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【兆恒機(jī)械】詳解變壓器的類型及其結(jié)構(gòu)、參數(shù)

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  • 添加日期:2021年09月13日
變壓器的種類很多,,可按其用途,、結(jié)構(gòu)、相數(shù)、冷卻方式等不同來進(jìn)行分類。
1、 按用途分類:有電力變壓器,、特種變壓器(電爐變、整流變,、工頻試驗(yàn)變壓器,、調(diào)壓器、礦用變,、音頻變壓器,、中頻變壓器、高頻變壓器,、沖擊變壓器,、儀用變壓器,、電子變壓器、電抗器,、互感器等),。

2、按結(jié)構(gòu)分類:有雙繞組變壓器,、三繞組變壓器,、多繞組變壓器、自耦變壓器,。

3,、按冷卻方式分類:有油浸式變壓器、干式變壓器,。

4,、按冷卻方式分類:有自然冷式、風(fēng)冷式,、水冷式,、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)(水)冷方式、及水內(nèi)冷式等,。

5,、按鐵芯或線圈結(jié)構(gòu)分類:芯式變壓器(插片鐵芯、C型鐵芯,、鐵氧體鐵芯),、殼式變壓器(插片鐵芯,、C型鐵芯,、鐵氧體鐵芯)、環(huán)型變壓器,、金屬箔變壓器,、輻射式變壓器等。

6,、按電源相數(shù)分類:?jiǎn)蜗嘧儔浩?、三相變壓器、多相變壓器?/section>

7,、按導(dǎo)電材質(zhì)分類:有銅線變壓器,、鋁線變壓器及半銅半鋁、超導(dǎo)等變壓器,。

8,、按調(diào)壓方式分類:可分為無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器、有載調(diào)壓變壓器,。

9,、按中性點(diǎn)絕緣水平分類:有全絕緣變壓器、半絕緣(分級(jí)絕緣)變壓器。

變壓器的結(jié)構(gòu)
鐵芯和繞組是變壓器中最主要的部件,,構(gòu)成了變壓器的器身,。主要介紹三相油浸式電力變壓器和環(huán)氧樹脂澆注絕緣的三相干式電力變壓器的結(jié)構(gòu)。

1,、三相油浸式電力變壓器,,如下圖所示:

image.png

1-銘牌;2-信號(hào)式溫度計(jì),;3-吸濕器,;4-油標(biāo);5-儲(chǔ)油柜,;6-安全氣道,;7-氣體繼電器;8-高壓套管,;9-低壓套管,;10-分接開關(guān);11-油箱,;12-放油閥門,;13-器身;14-接地板,;15-小車,;16壓力釋放閥(補(bǔ)充:圖左上側(cè))

(1) 銘牌:在技術(shù)參數(shù)中具體講;

(2) 信號(hào)式溫度計(jì):熱保護(hù)裝置,,監(jiān)測(cè)油和繞組的溫度,,變壓器的壽命取決于它的運(yùn)行溫度

(3) 吸濕器:吸濕器又名呼吸器,常用吸濕器為吊式吸濕器結(jié)構(gòu),。吸濕器內(nèi)裝有吸附劑硅膠,,油枕內(nèi)的絕緣油通過吸濕器與大氣連通,內(nèi)部吸附劑吸收空氣中的水分和雜質(zhì),,以保持絕緣油的良好性能,。為了顯示硅膠受潮情況,一般采用變色硅膠,。變色硅膠原理是利用二氯化鈷(CoCL2)所含結(jié)晶水?dāng)?shù)量不同而有幾種不同顏色做成,,二氯化鈷含六個(gè)分子結(jié)晶水時(shí),呈粉紅色,;含有兩個(gè)分子結(jié)晶水時(shí)呈紫紅色,;不含結(jié)晶水時(shí)呈藍(lán)色。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

(4) 油標(biāo):可以觀察油面的高低,,油面以一半高為好

(5) 儲(chǔ)油柜: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,。

(6) 安全氣道:防爆管又名安全氣道,,裝在油箱的上蓋上,由一個(gè)喇叭形管子與大氣相通,,管口用薄膜玻璃板或酚醛紙板封住,。為防止正常情況下防爆管內(nèi)油面升高使管內(nèi)氣壓上升而造成防爆薄膜松動(dòng)或破損及引起氣體繼電器誤動(dòng)作,在防爆管與儲(chǔ)油柜之間連接一小管,,已使兩處壓力相等,。防爆管的作用使當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí),,將油里分解出來的氣體及時(shí)排出,,以防止變壓器內(nèi)部壓力驟然增高而引起油箱爆炸或變形。容量為800KVA以上的油浸式變壓器均裝有防爆管,,且其保護(hù)膜的爆破壓力應(yīng)低于50662.5Pa

(7) 氣體繼電器:當(dāng)變壓器發(fā)生故障時(shí),,器身就會(huì)過熱,使油分解產(chǎn)生氣體,。如果產(chǎn)生少量氣體就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào),,如果產(chǎn)生大量氣體就會(huì)接通跳閘回路,切斷電源,。

(8) 高壓套管:絕緣套管是油浸式電力變壓器箱外的主要絕緣裝置,,變壓器繞組的引出線必須穿過絕緣套管,,使引出線之間及引出線與變壓器外殼之間絕緣,同時(shí)起到固定引出線的作用,。

(9) 低壓套管:絕緣套管是油浸式電力變壓器箱外的主要絕緣裝置,,變壓器繞組的引出線必須穿過絕緣套管,使引出線之間及引出線與變壓器外殼之間絕緣,,同時(shí)起到固定引出線的作用,。

(10) 分接開關(guān):變壓器的輸出電壓可能因負(fù)載和一次側(cè)電壓的變化而變化,可通過分接開關(guān)來控制輸出電壓允許范圍內(nèi)變動(dòng),,分接開關(guān)一般裝在一次側(cè)(高壓側(cè)),,通過改變一次側(cè)調(diào)節(jié)輸出電壓;變壓器調(diào)壓是在變壓器的某一繞組上設(shè)置分接頭,,當(dāng)變換分接頭時(shí)就減少或增加了一部分線匝,,使帶有分接頭的變壓器繞組的匝數(shù)減少或增加,其他繞組的匝數(shù)沒有改變,,從而改變了變壓器繞組的匝數(shù)比,。繞組的匝數(shù)比改變了,電壓比也相應(yīng)改變,,輸出電壓就改變,,這樣就達(dá)到了調(diào)整電壓的目的。在一般情況下是在高壓繞組上抽出適當(dāng)?shù)姆纸宇^,,因?yàn)楦邏豪@組常套在外面,,引出分接頭方便;另外高壓側(cè)電流小,,引出的分接引線和分接開關(guān)的載流部分截面積小,,開關(guān)接觸部分也容易解決。調(diào)壓方式有無勵(lì)磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種,。無勵(lì)磁調(diào)壓時(shí),,不是變壓器二次不帶負(fù)載,而是把變壓器各側(cè)都與電網(wǎng)斷開,,在變壓器無勵(lì)磁情況下變換繞組的分接頭,;有載調(diào)壓時(shí),變壓器時(shí)在不中斷負(fù)載的情況下進(jìn)行變換繞組的分接頭,。

(11) 油箱:油箱里裝滿了變壓器油,,首先保護(hù)鐵芯和繞組不受潮,又起著絕緣和散熱的作用,。

(12) 放油閥門:顧名思義就是用來放出變壓器油的一個(gè)閥門,。

(13) 器身:鐵芯和繞組。鐵芯:鐵芯在電力變壓器中是重要的組成部件之一,。它由高導(dǎo)磁的硅鋼片疊積和鋼夾件夾緊而成,,鐵心具有兩個(gè)方面的功能,。在原理上,鐵心是構(gòu)成變壓器的磁路,。它把一次電路的電能轉(zhuǎn)化為磁能,,又把該磁能轉(zhuǎn)化為二次電路的電能,因此,,鐵心是能量傳遞的媒介體,。在結(jié)構(gòu)上,它是構(gòu)成變壓器的骨架,。在它的鐵心柱上套上帶有絕緣的線圈,,并且牢固地對(duì)它們支撐和壓緊;繞組:繞組是變壓器最基本的組成部分,,它與鐵心合稱電力變壓器本體,,是建立磁場(chǎng)和傳輸電能的電路部分。它是由銅或鋁絕緣導(dǎo)線繞制而成,。一次繞組輸入電能,,二次繞組輸出電能。兩個(gè)繞組中電壓較高的叫高壓繞組,,電壓較低的叫低壓繞組,。不同容量、不同電壓等級(jí)的電力變壓器,,繞組形式也不一樣,。一般電力變壓器中常采用同心式和交疊式兩種結(jié)構(gòu)形式。

(14) 接地板:用作變壓器外殼接地的,。


(15) 小車:方便搬運(yùn)


(16) 壓力釋放閥:變壓器內(nèi)部發(fā)生故障產(chǎn)生氣體,,內(nèi)部壓力超過50KPa,油和氣體會(huì)頂開膜盤釋放壓力,,起保護(hù)作用,。


2、環(huán)氧樹脂澆注絕緣的三相干式電力變壓器:


image.png


變壓器的技術(shù)參數(shù)
變壓器在規(guī)定的使用環(huán)境和運(yùn)行條件下,,主要技術(shù)數(shù)據(jù)一般都都標(biāo)注在變壓器的銘牌上,。主要包括:型號(hào)、額定容量,、額定電壓及其分接,、額定電流,、額定頻率,、繞組聯(lián)結(jié)組以及額定性能數(shù)據(jù)(阻抗電壓、空載電流,、空載損耗和負(fù)載損耗)和總重,。
(1) 型號(hào):如下圖所示

image.png

如:SFPZ9-120000/110

指的是三相(雙繞組變壓器省略繞組數(shù),,如果是三繞則前面還有個(gè)S)雙繞組強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷有載調(diào)壓,設(shè)計(jì)序號(hào)為9,,容量為120000KVA,,高壓側(cè)額定電壓為110KV的變壓器。


(2) 額定容量(kVA):額定電壓.額定電流下連續(xù)運(yùn)行時(shí),能輸送的容量,。


(3) 額定電壓(kV):變壓器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)所能承受的工作電壓.為適應(yīng)電網(wǎng)電壓變化的需要,變壓器高壓側(cè)都有分接抽頭,通過調(diào)整高壓繞組匝數(shù)來調(diào)節(jié)低壓側(cè)輸出電壓,。


(4) 額定電流(A):變壓器在額定容量下,允許長(zhǎng)期通過的電流.


(5) 空載損耗(kW): 當(dāng)以額定頻率的額定電壓施加在一個(gè)繞組的端子上,其余繞組開路時(shí)所吸取的有功功率,。與鐵心硅鋼片性能及制造工藝,、和施加的電壓有關(guān).


(6) 空載電流(%): 當(dāng)變壓器在額定電壓下二次側(cè)空載時(shí),一次繞組中通過的電流.一般以額定電流的百分?jǐn)?shù)表示.


(7) 負(fù)載損耗(kW): 把變壓器的二次繞組短路,在一次繞組額定分接位置上通入額定電流,此時(shí)變壓器所消耗的功率.


(8) 阻抗電壓(%):把變壓器的二次繞組短路,在一次繞組慢慢升高電壓,當(dāng)二次繞組的短路電流等于額定值時(shí),此時(shí)一次側(cè)所施加的電壓.一般以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示.


(9) 相數(shù)和頻率:三相開頭以S表示,單相開頭以D表示,。中國國家標(biāo)準(zhǔn)頻率f為50Hz,。國外有60Hz的國家(如美國)。


(10) 溫升與冷卻:變壓器繞組或上層油溫與變壓器周圍環(huán)境的溫度之差,稱為繞組或上層油面的溫升.油浸式變壓器繞組溫升限值為65K,、油面溫升為55K,。冷卻方式也有多種:油浸自冷、強(qiáng)迫風(fēng)冷,,水冷,,管式、片式等,。


(11) 絕緣水平:有絕緣等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),。絕緣水平的表示方法舉例如下:高壓額定電壓為35kV級(jí),低壓額定電壓為10kV級(jí)的變壓器絕緣水平表示為 LI200AC85/LI75AC35,,其中LI200表示該變壓器高壓雷電沖擊耐受電壓為200kV,,工頻耐受電壓為85kV,低壓雷電沖擊耐受電壓為75kV,,工頻耐受電壓為35kV,。


(12) 聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào):根據(jù)變壓器一.二次繞組的相位關(guān)系,把變壓器繞組連接成各種不同的組合,稱為繞組的聯(lián)結(jié)組。為了區(qū)別不同的聯(lián)結(jié)組,常采用時(shí)鐘表示法,即把高壓側(cè)線電壓的相量作為時(shí)鐘的長(zhǎng)針,固定在12上,低壓側(cè)線電壓的相量作為時(shí)鐘的短針,看短針指在哪一個(gè)數(shù)字上,就作為該聯(lián)結(jié)組的標(biāo)號(hào).如Dyn11表示一次繞組是(三角形)聯(lián)結(jié),,二次繞組是帶有中心點(diǎn)的(星形)聯(lián)結(jié),,組號(hào)為(11)點(diǎn)。