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变压器结构图解

2020-07-07 23:05

   

  变压器结构图解 变压器的基本结构部件是铁心和绕组,由它们组成变压器的器身。为 了改善散热条件,大、中容量变压器的器身浸入盛满变压器油的封闭 油箱中,各绕组与外电路的连接则经绝缘套管引出。为了使变压器安 全可靠地运行,还设有储油柜、气体继电器和安全气道等附件。 (一)铁心 铁心既作为变压器的磁路;又作为变压器的机械骨架。为了提高导磁 性能、减少交变磁通在铁心中引起的损耗,变压器的铁心都采用厚度 为 0.35-0.5mm 的电工钢片叠装而成。电工钢片的两面涂有绝缘层, 起绝缘作用。大容量变压器多采用高磁导率、低损耗的冷轧电工钢片。 电力变压器的铁心一般都采用心式结构,其铁心可分为铁心柱(有绕 组的部分)和铁轭(联接两个铁心柱的部分)两部分。绕组套装在铁心 柱上,铁轭使铁心柱之间的磁路闭合。在铁心柱与铁轭组合成整个铁 心时,多采用交叠式装配,使各层的接缝不在同一地点,这样能减少 励磁电流,但缺点是装配复杂,费工费时。在一般变压器中,铁心柱 截面采用外接圆的阶梯形。只有当变压器容量很小时才采用方形。交 流磁通在铁心中会引起涡流损耗和磁滞损耗,使铁心发热。在大容量 变压器的铁心中,往往设置油道。铁心浸在变压器油中,当油从油道 中流过时,可将铁心中的热量带走。 (二)绕组 绕组是变压器的电路部分,用来传输电能,一般分为高压绕组和低 压绕组。接在较高电压上的绕组称为高压绕组;接在较低电压上的绕 组称为低压绕组。从能量的变换传递来说,接在电源上,从电源吸收 电能的绕组称为原边绕组(又称一次绕组或初级绕组);与负载连接, 给负载输送电能的绕组称副边绕组(又称二次绕组或次级绕组)。绕组 一般是用绝缘的铜线绕制而成。高压绕组的匝数多、导线横截面小; 低压绕组的匝数少、导线横截面大。为了保证变压器能够安全可靠的 运行以及有足够的使用寿命,对绕组的电气性能、耐热性能和机械强 度都有一定的要求。绕组是按照一定规律连接起来的若干个线圈的组 合。根据高压绕组和低压绕组相互位置的不同,绕组结构型式可分为 同心式和交叠式两种。同心式绕组是将高压绕组和低压绕组同心地套 装在铁心柱上。为了绝缘方便,低压绕组紧靠着铁心,高压绕组则套 装在低压绕组的外面,两个绕组之间留有油道。油道一是作为绕组间 的绝缘间隙;二是作为散热通道,使油从油道中流过冷却绕组。在单 相变压器中,高、低压绕组均分为两部分,分别套装在两铁心柱上, 这两部分可以串联或并联;在三相变压器中属于同一相的高、低压绕 组全部套装在同一铁心柱上。同心式绕组的结构简单、制造方便,心 式变压器一般都采用这种结构。交叠式绕组是将高压绕组和低压绕组 分成若干线饼,沿着铁心柱交替排列而构成。为了便于绝缘和散热, 高压绕组与低压绕组之间留有油道并且在最上层和最下层靠近铁轭 处安放低压绕组。交叠式绕组的机械强度高,引线方便,壳式变压器 一般采用这种结构。 (三)油箱及附件 1、油箱:油箱就是油浸式变压器的外壳。变压器在运行中绕组和铁 心会产生热量,为了迅速将热量散发到周围空气中去,可采用增加散 热面积的方法。变压器油箱的结构型式主要有平板式、管式等。对容 量较大的变压器,采用在油箱壁的外侧装有散热管的管式油箱来增加 散热面积,当油受热膨胀时,箱内的热油上升到油箱的上部,经散热 管冷却后的油下降到油箱的底部,形成自然循环,把热量散发到周围 空气中。对大容量变压器,还可采用强迫冷却的方法,如用风扇吹冷 变压器等以提高散热效果。变压器油由高、低压绕组套装在铁心上总 称为器身,器身放在油箱中,油箱中充以变压器油。 2、变压器油:变压器油是一种矿物油,具有很好的绝缘性能。变压 器油起两个作用:①在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间起 绝缘作用,提高绕组的绝缘强度。因为油的绝缘性能比空气好。②变 压器油受热后产生对流,对变压器铁心和绕组起散热作用,因为通过 油受热后的对流作用,可以将绕组及铁心的热量带到油箱壁,再由油 箱壁散发到空气中去。对变压器油的要求是:介质强度高;着火点高; 粘度小;水分和杂质含量尽可能少。 3、储油柜:变压器油受热后要膨胀,因此油箱不能密封。为了减小 油与空气的接触面积,变压器安装有储油柜。储油柜固定在油箱顶上 并用管子与油箱直接连通,储油柜的上部有加油栓,可以向变压器内 补油,油箱的下部有放油活门,可以排放变压器油。储油柜使油箱内 部与外界空气隔绝,减少了油氧化及吸收水分的面积。储油柜内的油 面高度被控制在一定范围内,当油受热膨胀时,一部分油被挤入储油 柜中使油面升高,而油遇冷收缩时,这部分油再流回油箱使油面降低。 储油柜的大小应能满足变压器在各种可能的运行温度下,油面的升降 总是能保持在储油柜的范围内。储油柜的一侧有油位计,可查看油面 高度的变化。另外,储油柜上还装有吸湿器,它是一种空气过滤装置, 外部空气经过吸湿器干燥后才能进人储油柜,从而使油箱中的油不易 变质损坏。 4、气体继电器(瓦斯继电器):装在变压器的油箱和储油柜间的管道 中,主要保护装置。内部有一个带有水银开关的浮筒和一块能带动水 银开关的挡板。当变压器发生故障,产生的气体聚集在气体继电器上 部,油面下降,浮筒下沉,接通水银开关而发出信号;当变压器发生 严重故障,油流冲破挡板,挡板偏转时带动一套机构使另一水银开关 接通,发出信号并跳闸,切除变压器的电源。 5、安全气道(防爆管):大容量变压器的油箱盖上还装有安全气道, 它是一个长的钢筒,下面与油箱相通,上端装有防爆膜。当变压器内 部发生严重故障产生大量气体时,油箱内部压力迅速升高而冲破安全 气道上的防爆膜,喷出气体,消除压力,以免产生重大事故。 6、分接开关:在电力系统,为了使变压器的输出电压控制在允许变 化的范围内,变压器的原边绕组匝数要求在一定范围内调节,因而原 绕组一般备有抽头,称为分接头。利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。分接开关分为有载调压分接开 关和无载调压分接开关。 7、绝缘套管:装在变压器的油箱盖上作用是把线圈

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