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電力變壓器基礎知識

2021-08-23 14:48:51

電力變壓器基礎知識

變壓器是一種靜止的電氣設備,屬于一種旋轉速度為零的電機。電力變壓器在系統中工作時,可將電能由它的一次側經電磁能量的轉換傳輸到二次側,同時根據輸配電的需要將電壓升高或減少。故它在電能的生產輸送和分配使用的全過程中,作用重要。整個電力系統中,變壓器的容量通常約為發電機容量的3倍以上。 

二、電力變壓器分類及工作原理 (一)電力變壓器的分類 根據電力變壓器的用途和結構等特點可分如下幾類: (1)按用途分有:升壓變壓器(使電力從低壓升為高壓,然后經輸電 線路向遠方輸送);降壓變壓器(使電力從高壓降為低壓,再由 配電線路對近處或較近處負荷供電)。 (2)按相數分有:單相變壓器;三相變壓器。 (3)按繞組分有:單繞組變壓器(為兩級電壓的自耦變壓器);雙繞 組變壓器;三繞組變壓器。 (4)按繞組材料分有:銅線變壓器;鋁線變壓器。 (5)按調壓方式分有:無載調壓變壓器;有載調壓變壓器。 (6)按冷卻介質和冷卻方式分有: a)油浸式變壓器。冷卻方式一般為自然冷卻,風冷卻(在散熱器 上安裝風扇),強迫風冷卻(在前者基礎上還裝有潛油泵,以使油循環)。此外,大變壓器還有采用強迫油循環風冷卻、強迫油 循環水冷卻等。 b)干式變壓器。繞組置于氣體中(空氣或六氟化硫氣體),或是澆注環 氧樹脂絕緣。它們大多在部分配電網內用作配電變壓器。目前已可制造到 35KV級,其應用前景很廣。

 (二)變壓器的工作原理 變壓器是基于電磁感應原理而工作的。變壓器本體主要由繞組和鐵心組成。工作時,繞組是“電”的通路,而鐵心則是“磁”的通路,且起繞組骨架的作用。一次側輸入電能后,因其交變故在鐵心內產生了交變的磁場(即由電能變成磁場);由于匝鏈(穿透),二次繞組的磁力線在不斷地交替變化,所以感應出二次電動勢,當外電路溝通時,則產生了感生電流,向外輸出電能(即由磁場能又轉變成電能)。這種“電—磁—電”的轉換過程是建立在電磁感應原理基礎上而實現的,這種能量轉換過程也就是變壓器的工作過程。

 三、變壓器結構與器身構造

 (一)主變的主要組成部分及其作用

 1、鐵芯:變壓器的磁路部分。鐵芯是用導磁性能很好的硅鋼片疊放組 成的閉合磁路,變壓器的原線圈和副線圈都繞在鐵芯上。 2、繞組:變壓器的電路部分。變壓器有原線圈和副線圈,它們是用銅 線或鋁線繞成圓筒形的多層線圈,繞在鐵芯柱上,導線外邊 采用紙絕緣或紗包絕緣等。

 3、套管:支持引出線之間及與變壓器箱體絕緣。 110kV及以上套管采用全密封油浸紙絕緣電容式套管,套管自身密封不與變壓器本體相同,并充有變壓器油,下部裝設CT以供測量和保護用。 

4、油枕:油枕保障油箱內充滿油,使變壓器縮少與空氣的接觸面,減少油的劣 化速度;變壓器油溫隨著負載和環境溫度的變化而變化,當油的體積隨著溫度膨脹或縮少時,油枕起儲油及補油作用;在油枕的側面裝有監視油位的油位計(玻璃式、連桿式、鐵磁式)。油枕內放置氣囊,與呼吸器配合調節油位變化。

 5、油箱:承載鐵芯和線圈、變壓器油。 貴州電力設備

6、變壓器油:絕緣及冷卻 。

 7、調壓裝置:調整電壓比。 a、有載調壓:變壓器帶負載狀態下切換分接頭位置 ; b、無載調壓:變壓器調壓時不帶其他負載,且與電網斷開,在無勵磁情況 下變換繞組分接頭。 

8、凈油器:改善運行中絕緣油特性,防止絕緣油繼續老化(多應用于有載調壓 油箱)。凈油器內裝吸附硅膠,吸收油中的水份及氧化物,使油保持潔凈,延長油的使用年限,改善油的電氣化學性能。 

9、冷卻器:當變壓器上層油溫與下部油溫產生溫差時,通過散熱器形成油的對 流,經散熱器冷卻后流回油箱,起到減少變壓器溫度的作用。 

10、呼吸器:當油枕內的空氣隨變壓器油的體積膨脹或縮少時,排出或吸入的 空氣都經呼吸器,呼吸器內的干燥劑吸收空氣中的水份,對空氣起 過濾作用,從而保障油的清潔。呼吸器內的硅膠變色過程: 藍色→淡紫色→淡粉紅(≥2/3時需更換)。

11、瓦斯繼電器:變壓器的保護裝置,裝在變壓器油箱至油枕的連接管上。 a、輕瓦斯:通過檢測瓦斯繼電器中積聚氣體到一定量時動作。 b、重瓦斯:通過檢測油流速度到一定值時動作。 

12、防爆閥:當變壓器發生內部故障時,溫度升高,油劇烈分解產生大量氣 體,使油箱內壓力劇增,當壓力到防爆閥動作值時,防爆閥打 開,油及氣體油閥門噴出,防止變壓器的油箱炸或變形。

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