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    變壓器的內部結構圖

    發布時間:2022/8/6 15:44:50 人氣:37

      變壓器的基本結構部件是鐵芯和繞阻,由它們構成變壓器的器身。為了改善排熱標準,大、中容積變壓器的器身滲入裝滿變壓器油的封閉油箱中,各繞阻與外電路的連接則經絕緣管引出。為了使變壓器安全可靠地運行,還設有儲油柜、氣體繼電器和安全氣道等配件。

      (一)鐵芯

      鐵芯既做為變壓器的磁路;又做為變壓器的機械框架。為了保證導磁性能、降低交變磁通在鐵心里引起的耗損,變壓器的鐵芯都采用厚度為0.35-0.5mm的電工鋼片疊裝成的。電工鋼片的兩面涂有絕緣層,起絕緣作用。大空間變壓器多采用高磁導率、低損耗的冷扎電工鋼片。電力變壓器的鐵芯一般都選用心式構造,其鐵芯可分為鐵心柱(有繞阻的部分)和鐵軛(連接2個鐵心柱的部分)兩部分。繞阻套服在鐵心柱上,鐵軛使鐵心柱間的磁路合閉。在鐵心柱與鐵軛組成整個鐵芯時,多采用相疊式安裝,使各層的接縫不在同一地點,那樣能減少勵磁電流,但缺點是安裝繁雜,費工費時。在一般變壓器中,鐵心柱截面選用外接圓的階梯形。只有當變壓器容積很小時才選用方形。交流磁通在鐵心里會引起渦流損耗和磁滯損耗,使鐵芯發熱。在大空間變壓器的鐵心里,通常設定油道。鐵芯浸在變壓器油中,當油從油道中流落伍,可將鐵心里的熱量帶去。

      (二)繞阻

      繞阻是變壓器的電路部分,用于傳送電能,一般分為髙壓繞阻和低壓繞阻。接在較高電壓里的繞阻稱為髙壓繞阻;接在較低壓里的繞阻稱為低壓繞阻。從能量的轉換傳送而言,接在電源上,從電源吸收電能的繞阻稱為原邊繞阻(又稱一次繞阻或初級繞阻);與負荷連接,給負荷運輸電能的繞阻稱副邊繞組(又稱二次繞組或次級繞組)。繞阻一般是用絕緣的銅線繞制成的。高壓繞組的匝數多、導線截面小;低壓繞組的匝數少、導線截面大。為了確保變壓器可以安全可靠的運行及其有足夠的使用壽命,對繞組的電氣性能、耐溫性能和沖擊韌性都有一定的規定。繞阻是按照一定規律相互連接的多個線圈的組合。依據髙壓繞阻和低壓繞阻互相位置的不同,繞阻構造型式可分為同舟式和相疊式兩種。同舟式繞阻是將髙壓繞阻和低壓繞阻同舟地套服在鐵心柱上。為了絕緣便捷,低壓繞阻緊靠著鐵芯,髙壓繞阻則套服在低壓繞阻的外面,兩個繞阻之間留出油道。油道一是作為繞阻間的絕緣空隙;二是做為排熱通道,使油從油道中流過制冷繞阻。在單相變壓器中,高、低壓繞阻均分成兩部分,各自套服在兩鐵心柱上,這兩部分能夠串連或并接;在三相變壓器中屬于同一相的高、低壓繞阻全部套服在同一鐵心柱上。同舟式繞組的結構簡單、制造便捷,心式變壓器一般都采用這種構造。相疊式繞阻是將髙壓繞阻和低壓繞阻分為多個線餅,順著鐵心柱更替排序而組成。為了便于絕緣和排熱,髙壓繞阻與低壓繞組之間留出油道并且在頂部和最下層靠近鐵軛處放置低壓繞阻。相疊式繞組的沖擊韌性高,導線便捷,殼式變壓器一般采用這種構造。

      (三)油箱及配件

      1、油箱:油箱便是油浸式變壓器的外殼。變壓器在運行時繞阻和鐵芯會產生熱量,為了迅速將熱量釋放到周邊空氣中去,可采用提升排熱面積的方法。變壓器油箱的結構型式主要有平臺式、管式等。對容積較大的變壓器,選用在油箱壁的外側配有散熱管的管式油箱來增加排熱面積,當油受熱膨脹時,箱里的滾油上升到油箱的上端,經散熱管冷卻后的油下降到油箱的底部,產生自然循環,把熱量釋放到周邊空氣中。對大空間變壓器,還可選用逼迫制冷的方法,如用風機吹冷變壓器等以提高排熱效果。變壓器油由高、低壓繞阻套服在鐵芯上總稱為器身,器身放到油箱中,油箱中充以變壓器油。

      2、變壓器油:變壓器油是一種礦物油,具有很好的絕緣性能。變壓器油起兩個作用:①在變壓器繞阻與繞組、繞阻與鐵芯及油箱之間起絕緣作用,提升繞阻的絕緣強度。由于油的絕緣性能比空氣好。②變壓器油遇熱后產生對流,對變壓器鐵芯和繞阻起排熱功效,由于根據油遇熱后的對流功效,可以將繞阻及鐵芯的熱量帶到油箱壁,再由油箱壁釋放到空氣中去。對變壓器油的要求是:物質強度大;燃點高;黏度小;水分和雜質含量盡量少。

      3、儲油柜:變壓器油遇熱后應膨脹,因而油箱不能密封。為了減小油與空氣的接觸面積,變壓器安裝有儲油柜。儲油柜固定在油箱頂部并用管道與油箱直接連接,儲油柜的上端有給油栓,可以向變壓器內補油,油箱的下部有放油活門,能夠排出變壓器油。儲油柜使油箱內部與外界氣體阻隔,降低了油氧化及吸收水分的面積。儲油柜里的油位高度被控制在一定范圍內,當油受熱膨脹時,一部分油被擠進儲油柜使得油位上升,而油遇冷收縮時,這部分油再流回油箱使油位減少。儲油柜的大小應能滿足變壓器在各種可能的運行溫度下,油位的調節總是能保持在儲油柜的范圍內。儲油柜的一側有油位計,可查看油位高度的轉變。此外,儲油柜上還配有吸濕器,它是一種氣體過濾系統,外部氣體經過吸濕器干躁后才能進入儲油柜,從而使油箱中的油不易變質毀壞。

      4、氣體繼電器(瓦斯繼電器):裝到變壓器的油箱和儲油柜間的管道中,關鍵保護設備。內部有一個含有水銀開關的浮筒和一塊能帶動水銀開關的隔板。當變壓器出現故障,產生的氣體聚集在氣體繼電器上端,油位降低,浮筒下沉,接通水銀開關而發信號;當變壓器發生嚴重故障,油流打破隔板,隔板偏移時推動一套組織使另一水銀開關接通,發信號并跳閘,摘除變壓器的電源。

      5、安全氣道(防爆管):大空間變壓器的油蓋上還配有安全氣道,它是一個長的鋼筒,下面與油箱互通,上方配有防爆膜。當變壓器內部發生嚴重故障產生大量氣體時,油箱內部壓力快速上升而打破安全氣道里的防爆膜,噴出氣體,清除壓力,以防產生重大事故。

      6、分接開關:在供電系統,為了使變壓器的輸出電壓控制在允許變化的范圍內,變壓器的原邊繞阻匝數要求在一定范疇內調節,因此原繞阻一般備有抽頭,稱為分接頭。運用開關與不同接頭連接,可改變原繞組的匝數,達到調節電壓的目的。分接開關分成有載調壓分接開關和無載調壓分接開關。

      7、絕緣管:裝到變壓器的油箱蓋上作用是把線圈導線端頭從油箱中引出,并使導線與油箱絕緣。電壓小于1KV選用瓷制絕緣管,電壓在10-35KV選用打氣或充油套管,電壓高過110KV選用電容式套管。

      8、測溫裝置:檢測變壓器的油位溫度。小型的油浸式變壓器用水銀體溫計,較大的變壓器用壓力式溫度計。


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