變壓器的結(jié)構(gòu)原理,、用途分類及負(fù)荷能力;圖,； 2009-06-28 16:10:27| 分類， 課外講堂(電工)|字號(hào) 訂閱

    一,、變壓器的基本結(jié)構(gòu)：

     1 油浸變壓器的結(jié)構(gòu)

     變壓器組成部件包括器身(鐵芯,、繞組、絕緣,、引線),、變壓器油、油箱和冷卻裝置,、調(diào)壓裝置,、保護(hù)裝置(吸濕器,、安全氣道、氣體繼電器,、儲(chǔ)油柜及測(cè)溫裝置等)和出線套管,；，見(jiàn)圖(,。變壓器結(jié)構(gòu)圖,，1一高壓套管：2一分接開(kāi)關(guān)：3一低壓套管：4一氣體繼電器：5一安全氣道(防爆管)：6一儲(chǔ)油柜：7一油表：8一呼吸器(吸濕器)：9一散熱器：10一銘牌：11一接地螺栓：12一油樣活門(mén)：13一放油門(mén)：14一活門(mén)：15一線圈：16一信號(hào)溫度計(jì)：17一鐵芯：18一凈油器：19一油箱：20一變壓器油

     2 全密封變壓器的結(jié)構(gòu)

     全密封配電變壓器取消了儲(chǔ)油柜；采用膨脹式散熱器,；油箱與箱沿焊封結(jié)構(gòu),。由于膨脹散熱器可隨變壓器油體積變化而脹縮；從而實(shí)現(xiàn)變壓器內(nèi)部油和絕緣材料與外部大氣隔絕,；防止和減緩變壓器油和絕緣材料受潮,、劣化；而延長(zhǎng)變壓器使用壽命：全密封變壓器內(nèi)部緊固件均采用特制的防松緊固件鎖緊,，關(guān)鍵組,、部件采用優(yōu)質(zhì)抗油材料密封或雙重密封結(jié)構(gòu)件；保證了變壓器長(zhǎng)途運(yùn)輸和運(yùn)行中結(jié)構(gòu)件不松動(dòng),、密封性好和運(yùn)行可靠,。達(dá)到了變壓器在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)可不吊心檢查；正常運(yùn)行內(nèi)部免維護(hù),；外部少維護(hù)的目的,。

     二、變壓器的原理

     變壓器是電力系統(tǒng)中主要用來(lái)改變電壓,、傳遞電能的重要設(shè)備,；是電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ),。變壓器主要是根據(jù)電磁感應(yīng)原理進(jìn)行工作的,。在閉合的鐵芯上；繞有兩個(gè)互相絕緣的繞組,；其中,；接入電源的一側(cè)叫一次繞組；輸出電能的一側(cè)叫二次繞組,。當(dāng)交流電源電壓加到一次側(cè)繞組后,；就有交流電流通過(guò)該繞組；在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通,。這個(gè)交變磁通不僅穿過(guò)一次側(cè)繞組,；同時(shí)也穿過(guò)二次側(cè)繞組；兩個(gè)繞組中分別產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)E1和E2,。這時(shí),；如果二次側(cè)繞組與外電路的負(fù)載接通,；便有電流流入負(fù)載；即二次側(cè)繞組有電能輸出,。

     三,、變壓器的用途及分類

     <一>變壓器的用途

     現(xiàn)代化的工業(yè)企業(yè)廣泛的采用電力作為能源；而發(fā)電廠發(fā)出的電力往往需經(jīng)遠(yuǎn)距離傳輸才能到達(dá)用電地區(qū),。在傳輸?shù)墓β屎愣〞r(shí),；傳輸電壓越高；則所需的電流越小,。因?yàn)殡妷?/span>降正比于電流,。線損正比于電流的平方；所以用較高的輸電電壓可以獲得較低的線路壓降和線路損耗,；要制造電壓很高的發(fā)電機(jī),；目前技術(shù)很困難；所以要用專門(mén)的設(shè)備將發(fā)電機(jī)端的電壓升高以后再輸送出去,；這種專門(mén)的設(shè)備就是變壓器,。另一方面；在受電端又必須用降壓變壓器將高壓降低到配電系統(tǒng)的電壓,；故要經(jīng)過(guò)一系列配電變壓器將高壓降低到合適的值以供使用。

     由以上可知,；變壓器是一種通過(guò)改變電壓而傳輸交流電能的靜止感應(yīng)電器,。 在電力系

    統(tǒng)中；變壓器的地位十分重要,；不僅所需數(shù)量多,；而且性能好；運(yùn)行安全靠,。

     變壓器除了應(yīng)用在電力系統(tǒng)中,；還應(yīng)用在需要特種電源的工礦企業(yè)中。例如,，冶煉用的電爐變壓器,；電解或化工用的整流變壓器；焊接用的電焊變壓器,；試驗(yàn)用的試驗(yàn)變壓器,；交通用的牽引變壓器；以及補(bǔ)償用的電抗器,；保護(hù)用的消弧線圈,；測(cè)量用的互感器等。

     <二>變壓器的分類,。

     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,、沖擊變壓器、電抗器,、互感器等,。

     2>按結(jié)構(gòu)型式分類，有單項(xiàng)變壓器,、三相變壓器及多相變壓器,。

     3>按冷卻介質(zhì)分類，有干式變壓器,、液,，油(浸變壓器及充氣變壓器等。

     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>按線圈數(shù)量分類,，有自耦變壓器、雙繞組及三繞組變壓器等,。

     6>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,。

     7>按調(diào)壓方式分類，可分為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器,、有載調(diào)壓變壓器,。

     8>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。

     9>按鐵心型式分類，有心式變壓器,、殼式變壓器及輻射式變壓器等,。

     在電力網(wǎng)中；把水力,、火力及其它形式電廠中發(fā)電機(jī)組能產(chǎn)生的交流電壓升高后向電力網(wǎng)輸出電能的變壓器稱為升壓變壓器,；火力發(fā)電廠還要安裝廠用電變壓器；供起動(dòng)機(jī)組之用,；用于降低電壓的變壓器稱為降壓變壓器,；用于聯(lián)絡(luò)兩種不同電壓網(wǎng)絡(luò)的變壓器稱為聯(lián)絡(luò)變壓器。將電壓降低到電氣設(shè)備工作電壓的變壓器稱為配電變壓器,。配電前用的各級(jí)變壓器稱為輸電變壓器,。變壓器在電力網(wǎng)中的應(yīng)用示意圖

     四、變化壓器允許的過(guò)負(fù)荷能力

     變壓器的過(guò)負(fù)荷能力,；是指在較短時(shí)間內(nèi)所能輸出最大的容量,。即在不損壞變壓器線圈的絕緣和降低變壓器使用壽命的條件下；它可能大于變壓器的額定容量,。變壓器的過(guò)負(fù)荷能力分正常過(guò)負(fù)荷能力和事故過(guò)負(fù)荷能力兩種,。

     變壓器的正常過(guò)負(fù)荷指的是不影響其壽命；在正常運(yùn)行時(shí)允許的過(guò)負(fù)荷,。這是因?yàn)樽儔?/span>器在一晝夜內(nèi)的負(fù)荷,；有時(shí)是高峰；有時(shí)是低谷,；在低谷時(shí),；變壓器在較低的溫度下運(yùn)行；其次,；在一年內(nèi)；季節(jié)性的溫度也在變化,；因此在變壓器的絕緣和壽命不受影響的前提下,；

變壓器可以在高峰負(fù)荷及冬季時(shí)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。

     當(dāng)發(fā)生事故時(shí),；為保證重要設(shè)備的連續(xù)供電,；變壓器允許短時(shí)間過(guò)負(fù)荷的能力；稱為事故過(guò)負(fù)荷能力,。事故過(guò)負(fù)荷會(huì)引起變壓器繞組絕緣溫度超過(guò)允許值,；使絕緣老化速度比正常條件下快得多；因而會(huì)縮短變壓器的使用年限,。但考慮到事故發(fā)生的機(jī)會(huì)少,；而且變壓器平時(shí)往往欠負(fù)荷運(yùn)行；因此短時(shí)間的過(guò)負(fù)荷不會(huì)引起絕緣的顯著損壞。

     自然冷卻油浸變壓器允許的事故過(guò)負(fù)荷能力

     過(guò)負(fù)荷倍數(shù) 1.3 1.45 1.60 1.75 2.0 允許持續(xù)時(shí)間,，min(120 80 45 20 10

     干式變壓器允許的事故過(guò)負(fù)荷能力

     過(guò)負(fù)荷倍數(shù) 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 允許持續(xù)時(shí)間,，min( 60 45 32 18 5

     五、允許的短路電流,，

     變壓器的允許短路電流應(yīng)根據(jù)變壓器的阻抗與系統(tǒng)阻抗來(lái)確定,。但但不應(yīng)超過(guò)線圈額定電流的25倍；當(dāng)超過(guò)25倍時(shí),；應(yīng)采取限制短路的措施,。短路電流的持續(xù)時(shí)間不得超過(guò)， 短路電流倍數(shù) 20以上 20-15 15以下

    持續(xù)時(shí)間,，s( 2 3 4

     六,、變壓器銘牌的意義

     每臺(tái)變壓器具有一系列數(shù)據(jù)；某些數(shù)據(jù)在銘牌上標(biāo)出,。型號(hào)第一部分是漢語(yǔ)拼音的代表符號(hào),。表示產(chǎn)品分類、結(jié)構(gòu)特征等：型號(hào)第二部分是數(shù)據(jù),；分子代表額定容量,；分母代表高壓繞組電壓等級(jí)。

     七,、變壓器的并列運(yùn)行

     1.一般運(yùn)行條件

     變壓器的外加一次電壓可比額定電壓高,；一般若所加一次電壓不高于分接額定電壓的105%；變壓器可按額定電流運(yùn)行,。對(duì)電流與電壓的相互關(guān)系如無(wú)特殊要求,；當(dāng)負(fù)荷電流為額定電流的K，0?K?1(倍時(shí),；按以下公式對(duì)電壓加以限制

     U,，%(=110-5K2

     式中 K—負(fù)載系數(shù)；負(fù)荷電流與額定電流的比值,。

     無(wú)載調(diào)壓變壓器在額定電壓?5%范圍內(nèi)改換分接頭位置運(yùn)行時(shí),；其額定容量不變；如為,，-7.5%和-10%分接時(shí),；則容量應(yīng)相應(yīng)降低2.5%和5%.有載調(diào)壓變壓器各分接頭位置的容量應(yīng)按制造廠的規(guī)定運(yùn)行。

     為防止變壓器繞組過(guò)熱,；變壓器油質(zhì)加速劣化,；自然循環(huán)冷卻變壓器頂層油溫一般不應(yīng)超過(guò)85?。

     2,、并列運(yùn)行的條件,，

     ，1(接線組別相同：

     ，2(變比相同,，允許有?0.5%的差值(：

,，3(短路電壓相等，允許有?10%的差值(：

除滿足以上三個(gè)條件外,；并列運(yùn)行的變壓器的容量比一般不超過(guò)3,，1