中職教育二年級(jí)全學(xué)期交通運(yùn)輸《變壓器原理與結(jié)構(gòu)》教學(xué)課件

變壓器原理與結(jié)構(gòu)目錄目錄一變壓器在電力系統(tǒng)中的作用目錄二常用變壓器的種類(lèi)目錄三電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)目錄四電力變壓器的主要部件及作用

變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，它利用電磁感應(yīng)原理將一種電壓等級(jí)的交流電能轉(zhuǎn)變成另一種電壓等級(jí)的交流電能。1.變壓器在電力系統(tǒng)中主要作用是變換電壓，以利于功率的傳輸。2.升高電壓可以減少線(xiàn)路損耗，提高送電的經(jīng)濟(jì)性，達(dá)到遠(yuǎn)距離送電的目的。3.降低電壓，把高電壓變?yōu)橛脩?hù)所需要的各級(jí)使用電壓，滿(mǎn)足用戶(hù)需要。原動(dòng)機(jī)用戶(hù)發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器配電變壓器變壓器在電力系統(tǒng)中的作用（一）常用變壓器的分類(lèi)A：按相數(shù)分：?jiǎn)蜗嘧儔浩鳎河糜趩蜗嘭?fù)荷和三相變壓器組。三相變壓器：用于三相系統(tǒng)的升、降電壓。常用變壓器的分類(lèi)（一）

B：按冷卻方式分：干式變壓器：依靠空氣對(duì)流進(jìn)行冷卻。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)風(fēng)冷等。常用變壓器的分類(lèi)（二）

變壓器（油浸式）器身鐵芯繞組引線(xiàn)（包括調(diào)壓裝置、引線(xiàn)夾件等）絕緣附件（包括油枕、油門(mén)閘閥等）油箱本體油箱冷卻裝置（包括散熱器、風(fēng)扇、油泵等）保護(hù)裝置（包括防爆閥、氣體繼電器、測(cè)溫元件、呼吸器等）出線(xiàn)裝置（包括套管等）電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)

電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的主要部件1.鐵芯鐵芯是變壓器最基本的組成部件之一，是變壓器的磁路部分，變壓器的一、二次繞組都在鐵芯上，為提高磁路導(dǎo)磁系數(shù)和降低鐵芯內(nèi)渦流損耗，鐵芯通常用0.35毫米，表面絕緣的硅鋼片制成。鐵芯分鐵芯柱和鐵軛兩部分，鐵芯柱上套繞組，鐵軛將鐵芯連接起來(lái)，使之形成閉合磁路。為防止運(yùn)行中變壓器鐵芯、夾件、壓圈等金屬部件感應(yīng)懸浮電位過(guò)高而造成放電，這些部件均需單點(diǎn)接地。為了方便試驗(yàn)和故障查找，大型變壓器一般將鐵芯和夾件分別通過(guò)兩個(gè)套管引出接地。2.繞組繞組也是變壓器的最基本的部件之一。它是變壓器的電路部分，一般用絕緣紙包裹的銅線(xiàn)或者鋁線(xiàn)繞成。接到高壓電網(wǎng)的繞組為高壓繞組，接到低壓電網(wǎng)的繞組為低壓繞組。大型電力變壓器采用同心式繞組。它是將高、低壓繞組同心地套在鐵芯柱上。通常低壓繞組靠近鐵芯，高壓繞組在外側(cè)。這主要是從絕緣要求容易滿(mǎn)足和便于引出高壓分接開(kāi)關(guān)來(lái)考慮的。變壓器高壓繞組常采用連續(xù)式結(jié)構(gòu)，繞組的盤(pán)(餅)和盤(pán)(餅)之間有橫向油道，起絕緣、冷卻、散熱作用。3.絕緣材料及結(jié)構(gòu)變壓器的絕緣材料主要是電瓷、電工層壓木板及絕緣紙板。變壓器絕緣結(jié)構(gòu)分為外絕緣和內(nèi)絕緣兩種：外絕緣指的是油箱外部的絕緣，主要是一次、二次繞組引出線(xiàn)的瓷套管，它構(gòu)成了相與相之間和相對(duì)地的絕緣；內(nèi)絕緣指的是油箱內(nèi)部的絕緣，主要是繞組絕緣和內(nèi)部引線(xiàn)的絕緣以及分接開(kāi)關(guān)的絕緣等。

電工層壓木板絕緣紙板電瓷4.分接開(kāi)關(guān)（調(diào)壓裝置）變壓器的調(diào)壓方式分無(wú)載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。需停電后才能調(diào)整分接頭電壓的稱(chēng)無(wú)載調(diào)壓；可以帶電調(diào)整分接頭電壓的稱(chēng)有載調(diào)壓。分接開(kāi)關(guān)的作用是：保證電網(wǎng)電壓在合理范圍內(nèi)變動(dòng)。分接開(kāi)關(guān)一般從高壓繞組中抽頭，因?yàn)楦邏簜?cè)電流小，引線(xiàn)截面積及分接開(kāi)關(guān)的接觸面可以減小，減少了分接開(kāi)關(guān)的體積。5.油箱油箱是油浸式變壓器的外殼，變壓器的鐵芯和繞組置于油箱內(nèi)，箱內(nèi)注滿(mǎn)變壓器油。常見(jiàn)油箱有兩種類(lèi)型：1.箱式油箱：一般用于中小型變壓器2.鐘罩式油箱：用于大型變壓器。變壓器油的作用就是絕緣和冷卻。為防止變壓器油的老化，必須采取措施，防止油受潮，減少與空氣的接觸。25#油：25#指變壓器油的凝固點(diǎn)是零

下25攝氏度。6.儲(chǔ)油柜儲(chǔ)油柜也稱(chēng)作油枕，有常規(guī)油枕和波紋油枕之分，當(dāng)變壓器油的體積隨油溫的升降而膨脹或縮小時(shí)，油枕就起著儲(chǔ)油和補(bǔ)油的作用，以保證油箱內(nèi)始終充滿(mǎn)油。油枕的體積一般為變壓器總油量的8%～10%左右。常規(guī)油枕有三種形式：敞開(kāi)式、隔膜式和膠囊式。大型變壓器為了保證變壓器油的性能，防止油的氧化受潮，一般采用隔膜式和膠囊式，以避免油與空氣直接接觸。油枕上裝有油位計(jì)，現(xiàn)在一般采用磁力油位計(jì)，變壓器的油位計(jì)和變壓器油的溫度相對(duì)應(yīng)，用以監(jiān)視變壓器油位的變化。隔膜式儲(chǔ)油柜

敞開(kāi)式油枕通常使用玻璃管式的油位計(jì)，玻璃管旁邊標(biāo)著刻度，油柜上標(biāo)著相對(duì)應(yīng)的溫度?，F(xiàn)在一般也采用磁力油位計(jì)。

波紋油枕采用膨脹器的位置指示作為油位指示。波紋膨脹器儲(chǔ)油柜儲(chǔ)油柜油位變化示意圖7.呼吸器呼吸器又叫吸濕器，由油封、容器、干燥劑組成。容器內(nèi)裝有干燥劑（如硅膠）；當(dāng)油枕內(nèi)的空氣隨著變壓器油體積膨脹或縮小時(shí)，排出或吸入的空氣都經(jīng)過(guò)呼吸器，呼吸器內(nèi)的干燥劑吸收空氣中的水分，對(duì)空氣起過(guò)濾作用，從而保障了油枕內(nèi)的空氣干燥而清潔。呼吸器內(nèi)的干燥劑變色超過(guò)二分之一時(shí)應(yīng)及時(shí)更換。

8.冷卻裝置變壓器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的銅損、鐵損等損耗都會(huì)轉(zhuǎn)變成熱量，使變壓器的有關(guān)部分溫度升高。變壓器的冷卻方式有：1、油浸自冷式(ONAN)；2、油浸風(fēng)冷式(ONAF)；3、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式(OFAF)；4、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷式(OFWF)；冷控系統(tǒng)是根據(jù)變壓器運(yùn)行時(shí)的溫度或負(fù)荷高低手動(dòng)或自動(dòng)控制投入或退出冷卻設(shè)備，從而使變壓器的運(yùn)行溫度控制在安全范圍。油浸風(fēng)冷9.油流繼電器油流繼電器是檢測(cè)潛油泵工作狀態(tài)的部件，安裝在油泵管路上。當(dāng)油泵正常工作時(shí)，在油流的作用下，繼電器安裝在管道內(nèi)部的擋板發(fā)生偏轉(zhuǎn),帶動(dòng)指針指向油流流動(dòng)側(cè)，同時(shí)內(nèi)部接點(diǎn)閉合，發(fā)出運(yùn)行信號(hào)；當(dāng)油泵發(fā)生故障停止或出力不足時(shí),擋板沒(méi)有偏轉(zhuǎn)或偏轉(zhuǎn)角度不夠,指針偏向停止側(cè),點(diǎn)接通,跳開(kāi)相應(yīng)不出力的故障油泵,從而啟動(dòng)備用冷卻器,發(fā)信號(hào)。10.壓力釋放器（閥）壓力釋放器裝于變壓器的頂部。變壓器一旦出現(xiàn)故障，油箱內(nèi)壓力增加到一定數(shù)值時(shí)，壓力釋放器動(dòng)作，釋放油箱內(nèi)壓力，從而保護(hù)了油箱本身。在壓力釋放過(guò)程中，微動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，也可使其接通跳閘回路，跳開(kāi)變壓器電源開(kāi)關(guān)。此時(shí)，壓力釋放器動(dòng)作，標(biāo)志桿升起，并突出護(hù)蓋，表明壓力釋放器已經(jīng)動(dòng)作。當(dāng)排除故障后，投入運(yùn)行前，應(yīng)手動(dòng)將標(biāo)志桿和微動(dòng)開(kāi)關(guān)復(fù)歸。壓力釋放器動(dòng)作壓力有15、25、35、55kPa等各種規(guī)格，根據(jù)變壓器設(shè)計(jì)參數(shù)選擇。安裝結(jié)束拆掉11.氣體繼電器氣體繼電器也稱(chēng)瓦斯繼電器，它是變壓器的主要保護(hù)裝置，安裝在變壓器油箱與儲(chǔ)油柜的連接管上。有1%-1.5%的傾斜角度，以使氣體能流到瓦斯繼電器內(nèi)，當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)，由于油的分解產(chǎn)生的油氣流，沖擊繼電器下?lián)醢澹菇狱c(diǎn)閉合，跳開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。若空氣進(jìn)入變壓器或內(nèi)部有輕微故障時(shí)，可使繼電器上接點(diǎn)動(dòng)作，發(fā)出預(yù)報(bào)信號(hào)，通知相關(guān)人員處理。瓦斯繼電器上部裝有試驗(yàn)及恢復(fù)按鈕和放氣閥門(mén)。瓦斯繼電器上部有引出線(xiàn)，分別接入跳閘保護(hù)及信號(hào)。瓦斯應(yīng)有防雨罩，防止進(jìn)水。瓦斯繼電器應(yīng)定期進(jìn)行動(dòng)作和絕緣校驗(yàn)。取氣盒12.溫度計(jì)溫度計(jì)由溫包、導(dǎo)管和壓力計(jì)組成。將溫包插入箱蓋上注有油的安裝座中，使油的溫度能均勻地傳到溫包，溫包中的氣體隨溫度變化而脹縮，產(chǎn)生壓力，使壓力計(jì)指針轉(zhuǎn)動(dòng)，指示溫度。變壓器還安裝有PT100（銅鉑合金）的電阻，該電阻阻值隨溫度呈線(xiàn)性變化，可以在控制室觀(guān)察變壓器溫度。變壓器的溫度計(jì)除指示變壓器上層油溫和繞組溫度以外，另一個(gè)作用是作為控制回路的硬接點(diǎn)啟動(dòng)或退出冷卻器、發(fā)出溫度過(guò)高的告警信號(hào)。

13絕緣套管變壓器繞組的引出線(xiàn)