变压器的基本结构及主要部件

电力变压器的基本结构及主要部件2011年7月目录•变压器在电力系统中的作用•常用变压器的种类•电力变压器的基本结构•电力变压器的主要部件及作用•电力变压器检修标准变压器在电力系统中的作用1.变压器在电力系统中主要作用是变换电压，以利于功率的传输。2.升高电压可以减少线路损耗，提高送电的经济性，达到远距离送电的目的。3.降低电压，把高电压变为用户所需要的各级使用电压，满足用户需要。变压器是一种静止的电气设备，它利用电磁感应原理将一种电压等级的交流电能转变成另一种电压等级的交流电能。原动机用户发电机升压变压器降压变压器配电变压器常用变压器的分类（一）•常用变压器的分类A：按相数分：单相变压器：用于单相负荷三相变压器：用于三相系统的升、降电压。单相变压器单相变压器即一次绕组和二次绕组均为单相绕组的变压器。单极性开关电源，指输出为单极性，也就是说只有正负极输出，相比于双极性开关电源有三条输出，分为正负和接地三根线。三相变压器三相变压器的连接方式分为Y/Y、或Y/Yn、Y/△或Yn/△、△/Y或△/Yn和△/△。Y、Yn代表星形连接、△代表三角形连接如下图所示三相变压器的一次绕组和二次绕组由于接线方式的不同，线电压间有一定相位差。以一次线电压作长针，把它固定在12点上，二次侧相应线电压相量作为短针，如果他们相隔330度，则二次线电压相量必定落在330°/30=11点，如上图所示。三相变压器比如我厂主要变压器SM11-M-2500/10链接方式就是D/Yn11，高压侧采用三角链接，低压侧采用星形链接D链接要求：将A相线圈的首端和B相线圈的尾端联接；将B相线圈的首端C相线圈的尾端联接；将C相线圈的首端和A相线圈的尾端联接；Yn链接要求：将A相线圈的尾端和B相线圈的首端联接；将B相线圈的尾端C相线圈的首端联接；将C相线圈的尾端和A相线圈的首端联接；Y与Yn区别就是是否有中性线接出常用变压器的分类（二）B：按冷却方式分：干式变压器：依靠空气对流进行冷却。油浸式变压器：依靠油作冷却介质，如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环风冷等。常用变压器的分类（三）C：按用途分电力变压器：用于输配电系统的升、降电压。仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置。试验变压器：能产生所需电压，对电气设备进行试验。特种变压器：如电炉变压器、整流变压器等。常用变压器的分类（四）D：按绕组形式分：双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。自耦变电压：用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。各种变压器图片试验变压器三相三绕组变压器大型整流变特殊类型变压器电压互感器钳形电流表交流电焊机电流互感器电力变压器的基本结构变压器（油浸式）器身铁芯绕组引线（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）电力变压器的基本结构图变压器的主要部件--铁芯1.铁芯铁芯是变压器最基本的组成部件之一，是变压器的磁路部分，变压器的一、二次绕组都在铁芯上，为提高磁路导磁系数和降低铁芯内涡流损耗，铁芯通常用0.35毫米，表面绝缘的硅钢片制成。铁芯分铁芯柱和铁轭两部分，铁芯柱上套绕组，铁轭将铁芯连接起来，使之形成闭合磁路。为防止运行中变压器铁芯、夹件、压圈等金属部件感应悬浮电位过高而造成放电，这些部件均需单点接地。为了方便试验和故障查找，大型变压器一般将铁芯和夹件分别通过两个套管引出接地。变压器的主要部件--绕组2.绕组绕组也是变压器的最基本的部件之一。它是变压器的电路部分，一般用绝缘纸包裹的铜线或者铝线绕成。接到高压电网的绕组为高压绕组，接到低压电网的绕组为低压绕组。大型电力变压器采用同心式绕组。它是将高、低压绕组同心地套在铁芯柱上。通常低压绕组靠近铁芯，高压绕组在外侧。这主要是从绝缘要求容易满足和便于引出高压分接开关来考虑的。变压器高压绕组常采用连续式结构，绕组的盘(饼)和盘(饼)之间有横向油道，起绝缘、冷却、散热作用。变压器的主要部件--绝缘材料3.绝缘材料及结构变压器的绝缘材料主要是电瓷、电工层压木板及绝缘纸板。变压器绝缘结构分为外绝缘和内绝缘两种：外绝缘指的是油箱外部的绝缘，主要是一次、二次绕组引出线的瓷套管，它构成了相与相之间和相对地的绝缘；内绝缘指的是油箱内部的绝缘，主要是绕组绝缘和内部引线的绝缘以及分接开关的绝缘等。绕组绝缘又可分为主绝缘和纵绝缘两种。主绝缘指的是绕组与绕组之间、绕组与铁心及油箱之间的绝缘；纵绝缘指的是同一绕组匝间以及层间的绝缘。电工层压木板绝缘纸板电瓷变压器的主要部件--储油柜（1）4.储油柜储油柜也称作油枕，有常规油枕和波纹油枕之分，当变压器油的体积随油温的升降而膨胀或缩小时，油枕就起着储油和补油的作用，以保证油箱内始终充满油。油枕的体积一般为变压器总油量的8%～10%左右。常规油枕有三种形式：敞开式、隔膜式和胶囊式。大型变压器为了保证变压器油的性能，防止油的氧化受潮，一般采用隔膜式和胶囊式，以避免油与空气直接接触。油枕上装有油位计，现在一般采用磁力油位计，变压器的油位计和变压器油的温度相对应，用以监视变压器油位的变化。胶囊式储油柜隔膜式储油柜储油柜油位变化示意图变压器油温与油位指示对应位置图变压器的主要部件--呼吸器5.呼吸器呼吸器又叫吸湿器，由油封、容器、干燥剂组成。容器内装有干燥剂（如硅胶）；当油枕内的空气随着变压器油体积膨胀或缩小时，排出或吸入的空气都经过呼吸器，呼吸器内的干燥剂吸收空气中的水分，对空气起过滤作用，从而保障了油枕内的空气干燥而清洁。呼吸器内的干燥剂变色超过二分之一时应及时更换。有载开关油枕的呼吸器干燥剂更需及时更换，原因是油枕属敞开式油枕，没有胶囊或者隔膜，呼吸器一旦失去吸潮功能，水分就会直接沿管道进入开关内。波纹油枕没有呼吸器。变压器的主要部件--冷却装置6.冷却装置变压器运行时产生的铜损、铁损等损耗都会转变成热量，使变压器的有关部分温度升高。变压器的冷却方式有：•1、油浸自冷式(ONAN)；•2、油浸风冷式(ONAF)；•3、强迫油循环风冷式(OFAF)；•4、强迫油循环水冷式(OFWF)；冷控系统是根据变压器运行时的温度或负荷高低手动或自动控制投入或退出冷却设备，从而使变压器的运行温度控制在安全范围。油浸自冷强迫油循环风冷式油浸风冷强迫油循环水冷变压器的主要部件–油流继电器7.油流继电器油流继电器是检测潜油泵工作状态的部件，安装在油泵管路上。当油泵正常工作时，在油流的作用下，继电器安装在管道内部的挡板发生偏转,带动指针指向油流流动侧，同时内部接点闭合，发出运行信号；当油泵发生故障停止或出力不足时,挡板没有偏转或偏转角度不够,指针偏向停止侧,点接通,跳开相应不出力的故障油泵,从而启动备用冷却器,发信号。8.压力释放器（阀）压力释放器装于变压器的顶部。变压器一旦出现故障，油箱内压力增加到一定数值时，压力释放器动作，释放油箱内压力，从而保护了油箱本身。在压力释放过程中，微动开关动作，发出报警信号，也可使其接通跳闸回路，跳开变压器电源开关。此时，压力释放器动作，标志杆升起，并突出护盖，表明压力释放器已经动作。当排除故障后，投入运行前，应手动将标志杆和微动开关复归。压力释放器动作压力有15、25、35、55kPa等各种规格，根据变压器设计参数选择。变压器的主要部件--压力释放器变压器的主要部件–防爆管早期变压器安装的是一种防爆管，作用相当于变压器压力释放阀，同样起到安全阀的作用。防爆膜一般用玻璃制作，中间用玻璃刀划十字，降低玻璃机械强度，使其在设定压力下正确动作。9.电流互感器俗称升高座，既支撑和固定套管，内部还装入套管式电流互感器，供继电保护和电气仪表用。变压器的主要部件--电流互感器变压器的主要部件–气体继电器12.气体继电器气体继电器也称瓦斯继电器，它是变压器的主要保护装置，安装在变压器油箱与储油柜的连接管上。有1%-1.5%的倾斜角度，以使气体能流到瓦斯继电器内，当变压器内部故障时，由于油的分解产生的油气流，冲击继电器下挡板，使接点闭合，跳开变压器各侧断路器。若空气进入变压器或内部有轻微故障时，可使继电器上接点动作，发出预报信号，通知相关人员处理。瓦斯继电器上部装有试验及恢复按钮和放气阀门。瓦斯继电器上部有引出线，分别接入跳闸保护及信号。瓦斯应有防雨罩，防止进水。瓦斯继电器应定期进行动作和绝缘校验。取气盒变压器的主要部件–气体继电器结构上浮子上浮子磁铁干簧管下浮子下浮子磁铁干簧管挡板双浮子瓦斯继电器开口杯瓦斯继电器开口杯干簧管干簧管挡板磁铁挡板开口杯磁铁变压器的主要部件–温度计10.温度计温度计由温包、导管和压力计组成。将温包插入箱盖上注有油的安装座中，使油的温度能均匀地传到温包，温包中的气体随温度变化而胀缩，产生压力，使压力计指针转动，指示温度。变压器还安装有PT100（铜铂合金）的电阻，该电阻阻值随温度呈线性变化，可以在控制室观察变压器温度。变压器的温度计除指示变压器上层油温和绕组温度以外，另一个作用是作为控制回路的硬接点启动或退出冷却器、发出温度过高的告警信号。变压器的主要部件--绝缘套管11.绝缘套管变压器绕组的引出线从油箱内穿过油箱盖时，必须经过绝缘套管，以使带电的引出线与接地的油箱绝缘。绝缘套管一般是瓷制的，它的结构取决于它的电压等级。10kV以下的为单瓷制绝缘套管，瓷套内为空气绝缘或变压器油绝缘，中间穿过一根导电铜杆。110kV及以上电压等级一般采用全密封油浸纸绝缘电容式套管。套管内注有变压器油，不与变压器本体相通。变压器检修标准S11-M-2500/10点检项目点检内容点检标准变压器本身变压器油温油温温度≤85摄氏度变压器声音声音运行中无轻拍声、放电声油标油标油标在刻度1/4~3/4以内（气温高时油标在上限位，低时在下限位）呼吸器内硅胶颜色是否正常颜色正常高低压瓷瓶有无裂痕、有无漏油无裂痕、无漏油高低压铜排接点处有无氧化无氧化点变压器自身漏油有无漏油无漏油温度计外观无破损、渗油、指示正常变压器外部接地线外观无边型、断裂、破损负荷开关接点温度温度≤50摄氏度电缆外观无破损、放电、无氧化放电油泵外观声音无杂音、无渗漏油水冷却器外观无渗漏