變壓器的基本結(jié)構(gòu)及主要部件81890

電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)及主要部件2014年11月2日2021/6/271目錄變壓器在電力系統(tǒng)中的作用常用變壓器的種類電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)電力變壓器的主要部件及作用2021/6/272變壓器在電力系統(tǒng)中的作用（一）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。變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，它利用電磁感應(yīng)原理將一種電壓等級(jí)的交流電能轉(zhuǎn)變成另一種電壓等級(jí)的交流電能。原動(dòng)機(jī)用戶發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器配電變壓器2021/6/273變壓器在電力系統(tǒng)中的作用（二）2021/6/274常用變壓器的分類（一）常用變壓器的分類A：按相數(shù)分：?jiǎn)蜗嘧儔浩鳎河糜趩蜗嘭?fù)荷和

三相變壓器組。三相變壓器：用于三相系統(tǒng)的升、降電壓。2021/6/275常用變壓器的分類（二）B：按冷卻方式分：干式變壓器：依靠空氣對(duì)流進(jìn)行冷卻。油浸式變壓器：依靠油作冷卻介質(zhì)，如油浸自冷、油浸風(fēng)冷、油浸水冷、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷等。2021/6/276常用變壓器的分類（三）C：按用途分電力變壓器：用于輸配電系統(tǒng)的升、降電壓。儀用變壓器：如電壓互感器、電流互感器、用于測(cè)量?jī)x

表和繼電保護(hù)裝置。試驗(yàn)變壓器：能產(chǎn)生所需電壓，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)。特種變壓器：如電爐變壓器、整流變壓器、調(diào)整變壓器等。2021/6/277常用變壓器的分類（四）D：按繞組形式分：雙繞組變壓器：用于連接電力系統(tǒng)中的兩個(gè)電壓等級(jí)。三繞組變壓器：一般用于電力系統(tǒng)區(qū)域變電站中，連接

三個(gè)電壓等級(jí)。自耦變電壓：用于連接不同電壓的電力系統(tǒng)。也可做為

普通的升壓或降后變壓器用。2021/6/278各種變壓器圖片（一）試驗(yàn)變壓器三相三繞組變壓器大型整流變2021/6/279各種變壓器圖片（二）2021/6/2710特殊類型變壓器電壓互感器鉗形電流表交流電焊機(jī)電流互感器2021/6/2711電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器（油浸式）器身鐵芯繞組引線（包括調(diào)壓裝置、引線夾件等）絕緣附件（包括油枕、油門閘閥等）油箱本體油箱冷卻裝置（包括散熱器、風(fēng)扇、油泵等）保護(hù)裝置（包括防爆閥、氣體繼電器、測(cè)溫元件、呼吸器等）出線裝置（包括套管等）2021/6/2712電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)圖2021/6/2713變壓器的主要部件--鐵芯1.鐵芯鐵芯是變壓器最基本的組成部件之一，是變壓器的磁路部分，變壓器的一、二次繞組都在鐵芯上，為提高磁路導(dǎo)磁系數(shù)和降低鐵芯內(nèi)渦流損耗，鐵芯通常用0.35毫米，表面絕緣的硅鋼片制成。鐵芯分鐵芯柱和鐵軛兩部分，鐵芯柱上套繞組，鐵軛將鐵芯連接起來(lái)，使之形成閉合磁路。為防止運(yùn)行中變壓器鐵芯、夾件、壓圈等金屬部件感應(yīng)懸浮電位過(guò)高而造成放電，這些部件均需單點(diǎn)接地。為了方便試驗(yàn)和故障查找，大型變壓器一般將鐵芯和夾件分別通過(guò)兩個(gè)套管引出接地。2021/6/2714變壓器的主要部件--繞組2.繞組繞組也是變壓器的最基本的部件之一。它是變壓器的電路部分，一般用絕緣紙包裹的銅線或者鋁線繞成。接到高壓電網(wǎng)的繞組為高壓繞組，接到低壓電網(wǎng)的繞組為低壓繞組。

大型電力變壓器采用同心式繞組。它是將高、低壓繞組同心地套在鐵芯柱上。通常低壓繞組靠近鐵芯，高壓繞組在外側(cè)。這主要是從絕緣要求容易滿足和便于引出高壓分接開(kāi)關(guān)來(lái)考慮的。變壓器高壓繞組常采用連續(xù)式結(jié)構(gòu)，繞組的盤(pán)(餅)和盤(pán)(餅)之間有橫向油道，起絕緣、冷卻、散熱作用。2021/6/2715變壓器的主要部件--絕緣材料3.絕緣材料及結(jié)構(gòu)變壓器的絕緣材料主要是電瓷、電工層壓木板及絕緣紙板。變壓器絕緣結(jié)構(gòu)分為外絕緣和內(nèi)絕緣兩種：外絕緣指的是油箱外部的絕緣，主要是一次、二次繞組引出線的瓷套管，它構(gòu)成了相與相之間和相對(duì)地的絕緣；內(nèi)絕緣指的是油箱內(nèi)部的絕緣，主要是繞組絕緣和內(nèi)部引線的絕緣以及分接開(kāi)關(guān)的絕緣等。繞組絕緣又可分為主絕緣和縱絕緣兩種。主絕緣指的是繞組與繞組之間、繞組與鐵心及油箱之間的絕緣；縱絕緣指的是同一繞組匝間以及層間的絕緣。電工層壓木板絕緣紙板電瓷2021/6/2716變壓器的主要部件--分接開(kāi)關(guān)4.分接開(kāi)關(guān)（調(diào)壓裝置）變壓器的調(diào)壓方式分無(wú)載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。需停電后才能調(diào)整分接頭電壓的稱無(wú)載調(diào)壓；可以帶電調(diào)整分接頭電壓的稱有載調(diào)壓。分接開(kāi)關(guān)的作用是：保證電網(wǎng)電壓在合理范圍內(nèi)變動(dòng)。分接開(kāi)關(guān)一般從高壓繞組中抽頭，因?yàn)楦邏簜?cè)電流小，引線截面積及分接開(kāi)關(guān)的接觸面可以減小，減少了分接開(kāi)關(guān)的體積。2021/6/2717變壓器的主要部件–無(wú)載分接開(kāi)關(guān)4.1.無(wú)載分接開(kāi)關(guān)無(wú)載分接開(kāi)關(guān)又稱無(wú)勵(lì)磁分接開(kāi)關(guān)，一般設(shè)有3到5個(gè)分接位置。操作部分裝于變壓器頂部，經(jīng)操作桿與分接開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)軸連接。切換分接開(kāi)關(guān)注意事項(xiàng)：1.切換前應(yīng)將變壓器停電，做好安全措施；2.三相必須同時(shí)切換，且處于同一檔位置；3.切換時(shí)應(yīng)來(lái)回多切換幾次，最后切到所需檔位，防止由于氧化膜影響接觸效果；4.切換后須測(cè)量三相直流電阻。2021/6/2718變壓器的主要部件--有載分接開(kāi)關(guān)4.2.有載分接開(kāi)關(guān)有載分接開(kāi)關(guān)由選擇開(kāi)關(guān)、切換開(kāi)關(guān)及操作機(jī)構(gòu)等部分組成，供變壓器在帶負(fù)荷情況下調(diào)整電壓。有載調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)上部是切換開(kāi)關(guān)，下部是選擇開(kāi)關(guān)。變換分接頭時(shí)，選擇開(kāi)關(guān)的觸頭是在沒(méi)有電流通過(guò)的情況下動(dòng)作；切換開(kāi)關(guān)的觸頭是在通過(guò)電流下動(dòng)作，經(jīng)過(guò)一個(gè)過(guò)渡電阻過(guò)渡，從一個(gè)檔轉(zhuǎn)換至另一個(gè)檔位。切換開(kāi)關(guān)和過(guò)渡電阻器裝在絕緣筒內(nèi)。2021/6/2719變壓器的主要部件--有載分接開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)經(jīng)過(guò)垂直軸、齒輪盒和絕緣水平軸與有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)相連接，這樣就可以從外部操作有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)。有載調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)有單獨(dú)的安全保護(hù)裝置，包括儲(chǔ)油柜、安全氣道和氣體繼電器。2021/6/2720變壓器的主要部件--油箱5.油箱油箱是油浸式變壓器的外殼，變壓器的鐵芯和繞組置于油箱內(nèi)，箱內(nèi)注滿變壓器油。常見(jiàn)油箱有兩種類型：1.箱式油箱：一般用于中小型變壓器2.鐘罩式油箱：用于大型變壓器。變壓器油的作用就是絕緣和冷卻。為防止變壓器油的老化，必須采取措施，防止油受潮，減少與空氣的接觸。25#油：25#指變壓器油的凝固點(diǎn)是零

下25攝氏度。2021/6/2721變壓器的主要部件--油箱變壓器大修2021/6/2722變壓器的主要部件--儲(chǔ)油柜（1）6.儲(chǔ)油柜儲(chǔ)油柜也稱作油枕，有常規(guī)油枕和波紋油枕之分，當(dāng)變壓器油的體積隨油溫的升降而膨脹或縮小時(shí)，油枕就起著儲(chǔ)油和補(bǔ)油的作用，以保證油箱內(nèi)始終充滿油。油枕的體積一般為變壓器總油量的8%～10%左右。常規(guī)油枕有三種形式：敞開(kāi)式、隔膜式和膠囊式。大型變壓器為了保證變壓器油的性能，防止油的氧化受潮，一般采用隔膜式和膠囊式，以避免油與空氣直接接觸。油枕上裝有油位計(jì)，現(xiàn)在一般采用磁力油位計(jì)，變壓器的油位計(jì)和變壓器油的溫度相對(duì)應(yīng)，用以監(jiān)視變壓器油位的變化。

膠囊式儲(chǔ)油柜隔膜式儲(chǔ)油柜2021/6/2723變壓器的主要部件--儲(chǔ)油柜（2）敞開(kāi)式油枕通常使用玻璃管式的油位計(jì)，玻璃管旁邊標(biāo)著刻度，油柜上標(biāo)著相對(duì)應(yīng)的溫度?，F(xiàn)在一般也采用磁力油位計(jì)。波紋油枕采用膨脹器的位置指示作為油位指示。敞開(kāi)式儲(chǔ)油柜波紋膨脹器儲(chǔ)油柜2021/6/2724變壓器的主要部件--儲(chǔ)油柜（3）2021/6/2725儲(chǔ)油柜油位變化示意圖2021/6/2726變壓器油溫與油位指示對(duì)應(yīng)位置圖2021/6/2727變壓器的主要部件--呼吸器

7.呼吸器呼吸器又叫吸濕器，由油封、容器、干燥劑組成。容器內(nèi)裝有干燥劑（如硅膠）；當(dāng)油枕內(nèi)的空氣隨著變壓器油體積膨脹或縮小時(shí)，排出或吸入的空氣都經(jīng)過(guò)呼吸器，呼吸器內(nèi)的干燥劑吸收空氣中的水分，對(duì)空氣起過(guò)濾作用，從而保障了油枕內(nèi)的空氣干燥而清潔。呼吸器內(nèi)的干燥劑變色超過(guò)二分之一時(shí)應(yīng)及時(shí)更換。有載開(kāi)關(guān)油枕的呼吸器干燥劑更需及時(shí)更換，原因是油枕屬敞開(kāi)式油枕，沒(méi)有膠囊或者隔膜，呼吸器一旦失去吸潮功能，水分就會(huì)直接沿管道進(jìn)入開(kāi)關(guān)內(nèi)。波紋油枕沒(méi)有呼吸器。2021/6/2728變壓器的主要部件--冷卻裝置8.冷卻裝置

變壓器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的銅損、鐵損等損耗都會(huì)轉(zhuǎn)變成熱量，使變壓器的有關(guān)部分溫度升高。變壓器的冷卻方式有：1、油浸自冷式(ONAN)；2、油浸風(fēng)冷式(ONAF)；3、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式(OFAF)；4、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷式(OFWF)；冷控系統(tǒng)是根據(jù)變壓器運(yùn)行時(shí)的溫度或負(fù)荷高低手動(dòng)或自動(dòng)控制投入或退出冷卻設(shè)備，從而使變壓器的運(yùn)行溫度控制在安全范圍。油浸自冷強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式油浸風(fēng)冷強(qiáng)迫油循環(huán)水冷2021/6/2729變壓器冷卻方式代號(hào)含義

變壓器的冷卻方式是由冷卻介質(zhì)和循環(huán)方式?jīng)Q定的。油浸變壓器分為油箱內(nèi)部冷卻和油箱外部冷卻，因此油浸變壓器的冷卻方式是由四個(gè)字母代號(hào)表示的。第一個(gè)字母：與繞組接觸的冷卻介質(zhì)。

O：礦物油或燃點(diǎn)大于300℃的絕緣液體；

K：燃點(diǎn)大于300℃的絕緣液體；

L：燃點(diǎn)不可測(cè)出的絕緣液體；第二個(gè)字母：內(nèi)部冷卻介質(zhì)的循環(huán)方式。N：流經(jīng)冷卻設(shè)備和繞組內(nèi)部的油流是自然的熱對(duì)流循環(huán)；F：冷卻設(shè)備中的油流是強(qiáng)迫循環(huán)，流經(jīng)繞組內(nèi)部的油流是熱對(duì)流循環(huán)；

D：冷卻設(shè)備中的油流是強(qiáng)迫循環(huán)，在主要繞組內(nèi)的油流是強(qiáng)迫導(dǎo)向循環(huán)第三個(gè)字母：外部冷卻介質(zhì)。A：空氣；W：水第四個(gè)字母：外部冷卻介質(zhì)的循環(huán)方式。N：自然對(duì)流；F：強(qiáng)迫循環(huán)（風(fēng)扇、泵等）

2021/6/2730變壓器的主要部件–油流繼電器9.油流繼電器油流繼電器是檢測(cè)潛油泵工作狀態(tài)的部件，安裝在油泵管路上。當(dāng)油泵正常工作時(shí)，在油流的作用下，繼電器安裝在管道內(nèi)部的擋板發(fā)生偏轉(zhuǎn),帶動(dòng)指針指向油流流動(dòng)側(cè)，同時(shí)內(nèi)部接點(diǎn)閉合，發(fā)出運(yùn)行信號(hào)；當(dāng)油泵發(fā)生故障停止或出力不足時(shí),擋板沒(méi)有偏轉(zhuǎn)或偏轉(zhuǎn)角度不夠,指針偏向停止側(cè),點(diǎn)接通,跳開(kāi)相應(yīng)不出力的故障油泵,從而啟動(dòng)備用冷卻器,發(fā)信號(hào)。

2021/6/273110.壓力釋放器（閥）壓力釋放器裝于變壓器的頂部。變壓器一旦出現(xiàn)故障，油箱內(nèi)壓力增加到一定數(shù)值時(shí)，壓力釋放器動(dòng)作，釋放油箱內(nèi)壓力，從而保護(hù)了油箱本身。在壓力釋放過(guò)程中，微動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，也可使其接通跳閘回路，跳開(kāi)變壓器電源開(kāi)關(guān)。此時(shí)，壓力釋放器動(dòng)作，標(biāo)志桿升起，并突出護(hù)蓋，表明壓力釋放器已經(jīng)動(dòng)作。當(dāng)排除故障后，投入運(yùn)行前，應(yīng)手動(dòng)將標(biāo)志桿和微動(dòng)開(kāi)關(guān)復(fù)歸。壓力釋放器動(dòng)作壓力有15、25、35、55kPa等各種規(guī)格，根據(jù)變壓器設(shè)計(jì)參數(shù)選擇。

變壓器的主要部件--壓力釋放器安裝結(jié)束拆掉2021/6/2732變壓器的主要部件–防爆管早期變壓器安裝的是一種防爆管，作用相當(dāng)于變壓器壓力釋放閥，同樣起到安全閥的作用。

防爆膜一般用玻璃制作，中間用玻璃刀劃十字，降低玻璃機(jī)械強(qiáng)度，使其在設(shè)定壓力下正確動(dòng)作。

2021/6/273311.電流互感器

俗稱升高座，既支撐和固定套管，內(nèi)部還裝入套管式電流互感器，供繼電保護(hù)和電氣儀表用。變壓器的主要部件--電流互感器2021/6/2734變壓器的主要部件–氣體繼電器12.氣體繼電器氣體繼電器也稱瓦斯繼電器，它是變壓器的主要保護(hù)裝置，安裝在變壓器油箱與儲(chǔ)油柜的連接管上。有1%-1.5%的傾斜角度，以使氣體能流到瓦斯繼電器內(nèi)，當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)，由于油的分解產(chǎn)生的油氣流，沖擊繼電器下?lián)醢?，使接點(diǎn)閉合，跳開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。若空氣進(jìn)入變壓器或內(nèi)部有輕微故障時(shí)，可使繼電器上接點(diǎn)動(dòng)作，發(fā)出預(yù)報(bào)信號(hào)，通知相關(guān)人員處理。瓦斯繼電器上部裝有試驗(yàn)及恢復(fù)按鈕和放氣閥門。瓦斯繼電器上部有引出線，分別接入跳閘保護(hù)及信號(hào)。瓦斯應(yīng)有防雨罩，防止進(jìn)水。瓦斯繼電器應(yīng)定期進(jìn)行動(dòng)作和絕緣校驗(yàn)。取氣盒2021/6/2735變壓器的主要部件–氣體繼電器結(jié)構(gòu)上浮子上浮子磁鐵干簧管下浮子下浮子磁鐵干簧管擋板雙浮子瓦斯繼電器開(kāi)口杯瓦斯繼電器開(kāi)口杯干簧管干簧管擋板磁鐵擋板開(kāi)口杯磁鐵2021/6/2736變壓器的主要部件–氣體繼電器動(dòng)作原理氣體積聚：在變壓器油中有自由氣體。反應(yīng):液體中的氣體上升，聚集在瓦斯繼電器內(nèi)并擠壓變壓器油。隨著液面的下降，上浮子也一同下降。通過(guò)浮子的運(yùn)動(dòng)，將帶動(dòng)一個(gè)開(kāi)關(guān)元件（磁性開(kāi)關(guān)管），由此啟動(dòng)報(bào)警信號(hào)。但下浮子不受影響，因?yàn)橐欢康臍怏w是可以通過(guò)管道向儲(chǔ)液罐流動(dòng)。故障：由于滲漏造成變壓器油流失。反應(yīng)：隨著液體水平面的下降，上浮子也同時(shí)下沉，此時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。當(dāng)液體繼續(xù)流失，儲(chǔ)液罐、管道和瓦斯繼電器被排空。隨著液體水平面的下降，下浮子下沉。通過(guò)浮子的運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)一個(gè)開(kāi)關(guān)元件，由此切斷連接變壓器的電源。

故障：由于一個(gè)突發(fā)性地不尋常事件，產(chǎn)生了向儲(chǔ)液罐方向運(yùn)動(dòng)的壓力波流。反應(yīng)：壓力波流沖擊安裝在流動(dòng)液體中的擋板，壓力波流的流速超過(guò)擋板的動(dòng)作靈敏度，擋板順壓力波流的方向運(yùn)動(dòng)，開(kāi)關(guān)元件因此被啟動(dòng)。由此變壓器跳閘。2021/6/2737變壓器的主要部件–溫度計(jì)13.溫度計(jì)溫度計(jì)由溫包、導(dǎo)管和壓力計(jì)組成。將溫包插入箱蓋上注有油的安裝座中，使油的溫度能均勻地傳到溫包，溫包中的氣體隨溫度變化而脹縮，產(chǎn)生壓力，使壓力計(jì)指針轉(zhuǎn)動(dòng)，指示溫度。變壓器還安裝有PT100（銅鉑合金）的電阻，該電阻阻值隨溫度呈線性變化，可以在控制室觀察變壓器溫度。變壓器的溫度計(jì)除指示變壓器上層油溫和繞組溫度以外，另一個(gè)作用是作為控制回路的硬接點(diǎn)啟動(dòng)或退出冷卻器、發(fā)出溫度過(guò)高的告警信號(hào)。2021/6/2738變壓器的主要部件--絕緣套管14.絕緣套管變壓器繞組的引出線從油箱內(nèi)穿過(guò)油箱蓋時(shí)，必須經(jīng)過(guò)絕緣套管，以使帶電的引出線與接地的油箱絕緣。絕緣套管一般是瓷制的，它的結(jié)構(gòu)取決于它的電壓等級(jí)。

10kV以下的為單瓷制絕緣套管，瓷套內(nèi)為空氣絕緣或變壓器油絕緣，中間穿過(guò)一根導(dǎo)電銅桿。110kV及以上電壓等級(jí)一般采用全密封油浸紙絕緣電容式套管。套管內(nèi)注有變壓器油，不與變壓器本體相通。2021/6/2739變壓器附件安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(1)工序檢驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

高壓套管安裝套管及電流互感器試驗(yàn)主要合格升高座安裝外觀檢查接線端子

牢固，無(wú)滲漏油放氣塞

升高座最高處安裝位置

正確絕緣筒裝配

正確、不影響套管穿入法蘭連接

緊密