變壓器的基本原理和結(jié)構(gòu)

1、變壓器的基本原理和結(jié)構(gòu)焦作供電公司劉長(zhǎng)海2006年5月,主變壓器的學(xué)習(xí)內(nèi)容有那些,1、學(xué)習(xí)內(nèi)容： 基本原理、本體結(jié)構(gòu)、輔助設(shè)備及其作用、2、學(xué)習(xí)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(guān)、操作把手、信號(hào)指示燈、主要的繼電器、接觸器等設(shè)備的作用；C、冷卻器啟動(dòng)方式；D、冷卻器手動(dòng)、自動(dòng)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(hào)，各信號(hào)的含義是什么；

2、H、冷卻器的異常運(yùn)行處理；I、冷卻器的巡視檢查內(nèi)容；J、安裝（檢修）冷卻器時(shí)如何布置安全措施及驗(yàn)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(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)橛脩羲枰母骷?jí)使用電壓，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(yīng)原理工作的電氣設(shè)備，當(dāng)一次線圈加上電壓、流過交流電流時(shí)，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(cè)的線圈分別產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，電勢(shì)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(cè)電流小，匝數(shù)少的一側(cè)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(cè)為額定電壓時(shí)，其二次側(cè)電壓隨著

4、負(fù)載電流的大小和功率因素的高低而變化。,變壓器的基本結(jié)構(gòu),變壓器的基本結(jié)構(gòu)主要包含器身、油箱、冷卻裝置、保護(hù)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(guān)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(shè)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(hù)裝置包括儲(chǔ)油柜、油表、壓力釋放閥、呼吸器、測(cè)溫元件、凈油器、瓦斯繼電器等。,變壓器的基本結(jié)構(gòu),5、出線裝置：包括高、中、低壓套管等。 芯體裝配成一個(gè)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(tái)變壓器。運(yùn)輸時(shí)應(yīng)將上述輔助裝置拆除單獨(dú)運(yùn)輸，變壓器本體封堵好后需帶油或充氮運(yùn)輸，以免線圈受潮。到達(dá)目的地后一般不需要吊芯檢查（運(yùn)輸中三維沖撞儀記錄未超標(biāo)，并經(jīng)廠家確認(rèn)不需要吊檢）即可組裝，經(jīng)試驗(yàn)合格后方能投入運(yùn)行。輔助設(shè)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(guān)、氣體繼電器、溫度計(jì)、凈油器等。,冷卻器的作用？冷卻方式有幾種？,當(dāng)變壓器上層油溫與下部油溫產(chǎn)生溫差時(shí)，通過冷卻器形成油溫對(duì)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(fēng)冷式。3、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷式。4、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式。5、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。220KV及以下變壓器一般選用油浸風(fēng)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(dāng)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(shí)，給運(yùn)行人員發(fā)出信號(hào)或切斷電源以保護(hù)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(dǎo)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(dāng)變壓器需要安裝檢修時(shí)，將箱蓋打開，吊出器身，進(jìn)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(yùn)輸比較困難。當(dāng)進(jìn)行檢修時(shí)，不必調(diào)出笨重的器身，只要調(diào)去較輕的

9、箱殼，即可進(jìn)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(dāng)變壓器油的體積隨著油的溫度膨脹或減小時(shí)，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(dòng)就會(huì)帶來一下不利因素：一是油面降低時(shí)露出鐵芯和線圈部分會(huì)影響散熱和絕緣；二是隨著油面波動(dòng)空氣從箱蓋縫里排出和吸進(jìn)，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(shí)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(jì)（表）的作用？,油枕的一端一般裝有油位計(jì)（表）。油位計(jì)（表）是用來指示油枕中的油面。對(duì)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(jì)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(gè)單獨(dú)的油循環(huán)系統(tǒng)，當(dāng)油枕的油面升高時(shí)

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(jì)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(shí)，壓迫小膠囊的油柱壓力也將減少，使小膠囊體積也相對(duì)地要增大一些，反應(yīng)在油位計(jì)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(dǎo)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(yīng)油枕油面高低的變化。,對(duì)于隔膜式油枕，可安裝磁力式油表，油表連桿機(jī)

12、構(gòu)的滾輪在薄膜上不受任何阻力，能自由、靈活地伸長(zhǎng)與縮短。磁力表上部有接線盒，內(nèi)部有開關(guān)，當(dāng)油枕的油面出現(xiàn)最高或最低位置時(shí)，開關(guān)自動(dòng)閉合，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。,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(shí)內(nèi)部氣體出入的通道，解除正常運(yùn)行中因溫度變化產(chǎn)生對(duì)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(shí)對(duì)吸進(jìn)的氣體去潮氣。油封杯的作用是延長(zhǎng)硅膠的使用壽命，把硅膠與大氣隔離開，只有進(jìn)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(dāng)于早期變壓器的防爆筒起安全閥的作用。當(dāng)變壓器發(fā)生故障或穿越性的短路未及時(shí)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(yán)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(dòng)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(duì)主變壓器（日立公司），其動(dòng)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(gè)壓力釋放閥。,有載調(diào)壓分接開關(guān)有那些主要部件組成？各部件的作用是什么,有載分接開關(guān)它是能在變壓器勵(lì)磁或帶負(fù)荷狀態(tài)下調(diào)換線圈分接頭運(yùn)行位置的切換開關(guān)，通常它有一個(gè)帶過渡阻抗的切換開關(guān)和一個(gè)帶（或不帶）范圍開關(guān)的分接選擇器所組成。整個(gè)開關(guān)是通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來操作的（有些型式的分接開關(guān)中，切換開關(guān)和分接選擇器的功能被結(jié)合成為一個(gè)選擇開關(guān)）。有載調(diào)壓分接開關(guān)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(guān)配合使用，以選擇分接,頭的位置。切換開關(guān)：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(guān)：把分接選擇器和切換開關(guān)的作用結(jié)合在一起，能承載接通和斷開電流的一種裝置。范圍開關(guān)：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(dòng)機(jī)構(gòu)：是驅(qū)動(dòng)分接開關(guān)的一種裝置。過渡阻抗：在切換時(shí)用以限制在兩個(gè)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(jì)的作用是什么？,大型變壓器都裝有測(cè)量上層油溫的帶電接點(diǎn)的測(cè)溫裝置，它裝在變壓器油箱外，便于運(yùn)行人員監(jiān)視變壓器油溫情況。用于測(cè)量變壓器上層油溫的測(cè)溫裝置有電觸點(diǎn)壓力式溫

17、度計(jì)和遙測(cè)溫度計(jì)。電觸點(diǎn)壓力式溫度計(jì)除了可以測(cè)量變壓器的實(shí)時(shí)溫度外，還帶有電觸點(diǎn)，若溫度到達(dá)或超過上、下限給定值時(shí)，其觸點(diǎn)閉合，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。遙測(cè)溫度計(jì)：也稱電阻溫度計(jì)，它是利用電橋原理構(gòu)成,的，只要有兩個(gè)部件組成，一是動(dòng)圈式溫度指示儀表；二是熱電阻檢測(cè)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(shí)現(xiàn)遙測(cè)測(cè)溫。 不妥之處，敬請(qǐng)批評(píng)指正！