變壓器基礎(chǔ)學(xué)習(xí)

1、變壓器基礎(chǔ)學(xué)習(xí)文稿銷(xiāo)售部 第一章 變壓器簡(jiǎn)介一、變壓器的作用及定義 變壓器用途很廣，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)，都十分廣泛地應(yīng)用著各種各樣 的變壓器。 變壓器是一種交換電壓傳輸電能的靜止電氣設(shè)備。它是靠電磁感應(yīng)原理把某種頻率的電壓變換成同頻率的另一種或多種數(shù)值不等（或相等）電壓的功率傳輸裝置。 在電力系統(tǒng)中，發(fā)電廠的電能要輸送到很遠(yuǎn)的地方去，為了減少輸送過(guò)程中的電能損耗，需要將電壓升高再行輸送。另一方 面，終端用戶的電器設(shè)備的用電電壓一般為10KV或380（220）V，故在用戶端需用變壓器將電壓降為所需要的電壓等級(jí)。二、 變壓器的功能 變壓器的功能主要有：電壓變換；電流變換，阻抗變換；隔離；穩(wěn)壓（磁

2、飽和變壓器）;自耦變壓器；高壓變壓器（干式和油浸式）等，變壓器常用的鐵芯形狀一般有E型和C型鐵芯，卷鐵芯和殼式。三、常用變壓器的種類(lèi)及特點(diǎn) 一般常用變壓器的分類(lèi)可歸納如下： 1、按相數(shù)分： (1)單相變壓器：用于單相負(fù)荷和三相變壓器組。 (2)三相變壓器：用于三相系統(tǒng)的升、降電壓。 2、按用途可分為： 電力變壓器、電爐變壓器、整流變壓器、弧焊變壓器等等 3、按冷卻方式分： (1)干式變壓器：依靠空氣對(duì)流進(jìn)行冷卻，一般用于局部照明、電子線路等小 容量變壓器。 (2)油浸式變壓器：依靠油作冷卻介質(zhì)、如油浸自冷、油浸風(fēng)冷、油浸水冷、 強(qiáng)迫油循環(huán)等。 4、按用途分： (1)電力變壓器：用于輸配電系統(tǒng)的

3、升、降電壓。 (2)儀用變壓器：如電壓互感器、電流互感器、用于測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置。 (3)試驗(yàn)變壓器：能產(chǎn)生高壓，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行高壓試驗(yàn)。 (4)特種變壓器：如電爐變壓器、整流變壓器、調(diào)整變壓器等。 5. 按繞組形式分： (1)雙繞組變壓器：用于連接電力系統(tǒng)中的兩個(gè)電壓等級(jí)。 (2)三繞組變壓器：一般用于電力系統(tǒng)區(qū)域變電站中，連接三個(gè)電壓等級(jí)。 (3)自耦變電器：用于連接不同電壓的電力系統(tǒng)。也可做為普通的升壓或降后變壓器用。 6. 按鐵芯形式分： (1) 疊鐵芯變壓器：最常用的變壓器，用于高壓的電力變壓器。 （2）卷鐵芯變壓器：一種把硅鋼片卷繞成的鐵芯做的變壓器，一比較節(jié)能的變壓器，在配電

4、網(wǎng)上比較常用。 （3）非晶合金變壓器：非晶合金鐵芯變壓器是用新型導(dǎo)磁材料，其空載損耗、空載電流下降約80%，是目前節(jié)能效果較理想的配電變 壓器，特別適用于農(nóng)村電網(wǎng)和發(fā)展中地區(qū)等負(fù)載率變化較大的地方。 (4)殼式變壓器：用于大電流的特殊變壓器，如電爐變壓器、電焊變壓器；或用于電子儀器及電視、收音機(jī)等的電源變壓器。 四、變壓器制作原理： 在發(fā)電機(jī)中，不管是線圈運(yùn)動(dòng)通過(guò)磁場(chǎng)或磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)通過(guò)固定線圈，均能在線圈中感應(yīng)電勢(shì)，此兩種情況，磁通的值均不變，但與線圈相交鏈的磁通數(shù)量卻有變動(dòng)，這是互感應(yīng)的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應(yīng)，變換電壓電流和阻抗的器件。 第一節(jié) 油浸式變壓器 一、 油浸式變壓器： 依

5、靠油作冷卻介質(zhì)，如油浸自冷，油浸風(fēng)冷，油浸水冷及強(qiáng)迫油循環(huán)等。一般升壓站的主變都是油浸式的，變比20KV/500KV，或20KV/220KV，一般發(fā)電廠用于帶動(dòng)帶自身負(fù)載（比如磨煤機(jī)，引風(fēng)機(jī)，送風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵等）的廠用變壓器也是油浸式變壓器，它的變比是20KV/6KV。 （如圖1-1，1-2，1-3）圖1-1圖1-2圖1-3油位計(jì)油枕 二、油浸式變壓器主要部件變壓器的主要部件有：器身：包括鐵心（圖1-4）、繞組（圖1-5）、絕緣部件及引線。調(diào)壓裝置：即分接開(kāi)關(guān)，分為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓和有載調(diào)壓油箱及冷卻裝置。保護(hù)裝置：包括儲(chǔ)油柜（油枕）、安全氣道、吸濕器、氣體繼電器、凈油器和測(cè)溫裝置等。絕緣套管。三、

6、 油浸式變壓器的主要材料鐵芯材料繞制變壓器的銅、鋁線材絕緣材料裝配過(guò)程 1、 鐵芯材料 a. 變壓器使用的鐵芯材料主要有鐵片、低硅片，高硅片，的鋼片中加入硅能降低鋼片的導(dǎo)電性，增加磁阻率，它可減少渦流，使其損耗減少。我們通常稱為加了硅的鋼片為硅鋼片，變壓器的質(zhì)量所用的硅鋼片的質(zhì)量有很大的關(guān)系，硅鋼片的質(zhì)量通常用磁通密度B來(lái)表示，一般黑鐵片的B值為6000-8000、低硅片為9000-11000，高硅片為12000-16000。（如圖1-4）圖1-4上夾件下夾件硅鋼片絕緣紙板墊腳 b.注意點(diǎn) 鐵心在剛開(kāi)始疊片時(shí)，要先加一層絕緣(夾件絕緣，目的使鐵芯與夾件絕緣)。疊片時(shí)，要注意片層數(shù)及整齊度（如圖

7、1-5）圖1-5c. 鐵心下料過(guò)程 圖1-6 a硅鋼料縱剪 圖1-6 b硅鋼料橫剪 圖1-6 b硅鋼片V型沖床 圖1-6 c硅鋼片剪切 圖1-6 d 疊裝過(guò)程2、變壓器線圈繞制材料 a. 漆包線，紗包線，絲包銅線 ，紙包銅線，漆包線。對(duì)于導(dǎo)線的要求，是導(dǎo)電性能好，絕緣漆層有足夠耐熱性能，并且要有一定的耐腐蝕能力。（如圖1-7、8所示）線圈圖1-7紙包銅線圖1-8玻璃纖緯帶低壓端圈b. 線圈繞制過(guò)程（圖1-9）圖1-9 (a) 低壓繞制步驟1步驟2步驟3步驟4圖1-9（b) 在繞制變壓器中，線圈框架層間的隔離、繞阻間的隔離，均要使用絕緣材料，一般的變壓器框架材料可用酚醛紙板制作，環(huán)氧板，或紙板。

8、層間可用聚脂薄膜，電話紙，6520復(fù)合紙等作隔離。（如圖1-10 a,b）3、絕緣材料紙板圖1-104.絕緣紙板紙板電話紙5.油浸式變壓器裝配過(guò)程及注意點(diǎn)（如圖1-11）圖1-11 a 套線圈圖1-11 b 貼片圖1-11 c 油浸式變壓器裝配整體四、油浸式變壓器特點(diǎn)a、油浸式變壓器低壓繞組除小容量采用銅導(dǎo)線以外，一般都采用銅箔繞抽的圓筒式結(jié)構(gòu)；高壓繞組采用多層圓筒式結(jié)構(gòu)，使之繞組的安匝分布平衡，漏磁小，機(jī)械強(qiáng)度高，抗短路能力強(qiáng)。b、鐵心和繞組各自采用了緊固措施，器身高、低壓引線等緊固部分都帶自鎖防松螺母，采用了不吊心結(jié)構(gòu)，能承受運(yùn)輸?shù)念嵳?。c、線圈和鐵心采用真空干燥，變壓器油采用真空濾油和注

9、油的工藝，使變壓器內(nèi)部的潮氣降至最低。d、油箱采用波紋片，它具有呼吸功能來(lái)補(bǔ)償因溫度變化而引起油的體積變化。e、由于波紋片取代了儲(chǔ)油柜，使變壓器油與外界隔離，這樣就有效地防止了氧氣、水份的進(jìn)入而導(dǎo)致絕緣性能的下降。f、根據(jù)以上五點(diǎn)性能，保證了油浸式變壓器在正常運(yùn)行內(nèi)不需要換油，大大降低了變壓器的維護(hù)成本，同時(shí)延長(zhǎng)了變壓器的使用壽命。 五、油浸式變壓器故障分析 變壓器在運(yùn)行中常見(jiàn)的故障有繞組、套管和分接開(kāi)關(guān)及鐵芯、油箱及其它附件的故障等。 1、繞組故障 主要有匝間短路、繞組接地、相間短路，斷線及接頭開(kāi)焊等。 2、套管故障 變壓器套管積垢，在大霧或小雨時(shí)造成污閃，使變壓器高壓側(cè)單相接地或相間短路。

10、 3、嚴(yán)重滲漏 變壓器運(yùn)行滲漏油嚴(yán)重或連續(xù)從破損處不斷外溢以致油位計(jì)已看不到油位，此時(shí)應(yīng)立即將變壓器停用進(jìn)行補(bǔ)漏和加油，引起變壓器滲漏油的原因有焊縫開(kāi)裂或密封件失效，運(yùn)行中受到震動(dòng)外力沖撞油箱銹蝕嚴(yán)重而破損等。 4、分接開(kāi)關(guān)故障 常見(jiàn)的故障有分接開(kāi)關(guān)接觸不良或位置不準(zhǔn)，觸頭表面熔化與灼傷及相間觸頭放電或各分接頭放電。 5、過(guò)電壓引起的故障 運(yùn)行中的變壓器受到雷擊時(shí)，由于雷電的電位很高，將造成變壓器外部過(guò)電壓，當(dāng)電力系統(tǒng)的某些參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，由于電磁振蕩的原因，將引起變壓器內(nèi)部過(guò)電壓，這兩類(lèi)過(guò)電壓所引起的變壓器損壞大多是繞組主絕緣擊穿，造成變壓器故障。 6、鐵芯的故障 鐵芯的故障大部分原因是鐵芯

11、柱的穿心螺桿或鐵芯的夾緊螺桿的絕緣損壞而引起的 7、滲漏油現(xiàn)象 變壓器油的油面過(guò)低，使套管引線和分接開(kāi)關(guān)暴露于空氣中，絕緣水平將大大降 低，因此易引起擊穿放電。 注：油浸式變壓器應(yīng)特別注意其防火安全措施。第二節(jié) 干式變壓器一、干式變壓器： 依靠空氣對(duì)流進(jìn)行冷卻，一般用于局部照明、電子線路 。機(jī)械設(shè)備等變壓器，在電力系統(tǒng)中，一般汽機(jī)變壓器、鍋爐變壓器、除灰變壓器、除塵變壓器、脫硫變壓器等都是干式變壓器，變比為6000V/400V和10000V/400V，用于帶額定電壓380V的負(fù)載。（如左圖）二、干式變壓器結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 鐵芯 繞組 高壓繞組 低壓繞組 1.鐵芯 采用優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向硅鋼片,鐵芯硅鋼片

12、采用45度全斜接縫,使磁通沿著硅鋼片 接縫方向通過(guò). (如下圖所示）夾件墊腳圖2-1硅鋼片鐵心綁扎帶無(wú)緯帶2.繞組 有以下幾種:(1)纏繞式 (2)環(huán)氧樹(shù)脂加石英砂填充澆注 (3)玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù) 脂澆注(即薄絕緣結(jié)構(gòu)) (4)多股玻璃絲浸漬環(huán)氧樹(shù)脂纏繞式 (一般多采用3,因?yàn)樗苡行У姆乐節(jié)沧⒌臉?shù)脂開(kāi)裂,提高了設(shè)備的可靠性, 繞組過(guò)程如圖2-2 a,b,c)圖2-2 a 高壓線圈開(kāi)始部位圖2-2 b絲包鋁線步驟1步驟2圖2-2 c 線圈繞制過(guò)程至結(jié)束步驟3步驟4圖2-2 d 高壓線圈半成品3.高壓線圈高壓繞組采用環(huán)氧樹(shù)脂澆注，一般采用多層圓筒式或多層分段式結(jié)構(gòu)4.低壓線圈 一般采用螺旋式或

13、箔式結(jié)構(gòu) （材料有預(yù)浸式DMD紙、銅箔或鋁箔、撐條、銅鋁復(fù)合排等，繞制過(guò)程如圖2-3 a, b, c, d，圖2-4，2-5所示）預(yù)浸DMD紙鋁箔圖2-3（a）圖2-3（b）銅箔繞制鋁箔繞制圖2-3 c 圖2-3 d 圖2-4 低壓線圈半成品銅鋁復(fù)合排F級(jí)工字撐條圖2-5 低壓線圈半成品三、干式變壓器防護(hù)方式 使用環(huán)境特征及防護(hù)要求，干式變壓器可選擇不同外殼。通常選用IP20防護(hù)外殼，可防止直徑大于12mm固體異物及鼠、蛇、貓、雀等小動(dòng)物進(jìn)入，造成短路停電等惡性故障，為帶電部分提供安全屏障。若須將變壓器安裝戶外，則可選用IP23防護(hù)外殼，除上述IP20防護(hù)功能外，更可防止與垂直線成60角以內(nèi)水

14、滴入。但I(xiàn)P23外殼會(huì)使變壓器冷卻能力下降，選用時(shí)要注意其運(yùn)行容量降低。變壓器產(chǎn)品型號(hào)及字母表示什么含義？ SZ11M 低壓繞組電壓等級(jí)（kV) 高壓繞組電壓等級(jí)（kV) 額定容量（kVA）性能水平代號(hào) 全密封調(diào)壓方式（只標(biāo)有載） 相數(shù)(三相) SCB10 額定容量（kVA）低壓箔繞 性能水平代號(hào)干式（固體成型） 相數(shù)(三相) 低壓繞組電壓等級(jí)（kV) 高壓繞組電壓等級(jí)（kV) 性能水平代號(hào)數(shù)越大，損耗越小，水平越高。 訂貨時(shí)需要與用戶確認(rèn)的技術(shù)協(xié)議油浸式變壓器基本技術(shù)參數(shù)1 產(chǎn)品型號(hào) S11M1250/10-0.42 額定容量 1250 kVA3 額定頻率 50Hz4 相 數(shù) 3相 或 單相5 電 壓 比 10 2*2.5%/ 0.4 kV6 聯(lián)結(jié)組別 Dyn11 或 Yyn0 或其他7 冷卻方式 ONAN8 阻抗電壓