• 江蘇省機械工程學會招聘工作人員啓事


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  • 2020第二十一屆江蘇國際智能裝備制造業博覽會

    2020 21th Jiangsu International Intelligent Equipment Manufacturing Industry Exposition
    时 间:2020年03月27-29日 地 点:南京国际博览中心
    主辦單位:江蘇省機械工程學會
    协 办:江苏省机械工程学会机械设计与传动分会
    江蘇省機械工程學會無損檢測與失效分析分會
    承辦單位:南京鳳凰展覽有限公司

    學術科普

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    詳解變壓器的類型及其結構、參數

    时间:2019/12/18 13:42:41    浏览次数:27    字体:   

    變壓器的分類

    變壓器的種類很多,可按其用途、結構、相數、冷卻方式等不同來進行分類。

    1、 按用途分类:有电力变压器、特种变压器(电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等)。

    2、按結構分類: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、幹式變壓器。

    4、按冷卻方式分類:有自然冷式、風冷式、水冷式、強迫油循環風(水)冷方式、及水內冷式等。

    5、按鐵芯或線圈結構分類: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)、環型變壓器、金屬箔變壓器、輻射式變壓器等。

    6、按電源相數分類:單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。

    7、按導電材質分類:有銅線變壓器、鋁線變壓器及半銅半鋁、超導等變壓器。

    8、按調壓方式分類:可分爲無勵磁調壓變壓器、有載調壓變壓器。

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

    變壓器的結構

    铁芯和绕组是变压器中最主要的部件,构成了变压器的器身。主要介绍三相油浸式电力变压器和环氧树脂浇注绝缘的三相干式电力變壓器的結構。

    1、三相油浸式電力變壓器,如下圖所示:

    1-銘牌;2-信號式溫度計;3-吸濕器;4-油標;5-儲油櫃;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;11-油箱;12-放油閥門;13-器身;14-接地板;15-小車;16壓力釋放閥(補充:圖左上側)

    1) 铭牌:在技术参数中具体讲;

    2) 信号式温度计:热保护装置,监测油和绕组的温度,变压器的寿命取决于它的运行温度

    3) 吸湿器:吸湿器又名呼吸器,常用吸湿器爲吊式吸湿器结构。吸湿器内装有吸附剂硅胶,油枕内的绝缘油通过吸湿器与大气连通,内部吸附剂吸收空气中的水分和杂质,以保持绝缘油的良好性能。爲了显示硅胶受潮情况,一般采用变色硅胶。变色硅胶原理是利用二氯化钴(CoCL2)所含結晶水數量不同而有幾種不同顔色做成,二氯化钴含六個分子結晶水時,呈粉紅色;含有兩個分子結晶水時呈紫紅色;不含結晶水時呈藍色。呼吸器的作用是提供變壓器在溫度變化時內部氣體出入的通道,解除正常運行中因溫度變化産生對油箱的壓力。呼吸器內矽膠的作用是在變壓器溫度下降時對吸進的氣體去潮氣。油封杯的作用是延長矽膠的使用壽命,把矽膠與大氣隔離開,只有進入變壓器內的空氣才通過矽膠

    4) 油标:可以观察油面的高低,油面以一半高爲好

    5) 储油柜:当变压器油的体积随着油的温度膨胀或减小时,油枕起着调节油量,保证变压器油箱内经常充满油的作用。如没有油枕,油箱内的油面波动就会带来一下不利因素:一是油面降低时露出铁芯和线圈部分会影响散热和绝缘;二是随着油面波动空气从箱盖缝里排出和吸进,而由于上层油温很高,使油很快地氧化和受潮。油枕的油面比油箱的油面要小,这样,可以减少油和空气的接触面,防止油被过速地氧化和受潮。三是油枕的油在平时几乎不参加油箱内的循环,它的温度要比油箱内的上层油温的低的多,油的氧化过程也慢的多,因此有了油枕,可以防止油的过速氧化。

    6) 安全气道:防爆管又名安全气道,装在油箱的上盖上,由一个喇叭形管子与大气相通,管口用薄膜玻璃板或酚醛纸板封住。爲防止正常情况下防爆管内油面升高使管内气压上升而造成防爆薄膜松动或破损及引起气体继电器误动作,在防爆管与储油柜之间连接一小管,已使两处压力相等。防爆管的作用使当变压器内部发生故障时,将油里分解出来的气体及时排出,以防止变压器内部压力骤然增高而引起油箱爆炸或变形。容量爲800KVA以上的油浸式變壓器均裝有防爆管,且其保護膜的爆破壓力應低于50662.5Pa

    7) 气体继电器:当变压器发生故障时,器身就会过热,使油分解产生气体。如果产生少量气体就会发出报警信号,如果产生大量气体就会接通跳闸回路,切断电源。

    8) 高压套管:绝缘套管是油浸式电力变压器箱外的主要绝缘装置,变压器绕组的引出线必须穿过绝缘套管,使引出线之间及引出线与变压器外壳之间绝缘,同时起到固定引出线的作用。

    9) 低压套管:绝缘套管是油浸式电力变压器箱外的主要绝缘装置,变压器绕组的引出线必须穿过绝缘套管,使引出线之间及引出线与变压器外壳之间绝缘,同时起到固定引出线的作用。

    10) 分接开关:变压器的输出电压可能因负载和一次侧电压的变化而变化,可通过分接开关来控制输出电压允许范围内变动,分接开关一般装在一次侧(高压侧),通过改变一次侧调节输出电压;变压器调压是在变压器的某一绕组上设置分接头,当变换分接头时就减少或增加了一部分线匝,使带有分接头的变压器绕组的匝数减少或增加,其他绕组的匝数没有改变,从而改变了变压器绕组的匝数比。绕组的匝数比改变了,电压比也相应改变,输出电压就改变,这样就达到了调整电压的目的。在一般情况下是在高压绕组上抽出适当的分接头,因爲高压绕组常套在外面,引出分接头方便;另外高压侧电流小,引出的分接引线和分接开关的载流部分截面积小,开关接触部分也容易解决。调压方式有无励磁调压和有载调压两种。无励磁调压时,不是变压器二次不带负载,而是把变压器各侧都与电网断开,在变压器无励磁情况下变换绕组的分接头;有载调压时,变压器时在不中断负载的情况下进行变换绕组的分接头。

    11) 油箱:油箱里装满了变压器油,首先保护铁芯和绕组不受潮,又起着绝缘和散热的作用。

    12) 放油阀门:顾名思义就是用来放出变压器油的一个阀门。

    13) 器身:铁芯和绕组。铁芯:铁芯在电力变压器中是重要的组成部件之一。它由高导磁的硅钢片叠积和钢夹件夹紧而成,铁心具有两个方面的功能。在原理上,铁心是构成变压器的磁路。它把一次电路的电能转化爲磁能,又把该磁能转化爲二次电路的电能,因此,铁心是能量传递的媒介体。在结构上,它是构成变压器的骨架。在它的铁心柱上套上带有绝缘的线圈,并且牢固地对它们支撑和压紧;绕组:绕组是变压器最基本的组成部分,它与铁心合称电力变压器本体,是建立磁场和传输电能的电路部分。它是由铜或铝绝缘导线绕制而成。一次绕组输入电能,二次绕组输出电能。两个绕组中电压较高的叫高压绕组,电压较低的叫低压绕组。不同容量、不同电压等级的电力变压器,绕组形式也不一样。一般电力变压器中常采用同心式和交叠式两种结构形式。

    14) 接地板:用作变压器外壳接地的。

    15) 小车:方便搬运

    16) 压力释放阀:變壓器內部發生故障産生氣體,內部壓力超過50KPa,油和氣體會頂開膜盤釋放壓力,起保護作用。

    2、環氧樹脂澆注絕緣的三相幹式電力變壓器:

    變壓器的技術參數

    變壓器在規定的使用環境和運行條件下,主要技術數據一般都都標注在變壓器的銘牌上。主要包括:型號、額定容量、額定電壓及其分接、額定電流、額定頻率、繞組聯結組以及額定性能數據(阻抗電壓、空載電流、空載損耗和負載損耗)和總重。

    1) 型号:如下图所示


    如:SFPZ9-120000/110

    指的是三相(雙繞組變壓器省略繞組數,如果是三繞則前面還有個S)雙繞組強迫油循環風冷有載調壓,設計序號爲9,容量爲120000KVA,高壓側額定電壓爲110KV的變壓器。

    2) 额定容量(kVA):額定電壓.額定電流下連續運行時,能輸送的容量。

    3) 额定电压(kV):變壓器長時間運行時所能承受的工作電壓.爲適應電網電壓變化的需要,變壓器高壓側都有分接抽頭,通過調整高壓繞組匝數來調節低壓側輸出電壓。

    4) 额定电流(A):變壓器在額定容量下,允許長期通過的電流.

    5) 空载损耗(kW: 當以額定頻率的額定電壓施加在一個繞組的端子上,其余繞組開路時所吸取的有功功率。與鐵心矽鋼片性能及制造工藝、和施加的電壓有關.

    6) 空载电流(%: 當變壓器在額定電壓下二次側空載時,一次繞組中通過的電流.一般以額定電流的百分數表示.

    7) 负载损耗(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,此時變壓器所消耗的功率.

    8) 阻抗电压(%):把變壓器的二次繞組短路,在一次繞組慢慢升高電壓,當二次繞組的短路電流等于額定值時,此時一次側所施加的電壓.一般以額定電壓的百分數表示.

    9) 相数和频率:三相开头以S表示,單相開頭以D表示。中國國家標准頻率f50Hz。國外有60Hz的國家(如美國)。

    10) 温升与冷却:变压器绕组或上层油温与变压器周围环境的温度之差,称爲绕组或上层油面的温升.油浸式变压器绕组温升限值爲65K、油面温升爲55K。冷卻方式也有多種:油浸自冷、強迫風冷,水冷,管式、片式等。

    11) 绝缘水平:有绝缘等级标准。绝缘水平的表示方法举例如下:高压额定电压爲35kV级,低压额定电压爲10kV级的变压器绝缘水平表示爲 LI200AC85/LI75AC35,其中LI200表示该变压器高压雷电冲击耐受电压爲200kV,工频耐受电压爲85kV,低压雷电冲击耐受电压爲75kV,工频耐受电压爲35kV

    12) 联结组标号:根据变压器一.二次繞組的相位關系,把變壓器繞組連接成各種不同的組合,称爲绕组的联结组。爲了区别不同的联结组,常采用時鍾表示法,即把高压侧线电压的相量作爲时钟的长针,固定在12,低压侧线电压的相量作爲时钟的短针,看短針指在哪一個數字上,就作爲该联结组的标号.Dyn11表示一次绕组是(三角形)联结,二次绕组是带有中心点的(星形)联结,组号爲(11)點。