變壓器基本原理及結構1

1、變壓器的基本原理和結構焦作供電公司劉長海2006年5月,主變壓器的學習內(nèi)容有那些,1、學習內(nèi)容： 基本原理、本體結構、輔助設備及其作用、2、學習方法（以冷卻器為例）： A、冷卻器的組成及作用；B、冷卻器控制箱各小開關、操作把手、信號指示燈、主要的繼電器、接觸器等設備的作用；C、冷卻器啟動方式；D、冷卻器手動、自動操作；E、冷卻器交、直流電源配置；F、看懂冷卻器控制回路圖；G、冷卻器有那些異常信號，各信號的含義是什么；

2、H、冷卻器的異常運行處理；I、冷卻器的巡視檢查內(nèi)容；J、安裝（檢修）冷卻器時如何布置安全措施及驗收。,主變壓器在電力系統(tǒng)的主要作用,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，可以減少線路損耗，提高送電的經(jīng)濟性，達到遠距離送電的目的。3、降低電壓，把高電壓變?yōu)橛脩羲枰母骷壥褂秒妷?，滿足用戶需要。,變壓器的基本原理,變壓器是一種按電磁感應原理工作的電氣設備，當一次線圈加上電壓、流過交流電流時，在鐵芯中

3、就產(chǎn)生交變磁通。磁通中的大部分交鏈著二次線圈，稱它為主磁通。在主磁通的作用下，兩側的線圈分別產(chǎn)生感應電勢，電勢的大小與匝數(shù)成正比，即U1/U2=N1/N2=K。K為變壓器變比，變比等于匝數(shù)比，匝數(shù)多則電壓高，匝數(shù)少則電壓低。變壓器電流之比與一、二次繞組的匝數(shù)成反比，即Ⅰ1/Ⅰ2=N2/N1=1/K，變壓器匝數(shù)多的一側電流小，匝數(shù)少的一側電流大。變壓器的原、副線圈匝數(shù)不同，起到了變壓作用。 變壓器一次側為額定電壓時，其二次側電壓隨著

4、負載電流的大小和功率因素的高低而變化。,變壓器的基本結構,變壓器的基本結構主要包含器身、油箱、冷卻裝置、保護裝置、出線裝置和變壓器油。1、器身：又稱芯體，是變壓器最重要的部件，其中包括鐵心、繞組、絕緣、引線、分接開關等部件。2、油箱：油箱一般有平頂桶式和鐘罩式兩種形式。平頂桶式包括箱蓋、箱壁、箱底；鐘罩式包括鐘罩、下節(jié)油箱。油箱上還設有放油閥門、活門、小車、油樣活門、接地螺栓、銘牌等零部件。3、冷卻裝置包括散熱器或冷卻器。4、保

5、護裝置包括儲油柜、油表、壓力釋放閥、呼吸器、測溫元件、凈油器、瓦斯繼電器等。,變壓器的基本結構,5、出線裝置：包括高、中、低壓套管等。 芯體裝配成一個整體后放在油箱中，再裝上以上輔助裝置，充滿油就組成一臺變壓器。運輸時應將上述輔助裝置拆除單獨運輸，變壓器本體封堵好后需帶油或充氮運輸，以免線圈受潮。到達目的地后一般不需要吊芯檢查（運輸中三維沖撞儀記錄未超標，并經(jīng)廠家確認不需要吊檢）即可組裝，經(jīng)試驗合格后方能投入運行。輔助設備：油箱、油

6、枕、呼吸器、防爆管（壓力釋放閥）、散熱器、絕緣套管、分接開關、氣體繼電器、溫度計、凈油器等。,冷卻器的作用？冷卻方式有幾種？,當變壓器上層油溫與下部油溫產(chǎn)生溫差時，通過冷卻器形成油溫對流，經(jīng)冷卻器冷卻后流回油箱，起到降低變壓器溫度的作用。變壓器的冷卻方式有：1、油浸式自然空氣冷卻方式（油浸式自冷式）2、油浸風冷式。3、強迫油循環(huán)水冷式。4、強迫油循環(huán)風冷式。5、強迫油循環(huán)導向冷卻。220KV及以下變壓器一般選用油浸風冷式或油

7、浸式自冷式,瓦斯繼電器的作用？如何根據(jù)氣體的顏色判斷故障？,瓦斯繼電器的作用：當變壓器內(nèi)部發(fā)生絕緣擊穿、線匝短路及鐵芯燒毀等故障時，給運行人員發(fā)出信號或切斷電源以保護變壓器?？砂聪旅鏆怏w的顏色來判斷故障：1、灰黑色，易燃。通常是因絕緣油炭化造成的，也可能是接觸不良或局部過熱導致。2、灰白色，可燃。有異常臭味，可能是變壓器內(nèi)紙質(zhì)燒毀所致，有可能造成絕緣損壞。3、黃色，不易燃。因木質(zhì)制件燒毀所致。4、無色，不可燃。無味，多為空氣

8、。,油箱的作用？常見有幾種類型？,油箱是變壓器的外殼，內(nèi)裝鐵芯和線圈并充滿變壓器油，使鐵芯和線圈浸在油內(nèi)。變壓器油起絕緣和散熱作用。常見油箱有兩種類型：1、箱式油箱：一般用于中小型變壓器。上部箱蓋可以打開，充滿油后與大型變壓器相比較輕。當變壓器需要安裝檢修時，將箱蓋打開，吊出器身，進行檢修。2、鐘罩式油箱：用于大型變壓器。器身較重，一般在200T以上，總重300T以上，運輸比較困難。當進行檢修時，不必調(diào)出笨重的器身，只要調(diào)去較輕的

9、箱殼，即可進行檢修工作。,變壓器油枕的作用？有幾種類型？,變壓器油枕的作用：當變壓器油的體積隨著油的溫度膨脹或減小時，油枕起著調(diào)節(jié)油量，保證變壓器油箱內(nèi)經(jīng)常充滿油的作用。如沒有油枕，油箱內(nèi)的油面波動就會帶來一下不利因素：一是油面降低時露出鐵芯和線圈部分會影響散熱和絕緣；二是隨著油面波動空氣從箱蓋縫里排出和吸進，而由于上層油溫很高，使油很快地氧化和受潮。油枕的油面比油箱的油面要小，這樣，可以減少油和空氣的接觸面，防止油被過速地氧化

10、和受潮。三是油枕的油在平時幾乎不參加油箱內(nèi)的循環(huán)，它的溫度要比油箱內(nèi)的上層油溫的低的多，油的氧化過程也慢的多，因此有了油枕，可以防止油的過速氧化。變壓器油枕有三種形式：波紋式、膠囊式、隔膜式。,油位計（表）的作用？,油枕的一端一般裝有油位計（表）。油位計（表）是用來指示油枕中的油面。對于膠囊式油枕，為了使變壓器油面與空氣完全隔絕，其油位計間接顯示油面。該油枕是通過在油枕下部的小膠囊，使之成為一個單獨的油循環(huán)系統(tǒng)，當油枕的油面升高時

11、，壓迫小膠囊的油柱壓力增大，小膠囊的體積被縮小了一些，于是在油位計反映出來的油位也高起來一些，且其高度與油枕中的油面成正比；相反，油枕中的油面降低時，壓迫小膠囊的油柱壓力也將減少，使小膠囊體積也相對地要增大一些，反應在油位計中的油面就要降低一些，且其高度與油枕中的油面成正比。換句話說，它使通過油枕油面的高、低變化，導致小膠囊壓力大小發(fā)生變化，從而使油面間接地、成正比地反應油枕油面高低的變化。,對于隔膜式油枕，可安裝磁力式油表，油表連桿機

12、構的滾輪在薄膜上不受任何阻力，能自由、靈活地伸長與縮短。磁力表上部有接線盒，內(nèi)部有開關，當油枕的油面出現(xiàn)最高或最低位置時，開關自動閉合，發(fā)出報警信號。,防潮呼吸器、內(nèi)部的硅膠、油封杯的作用,呼吸器的作用是提供變壓器在溫度變化時內(nèi)部氣體出入的通道，解除正常運行中因溫度變化產(chǎn)生對油箱的壓力。呼吸器內(nèi)硅膠的作用是在變壓器溫度下降時對吸進的氣體去潮氣。油封杯的作用是延長硅膠的使用壽命，把硅膠與大氣隔離開，只有進入變壓器內(nèi)的空氣才通過硅膠。,

13、變壓器壓力釋放閥的作用,變壓器壓力釋放閥的作用相當于早期變壓器的防爆筒起安全閥的作用。當變壓器發(fā)生故障或穿越性的短路未及時切除，電弧或過流產(chǎn)生的熱量使變壓器油發(fā)生分解，產(chǎn)生大量高壓氣體，使油箱承受巨大的壓力，嚴重是可能使油箱變形甚至破裂，并將可燃性油噴灑滿地。壓力釋放閥在這種情況下動作排除故障產(chǎn)生的高壓氣體和油，以減輕和解除油箱所承受的壓力，保證油箱的安全。對主變壓器（日立公司），其動作壓力整定在10±1磅／平方英寸，并在2m

14、s內(nèi)全部開放。主、輔油箱各有一個壓力釋放閥。,有載調(diào)壓分接開關有那些主要部件組成？各部件的作用是什么,有載分接開關它是能在變壓器勵磁或帶負荷狀態(tài)下調(diào)換線圈分接頭運行位置的切換開關，通常它有一個帶過渡阻抗的切換開關和一個帶（或不帶）范圍開關的分接選擇器所組成。整個開關是通過驅(qū)動機構來操作的（有些型式的分接開關中，切換開關和分接選擇器的功能被結合成為一個選擇開關）。有載調(diào)壓分接開關由下列主要部件組成：分接選擇器：它是能承載但不能接通或斷

15、開電流的一種裝置，與切換開關配合使用，以選擇分接,頭的位置。切換開關：它是與分接選擇器配合使用，以承載、接通和斷開已選電路中的電流的一種裝置。選擇開關：把分接選擇器和切換開關的作用結合在一起，能承載接通和斷開電流的一種裝置。范圍開關：它具有通電能力，但不能切斷電流。它可將分接繞組的一端或另一端接到主繞組上。驅(qū)動機構：是驅(qū)動分接開關的一種裝置。過渡阻抗：在切換時用以限制在兩個分接頭間的過渡電流，以限制其循環(huán)電流。,主觸頭：它承載

16、通過電流的觸頭，是不經(jīng)過過渡阻抗而直接與變壓器繞組相連接的觸頭組，但不用于接通和斷開任何電流。主通斷觸頭：它是不經(jīng)過過渡阻抗而直接與變壓器繞組相連接，直接能接通或斷開電流的觸頭組。過渡觸頭：它是經(jīng)過串連的過渡阻抗與變壓器繞組相連接的，能接通或斷開電流的觸頭組。,溫度計的作用是什么？,大型變壓器都裝有測量上層油溫的帶電接點的測溫裝置，它裝在變壓器油箱外，便于運行人員監(jiān)視變壓器油溫情況。用于測量變壓器上層油溫的測溫裝置有電觸點壓力式溫

17、度計和遙測溫度計。電觸點壓力式溫度計除了可以測量變壓器的實時溫度外，還帶有電觸點，若溫度到達或超過上、下限給定值時，其觸點閉合，發(fā)出報警信號。遙測溫度計：也稱電阻溫度計，它是利用電橋原理構成,的，只要有兩個部件組成，一是動圈式溫度指示儀表；二是熱電阻檢測元件。熱電阻是裝在變壓器的箱蓋上，溫度指示儀表裝在控制室，兩者之間通過電纜或光纜連接起來，所以可以實現(xiàn)遙測測溫。 不妥之處，敬請批評指正！