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电力变压器的内部结构图

作者:电力变压器厂  发布日期:2022-08-03  

  电力变压器的基本结构部件是铁芯和绕阻,由它们构成电力变压器的器身。为了改善排热标准,大、中容积电力变压器的器身渗入装满电力变压器油的封闭油箱中,各绕阻与外电路的连接则经绝缘管引出。为了使电力变压器安全可靠地运行,还设有储油柜、气体继电器和安全气道等配件。

  电力变压器内部结构图

  (一)铁芯

  铁芯既做为电力变压器的磁路;又做为电力变压器的机械框架。为了保证导磁性能、降低交变磁通在铁心里引起的耗损,电力变压器的铁芯都采用厚度为0.35-0.5mm的电工钢片叠装成的。电工钢片的两面涂有绝缘层,起绝缘作用。大空间电力变压器多采用高磁导率、低损耗的冷扎电工钢片。电力电力变压器的铁芯一般都选用心式构造,其铁芯可分为铁心柱(有绕阻的部分)和铁轭(连接2个铁心柱的部分)两部分。绕阻套服在铁心柱上,铁轭使铁心柱间的磁路合闭。在铁心柱与铁轭组成整个铁芯时,多采用相叠式安装,使各层的接缝不在同一地点,那样能减少励磁电流,但缺点是安装繁杂,费工费时。在一般电力变压器中,铁心柱截面选用外接圆的阶梯形。只有当电力变压器容积很小时才选用方形。交流磁通在铁心里会引起涡流损耗和磁滞损耗,使铁芯发热。在大空间电力变压器的铁心里,通常设定油道。铁芯浸在电力变压器油中,当油从油道中流落伍,可将铁心里的热量带去。

  (二)绕阻

  绕阻是电力变压器的电路部分,用于传送电能,一般分为髙压绕阻和低压绕阻。接在较高电压里的绕阻称为髙压绕阻;接在较低压里的绕阻称为低压绕阻。从能量的转换传送而言,接在电源上,从电源吸收电能的绕阻称为原边绕阻(又称一次绕阻或初级绕阻);与负荷连接,给负荷运输电能的绕阻称副边绕组(又称二次绕组或次级绕组)。绕阻一般是用绝缘的铜线绕制成的。高压绕组的匝数多、导线截面小;低压绕组的匝数少、导线截面大。为了确保电力变压器可以安全可靠的运行及其有足够的使用寿命,对绕组的电气性能、耐温性能和冲击韧性都有一定的规定。绕阻是按照一定规律相互连接的多个线圈的组合。依据髙压绕阻和低压绕阻互相位置的不同,绕阻构造型式可分为同舟式和相叠式两种。同舟式绕阻是将髙压绕阻和低压绕阻同舟地套服在铁心柱上。为了绝缘便捷,低压绕阻紧靠着铁芯,髙压绕阻则套服在低压绕阻的外面,两个绕阻之间留出油道。油道一是作为绕阻间的绝缘空隙;二是做为排热通道,使油从油道中流过制冷绕阻。在单相电力变压器中,高、低压绕阻均分成两部分,各自套服在两铁心柱上,这两部分能够串连或并接;在三相电力变压器中属于同一相的高、低压绕阻全部套服在同一铁心柱上。同舟式绕组的结构简单、制造便捷,心式电力变压器一般都采用这种构造。相叠式绕阻是将髙压绕阻和低压绕阻分为多个线饼,顺着铁心柱更替排序而组成。为了便于绝缘和排热,髙压绕阻与低压绕组之间留出油道并且在顶部和*下层靠近铁轭处放置低压绕阻。相叠式绕组的冲击韧性高,导线便捷,壳式电力变压器一般采用这种构造。

  (三)油箱及配件

  1、油箱:油箱便是油浸式电力变压器的外壳。电力变压器在运行时绕阻和铁芯会产生热量,为了迅速将热量释放到周边空气中去,可采用提升排热面积的方法。电力变压器油箱的结构型式主要有平台式、管式等。对容积较大的电力变压器,选用在油箱壁的外侧配有散热管的管式油箱来增加排热面积,当油受热膨胀时,箱里的滚油上升到油箱的上端,经散热管冷却后的油下降到油箱的底部,产生自然循环,把热量释放到周边空气中。对大空间电力变压器,还可选用逼迫制冷的方法,如用风机吹冷电力变压器等以提高排热效果。电力变压器油由高、低压绕阻套服在铁芯上总称为器身,器身放到油箱中,油箱中充以电力变压器油。

  2、电力变压器油:电力变压器油是一种矿物油,具有很好的绝缘性能。电力变压器油起两个作用:①在电力变压器绕阻与绕组、绕阻与铁芯及油箱之间起绝缘作用,提升绕阻的绝缘强度。由于油的绝缘性能比空气好。②电力变压器油遇热后产生对流,对电力变压器铁芯和绕阻起排热功效,由于根据油遇热后的对流功效,可以将绕阻及铁芯的热量带到油箱壁,再由油箱壁释放到空气中去。对电力变压器油的要求是:物质强度大;燃点高;黏度小;水分和杂质含量尽量少。

  3、储油柜:电力变压器油遇热后应膨胀,因而油箱不能密封。为了减小油与空气的接触面积,电力变压器安装有储油柜。储油柜固定在油箱顶部并用管道与油箱直接连接,储油柜的上端有给油栓,可以向电力变压器内补油,油箱的下部有放油活门,能够排出电力变压器油。储油柜使油箱内部与外界气体阻隔,降低了油氧化及吸收水分的面积。储油柜里的油位高度被控制在一定范围内,当油受热膨胀时,一部分油被挤进储油柜使得油位上升,而油遇冷收缩时,这部分油再流回油箱使油位减少。储油柜的大小应能满足电力变压器在各种可能的运行温度下,油位的调节总是能保持在储油柜的范围内。储油柜的一侧有油位计,可查看油位高度的转变。此外,储油柜上还配有吸湿器,它是一种气体过滤系统,外部气体经过吸湿器干躁后才能进入储油柜,从而使油箱中的油不易变质毁坏。

  4、气体继电器(瓦斯继电器):装到电力变压器的油箱和储油柜间的管道中,关键保护设备。内部有一个含有水银开关的浮筒和一块能带动水银开关的隔板。当电力变压器出现故障,产生的气体聚集在气体继电器上端,油位降低,浮筒下沉,接通水银开关而发信号;当电力变压器发生严重故障,油流打破隔板,隔板偏移时推动一套组织使另一水银开关接通,发信号并跳闸,摘除电力变压器的电源。

  5、安全气道(防爆管):大空间电力变压器的油盖上还配有安全气道,它是一个长的钢筒,下面与油箱互通,上方配有防爆膜。当电力变压器内部发生严重故障产生大量气体时,油箱内部压力快速上升而打破安全气道里的防爆膜,喷出气体,清除压力,以防产生重大事故。

  6、分接开关:在供电系统,为了使电力变压器的输出电压控制在允许变化的范围内,电力变压器的原边绕阻匝数要求在一定范畴内调节,因此原绕阻一般备有抽头,称为分接头。运用开关与不同接头连接,可改变原绕组的匝数,达到调节电压的目的。分接开关分成有载调压分接开关和无载调压分接开关。

  7、绝缘管:装到电力变压器的油箱盖上作用是把线圈导线端头从油箱中引出,并使导线与油箱绝缘。电压小于1KV选用瓷制绝缘管,电压在10-35KV选用打气或充油套管,电压高过110KV选用电容式套管。

  8、测温装置:检测电力变压器的油位温度。小型的油浸式电力变压器用水银体温计,较大的电力变压器用压力式温度计。

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