变压器的构造及各部件的功用是什么

变压器的构造及各部件的功用是什么?信息来源：书林工作室发布时间：2007-11-1807:08:07【字体：大中小】【关闭】答：变压器主要由铁芯、绕组、油箱、油枕以及绝缘套管、分接开关和气体继电器等组成。其各部分的功用如下。(1)铁芯。铁芯是变压器的磁路部分；为了降低铁芯在交变磁通作用下的磁滞和涡流损耗，铁芯采用厚度为0.35mm或更薄的优质硅钢片叠成。目前厂泛采用导磁系数高的冷轧晶粒取代硅钢片，以缩小体积和重量，也可节约导线和降低导线电阻所引起的发热损耗。铁芯包括铁芯柱和铁轭两部分。铁芯柱上套绕组，铁轭将铁芯柱连接起来，使之形成闭合磁路。按照绕组在铁芯中的布置方式，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连接起来，构成闭合磁路。两个铁芯柱上都套有高压绕组和低压绕组。通常，将低压绕组放在内侧，即靠近铁芯，而把高压绕组放在外侧，这样易于符合绝缘等级要求。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结构。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普通三相三柱式的小。从而降低了整个变压器的高度。三相三铁芯柱，它是将三相的三个绕组分别放在三个铁芯柱上，三个铁芯柱也由上、下两个铁轭将芯柱连接起来，构成闭合磁路。绕组的布置方式同单相变压器一样。三相五铁芯柱，它与三相铁芯相比较，在铁芯柱的左右两侧多了两个分支铁芯柱，成为旁扼。各电压级的绕组分别按相套在中间三个铁芯柱上，而旁轭没有绕组，这样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闭合，故三相磁路可看作是彼此独立的，而不像普通三相三柱式变压器各相磁路互相关联。因此当有不对称负载时，各相零序电流产生的零序磁通可经旁轭而闭合，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用三相三柱式。大容量三相变压器．常受运输高度限制，多采用三相五柱式。铁壳式单相变压器，具有一个中心铁芯柱和两个分支铁芯柱(也称旁轭)，中心铁芯柱的宽度为两个分支铁芯柱宽度之和。全部绕组放在中心铁芯柱上，两个分支铁芯柱好像“外壳”似的围绕在绕组的外侧，因而有壳式变压器之称。有时亦称其为单相三柱式变压器。铁壳式三相变压器，其铁芯可以看作由三个独立的单相壳式变压器并排放在一起而构成。芯式变压器结构比较简单，高压绕组与铁芯的距离较远，绝缘容易处理。壳式变压器的结构比较坚固，制造工艺比较复杂，高压绕组与铁芯柱的距离较近，绝缘处理较困难。壳式结构易于加强对绕组的机械支撑，使其能承受较大的电磁力，特别适用于通过大电流的变压器。壳式结构也用于大容量电力变压器。在大容量变压器中，为了使铁芯损耗发出的热量能被绝缘油在循环时充分地带走，从而达到良好的冷却效果，通常在铁芯中设有冷却油道。冷却油道的方向可以做成与硅钢片的平面平行或垂直。(1)绕组。1)绕组在铁芯上相互间的布置形式。变压器的绕组，按其高压绕组和低压绕组在铁芯上的布置，有两种基本形式：同心式和交叠式。同心式绕组，高压绕组和低压绕组均做成圆筒形，但圆筒的直径不同，然后同轴心地套在铁芯柱上。交叠绕组，又称为饼式绕组，其高压绕组和低压绕组各分为若干线饼，沿着铁芯柱的高度交错排列着。交叠绕组多用于壳式变压器。芯式变压器一般都采用同心式绕组。通常低压绕组装得靠近铁芯，高压绕组则套在低压绕组的外面，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一定的绝缘间隙和散热油道，并用绝缘纸筒隔开。同心式绕组根据绕制特点又可分为圆筒式、螺旋式、连续式和纠结式等几种型式。(a)圆筒式绕组。圆筒式绕组是最简单的一种绕组，它是用绝缘导线沿铁芯高度方向连续绕制，绕制完第一层后．垫上层间绝缘纸再绕第二层。这种绕组一般用于小容量变压器的低压绕组。(b)螺旋式绕组。上述圆筒式绕组实际上也是螺旋式的，不过这里所讲的螺旋式绕组，每匝并联的导线数较多，是由多根绝缘扁导线沿着径向并联排列(一根压一根)，然后沿铁芯柱轴向高度像螺纹一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，就把并联导线分成两排，绕成双螺旋式绕组。为了减小导线中的附加损耗，绕制螺旋式绕组时，并联导线要进行换位。这种绕组一般为三相容量在800kVA以L、电压在35kV以下的大电流绕组。(c)连续式绕组。连续式绕组是用扁导线连续绕制成若干线盘(也称线饼)构成，相邻线盘间的连接是交替地在绕组的内侧和外侧，都用绕制绕组的导线自然连接，没有任何接头。这种绕组应用范围较大，一般用于三相容量为630kVA以上、电压为3———110kV的绕组。(d)纠结式绕组。纠结式绕组的外形与连续式相似，主要不同的是，连续式绕组的每个线盘中电气上相邻的线匝是依次排列的，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，以便实际相邻的匝间电位差增大。纠结式绕组焊头多、绕制费时。采用纠结式绕组的目的是为了增加绕组的纵向电容，以便在过电压时，起始电压比较均匀地分布于各线匝之间。纠结式绕组一般用于电压在110kV以上的高压绕组。绕组是变压器运行时的主要发热部件，为了使绕组有效地散热，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，多用绝缘的撑条隔开，以构成纵向油道；对线饼式绕组，例如螺旋式、连续式、纠结式等绕组，每两个线饼之间也用绝缘板条隔开，构成横向油道。纵向和横向油道是互相沟通的。2)绕组结构型式(a)普通变压器绕组结构型式。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同心排列着三个绕组，即高压绕组、中压绕组、低压绕组。升压变压器常用于功率流向由低压绕组传送到高压电网和中压电网，其绕组布置为中压绕组靠近铁芯，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。降压变压器结构为低压绕组靠近铁芯，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，常用于功率流向由高压传送至中压和低压。600MW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，为提供变压器三次谐波电流通路，保证主磁通接近于正弦波，改善电动势的波形，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。(b)分裂变压器绕组结构型式。大容量机组(单机200MW及以上)的厂用电系统，当只采用6kV一级厂用高压时，为安全起见，主要厂用负荷需由两路供电而设置两段母线，这时常采用分裂低压绕组变压器，简称分裂变压器。它有一个高压绕组和两个低压绕组，两个低压绕组称为分裂绕组。实际上这种变压器是一种特殊结构的三绕组变压器。分裂绕组变压器的结构特点是，绕组在铁芯上的布置应满足两个要求：①两个低压分裂绕组之间应有较大的短路阻抗：②每—分裂绕组与高压绕组之间的短路阻抗应较小，且应相等。(c)自耦变压器绕组结构型式。自耦变压器常在某些大型发电厂、变电所中应用，用于连接电压级差不大的两个高压统。自耦变压器的工作原理与普通变压器有所不同。自耦变压器的两个绕组之间不仅有磁的联系，而且还有电路上的直接联系。高压绕组由公共绕组(低压绕组)和串连绕组构成。通过自耦变压器传输的功率也由两部分组成，一部分是通过串联绕组由电路直接传输，另一部分通过公共绕组由电磁感应传输。为了消除三次谐波，以及减小自耦变压器的零序阻抗以稳定中性点电位，在三相自耦变压器中，除公共绕组和串连绕组外，一般还增没了一个接成三角形的第三绕组。第三绕组与公共绕组、串连绕组之间只有磁的联系，没有电路上的直接联系。自耦变压器第三绕组通常制成低压6———35kV，除用于消除三次谐波外．还可用于对附近地区供电，或者用于连接调相机或补偿电容器等。