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变压器

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  • 发布时间:2013/9/18 10:48:02
  • 作者:银河电气

一、概述

  变压器(Transformer)是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有:电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。按用途可以分为:配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器等。

二、变压器基本组成

  变压器组成部件包括器身(铁芯、绕组、绝缘、引线)、变压器油、油箱和冷却装置、调压装置、保护装置(吸湿器、安全气道、气体继电器、储油柜及测温装置等)和出线套管。

1、铁芯

  铁芯是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高,厚度分别为0.35 mm\0.3mm\0.27 mm,由表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成。

  铁芯分为铁芯柱和横片两部分,铁芯柱套有绕组;横片是闭合磁路之用。

  铁芯结构的基本形式有心式和壳式两种。

2、绕组

  绕组是变压器的电路部分,它是用双丝包绝缘扁线或漆包圆线绕成。

三、变压器主要分类

一般常用变压器的分类可归纳如下:

1、按相数分:

  1)单相变压器:用于单相负荷和三相变压器组。

  2)三相变压器:用于三相系统的升、降电压。

2、按冷却方式分:

  1)干式变压器:依靠空气对流进行自然冷却或增加风机冷却,多用于高层建筑、高速收费站点用电及局部照明、电子线路等小容量变压器。

  2)油浸式变压器:依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。

3、按用途分:

  1)电力变压器:用于输配电系统的升、降电压。

  2)仪用变压器:如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置。

  3)试验变压器:能产生高压,对电气设备进行高压试验。

  4)特种变压器:如电炉变压器、整流变压器、调整变压器、电容式变压器、移相变压器等。

4、按绕组形式分:

  1)双绕组变压器:用于连接电力系统中的两个电压等级。

  2)三绕组变压器:一般用于电力系统区域变电站中,连接三个电压等级。

  3)自耦变电器:用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。

5、按铁芯形式分:

  1)芯式变压器:用于高压的电力变压器。

  2)非晶合金变压器:非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料,空载电流下降约80%,是节能效果较理想的配电变压器,特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低的地方。

  3)壳式变压器:用于大电流的特殊变压器,如电炉变压器、电焊变压器;或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。

四、日常保养

1、允许温度

  变压器运行时,它的线圈和铁芯产生铜损和铁损,这些损耗变为热能,使变压器的铁芯和线圈温度上升。若温度长时间超过允许值会使绝缘渐渐失去机械弹性而使绝缘老化。

  变压器运行时各部分的温度是不相同的,线圈的温度最高,其次是铁芯的温度,绝缘油温度低于线圈和铁芯的温度。变压器的上部油温高于下部油温。变压器运行中的允许温度按上层油温来检查。对于A 级绝缘的变压器在正常运行中,当周围空气温度最高为40°C 时,变压器绕组的极限工作温度是105°C。由于绕组的温度比油温度高 10°C,为防止油质劣化,规定变压器上层油温最高不超过95°C,而在正常情况下,为防止绝缘油过速氧化,上层油温不应超过85°C。对于采用强迫油循环水冷却和风冷的变压器,上层油温不宜经常超过75°C。

2、允许温升

  只监视变压器运行中的上层油温,还不能保证变压器的安全运行,还必须 监视上层油温与冷却空气的温差—即温升。变压器温度与周围空气温度的差值,称为变压器的温升。对A 级绝缘的变压器,当周围最高温度为40°C 时,国家 标准规定绕组的温升65°C,上层油温的允许温升为55°C。只要变压器温升不超 过规定值,就能保证变压器在额定负荷下规定的运行年限内安全运行。(变压器在正常运行时带额定负荷可连续运行20 年)

3、合理容量

  在正常运行时,应使变压器承受的用电负荷在变压器额定容量的75—90% 左右。

4、变压器低压最大不平衡电流不得超过额定值的25%;变压器电源电压变化允许范围为额定电压的正负5%。

  如果超过这一范围应采用分接开关进行调整,使电压达到规定范围。通常是改变一次绕组分接抽头的位置实现调压的,连接及切换分接抽头位置的装置叫分接开关,它是通过改变变压器高压绕组的匝数来调整变比的。电压低对变压器本身无影响,只降低一些出力,但对用电设备有影响;电压增高,磁通增加,铁芯饱和,铁芯损耗增加,变压器温度升高。

5、过负荷

  过负荷分正常过负荷和事故过负荷两种情况。正常过负荷是在正常供电情况下,用户用电量增加而引起的。它将使变压器温度升高,导致变压器绝缘加速老化,使用寿命降低,因此,一般情况下不允许过负荷运行。特殊情况变压器可在短时间内过负荷运行,但在冬季不得超过额定负荷30%,夏季不得超过额 定负荷的15%。此外,应根据变压器的温升与制造厂规定来确定变压器的过负荷能力。

  当电力系统或用户变电站发生事故时,为保证对重要设备的连续供电,故允许变压器短时间过负荷运行,即事故过负荷,事故过负荷时会引起线圈温度超过允许值,因此对绝缘来讲比正常条件老化要快。但事故过负荷的机会少,在一般情况下变压器又是欠负荷运行,所以短时的过负荷致于损坏变压器的绝缘。事故过负荷的时间及倍数应根据制造厂规定执行。

扩展阅读:

WP4000变频功率分析仪在变压器测试中的应用

 

作者:hb_yinhe

单位:湖南银河电气有限公司(www.vfe.cc


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