中通通过的电流称空载载电流，它主要仅仅用于产生磁通，，以形成平衡外施施电压的反电动势势，因此空载电流流可看成也就是励励磁电流。变压器器容量大小、磁路路结构和硅钢片的的质量好坏，是决决定空载电流的主主要因素。（七）空载损耗（（P0）空载电流的有功分分量I0a为损耗电流，由电电源所汲取的有功功功率称空载损耗耗P0。空载损耗主要决决定于铁心材质的的单位损耗。（八）短路损耗（（Pf）短路损耗变压器二二次侧短接、一次次绕组通过额定电电流时变压器由电电源所汲取的（亦亦即消耗的）功率率（单位为W或KW