變壓器主要由鐵芯、繞組、油箱、油枕、絕緣套管、分接開關(guān)和氣體繼電器粒取向硅鋼片構(gòu)成。依照繞組在鐵芯中的布置方式,有鐵芯式和鐵殼式之分。
在大容量的變壓器中,為使鐵芯損耗發(fā)出的熱量能夠被絕緣油在循環(huán)時(shí)充分帶走,以達(dá)到良好的冷卻效果,常在鐵芯中設(shè)有冷卻油道。
1.2繞組
繞組和鐵芯都是變壓器的核心元件。由于繞組本身有電阻或接頭處有接觸電阻,由I2Rt知要產(chǎn)生熱量。故繞組不能長時(shí)間通過比額定電流高的電流。另外,通過短路電流時(shí)將在繞組上產(chǎn)生很大的電磁力而損壞變壓器。其基本繞組有同心式和交疊式兩種。
變壓器繞組主要故障是匝間短路和對(duì)外殼短路。匝間短路主要是由于絕緣老化,或由于變壓器的過負(fù)荷以及穿越性短路時(shí)絕緣受到機(jī)械的損傷而產(chǎn)生的。變壓器內(nèi)的油面下降,致使繞組露出油面時(shí),也能發(fā)生匝間短路;另外有穿越短路時(shí),由于過電流作用使統(tǒng)組變形,使絕緣受到機(jī)械損傷,也會(huì)產(chǎn)生匝間短路匝間短路時(shí),短路繞組內(nèi)電流可能超過額定值,但整個(gè)繞組電流可能未超過額定值。在這種情況下,瓦斯保護(hù)動(dòng)作,情況嚴(yán)重時(shí),差動(dòng)保護(hù)裝置也會(huì)動(dòng)作對(duì)外殼短路的原因也是由于絕緣老化或油受潮、油面下降,或因雷電和操作過電壓而產(chǎn)生的。除此以外,在發(fā)生穿越短路時(shí),因過電流而使繞組變形,也會(huì)產(chǎn)生對(duì)外殼短路的現(xiàn)象。對(duì)外殼短路時(shí),一般都是瓦斯保護(hù)裝置動(dòng)作和接地保護(hù)動(dòng)作
1.3油箱
油浸式變壓器的器身(繞組及鐵芯)都裝在充滿變壓器油的油箱中,油箱用鋼板焊成。中、小型變壓器的油箱由箱殼和箱蓋組成,變壓器的器身放在箱殼內(nèi)將箱蓋打開就可吊出器身進(jìn)行檢修
漏油是油箱常見的問題
1.4油枕
油枕又叫油柜,是一種油保護(hù)裝置,它是由鋼板做成的圓桶形容器,水平安裝在變壓器油箱蓋上,用彎曲管與油箱連接。油枕的一端裝有一個(gè)油位計(jì)(油標(biāo)管),從油位計(jì)中可以監(jiān)視油位的變化。油枕的容積一般為變壓器油箱所裝油體積的8%~10%
當(dāng)變壓器油的體積隨著油的溫度膨脹或縮小時(shí),油枕起著儲(chǔ)油及補(bǔ)油的作用,從而保證油箱內(nèi)充滿油。同時(shí)由于裝了油枕,使變壓器油縮小了與空氣的接觸面,減少了油的劣化速度。大型變壓器為防止油與大氣接觸的機(jī)會(huì),其油枕常用隔膜式油枕和膠曩式油枕
1.5呼吸器
呼吸器又稱吸濕器,通常由一根管道和玻璃容器組成,內(nèi)裝干燥劑(硅膠或活性氧化鋁)。當(dāng)油枕內(nèi)的空氣隨變壓器油的體積膨脹或縮小時(shí),排出或吸入的空氣都經(jīng)過呼吸器,呼吸器內(nèi)的干燥劑吸收空氣中的水分,對(duì)空氣起過濾作用從而保持油的清潔。浸有氯化鈷的硅膠,其顆粒在干燥時(shí)是鈷藍(lán)色的,但是隨著
硅膠吸收水分接近飽和時(shí),粒狀硅膠將轉(zhuǎn)變成粉白色或紅色,據(jù)此可判斷硅膠是否已失效。受潮后的硅膠可通過加熱烘干而再生,當(dāng)硅膠顆粒的顏色變成鈷藍(lán)色時(shí),再生工作就完成了
1.6壓力釋放裝置
壓力釋放裝置在保護(hù)電力變壓器方面起著重要作用。充有變壓器油電力變壓器中,如果內(nèi)部出現(xiàn)故障或短路,電弧放電就會(huì)在瞬間使油汽化,導(dǎo)致油箱內(nèi)壓力極快升高。如果不能極快釋放該壓力,油箱就會(huì)破裂,將易燃油噴射到很大的區(qū)域內(nèi),可能引起火災(zāi),造成更大破壞,因此必須采取措施防止這種情況發(fā)生
壓力釋放裝置有防爆管和壓力釋放器兩種,防爆管用于小型變壓器,壓力釋放器用于大、中型變壓器。
散熱器形式有瓦楞性、扇形、圓形、排管等,散熱面積越大,散熱的效果就
越好。當(dāng)變壓器上層油溫與下部油溫有溫差時(shí),通過散熱器形成油的對(duì)流,經(jīng)散
熱器冷卻后流回油箱,起到降低變壓器溫度的作用。為提高變壓器冷卻效果,可
采用風(fēng)冷、強(qiáng)迫油風(fēng)冷和強(qiáng)迫油水冷等措施。散熱器的主要故障是漏油。
18絕緣套管
變壓器繞組的引出線從箱內(nèi)穿出油箱引出時(shí)必須經(jīng)過絕緣套管,以使帶電的引線絕緣。絕緣套管主要由中心導(dǎo)電桿和磁套組成。導(dǎo)電桿在油箱內(nèi)的一端與繞組連接,在外面的一端與外線路連接。它是變壓器易出故障的部件。
絕緣套管的結(jié)構(gòu)主要取決于電壓等級(jí)。電壓低的一般采用簡單的實(shí)心磁套管。電壓較高時(shí),為了加強(qiáng)絕緣能力,在瓷套和導(dǎo)電桿間留有一道充油層,這種套管稱為充油套管。電壓在110V以上,采用電容式充電套管,簡稱為電容式套管電容式套管除了在瓷套內(nèi)腔中充油外,在中心導(dǎo)電桿(空心銅管)與法蘭之間還有電容式絕緣體包著導(dǎo)電桿,作為法蘭與導(dǎo)電桿之間的主絕緣變壓器套管漏油是常見的故障,套管漏油的原因是套管上部算盤珠狀橡膠密封
1.9分接開關(guān)(又稱切換器)
分接開關(guān)是調(diào)整變壓比的裝置。雙繞組變壓器的一次繞組及三繞組變壓器的次繞組一般有3、5、7個(gè)或19個(gè)分接頭位置,分接頭的中間分頭為額定電壓的位置。3個(gè)分接頭的相鄰分頭電壓相差5%,多個(gè)分頭的相鄰分頭電壓相差2.5%或1.25%。操作部分裝于變壓器頂部,經(jīng)傳動(dòng)桿伸入變壓器的油箱。根據(jù)
系統(tǒng)運(yùn)行的需要,按照指示的標(biāo)記來選擇分接頭的位置散熱器形式有瓦楞性、扇形、圓形、排管等,散面積越大,散熱的效果就越好。當(dāng)變壓器上層油溫與下部油溫有溫差時(shí),通過散熱器形成油的對(duì)流,經(jīng)散熱器冷卻后流回油箱,起到降低變壓器溫度的作用。為提高變壓器冷卻效果,可采用風(fēng)冷、強(qiáng)迫油風(fēng)冷和強(qiáng)迫油水冷等措施。散熱器的主要故障是漏油。
18絕緣套管
變壓器繞組的引出線從箱內(nèi)穿出油箱引出時(shí)必須經(jīng)過絕緣套管,以使帶電的引線絕緣。絕緣套管主要由中心導(dǎo)電桿和磁套組成。導(dǎo)電桿在油箱內(nèi)的一端與繞組連接,在外面的一端與外線路連接。它是變壓器易出故障的部件。
絕緣套管的結(jié)構(gòu)主要取決于電壓等級(jí)。電壓低的一般采用簡單的實(shí)心磁套管。電壓較高時(shí),為了加強(qiáng)絕緣能力,在瓷套和導(dǎo)電桿間留有一道充油層,這種套管稱為充油套管。電壓在110V以上,采用電容式充電套管,簡稱為電容式套管電容式套管除了在瓷套內(nèi)腔中充油外,在中心導(dǎo)電桿(空心銅管)與法蘭之間
還有電容式絕緣體包著導(dǎo)電桿,作為法蘭與導(dǎo)電桿之間的主絕緣變壓器套管漏油是常見的故障,套管漏油的原因是套管上部算盤珠狀橡膠密封
1.9分接開關(guān)(又稱切換器)
分接開關(guān)是調(diào)整變壓比的裝置。雙繞組變壓器的一次繞組及三繞組變壓器的次繞組一般有3、5、7個(gè)或19個(gè)分接頭位置,分接頭的中間分頭為額定電壓的位置。3個(gè)分接頭的相鄰分頭電壓相差5%,多個(gè)分頭的相鄰分頭電壓相差2.5%或1.25%。操作部分裝于變壓器頂部,經(jīng)傳動(dòng)桿伸入變壓器的油箱。根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的需要,按照指示的標(biāo)記來選擇分接頭的位置變壓器的高壓裝置分為無載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。無載分接開關(guān),是在不帶電情況下切換,其結(jié)構(gòu)簡單。有載分接開關(guān),是在不停電情況下切換,在帶負(fù)荷下進(jìn)
行,故在電力系統(tǒng)中被廣泛采用分接開關(guān)發(fā)生事故時(shí),一般是瓦斯保護(hù)裝置動(dòng)作。
變壓器分接頭一般都從高壓側(cè)抽頭,主要原因在于:①變壓器高壓繞組一般在外側(cè),抽頭引出連接方便;②高壓側(cè)電流小,因而引出線和分接頭開關(guān)的載流部分導(dǎo)體截面小,接觸不良的問題易于解決。
1.10氣體繼電器
氣體繼電器構(gòu)成的瓦斯保護(hù)是變壓器的主要保護(hù)措施之一,它可以反映變壓器內(nèi)部的各種故障及異常運(yùn)行情況,如油位下降、絕緣擊穿、鐵芯、繞組等受潮發(fā)熱等放電故障等,且動(dòng)作靈敏迅速,結(jié)構(gòu)連線簡單,維護(hù)檢修方便氣體繼電器裝設(shè)于變壓器油箱與油枕之間的連管上,繼電器上的箭頭方向應(yīng)指向油枕并要求有1%~1.5%的安裝坡度,以保證變壓器內(nèi)部故障時(shí)所產(chǎn)生的氣體能順利地流向氣體繼電器。
1.11凈油器是一個(gè)充滿吸附劑（硅膠或活性氧化鋁）的容器，它安裝在變壓器油箱的側(cè)壁或強(qiáng)油冷卻器的下部。在變壓器運(yùn)行時(shí)，由于上、下油層之間的溫差，變壓器油從上向下經(jīng)過凈油器形成對(duì)流。油與吸附劑接觸，其中的水分、酸和氧化物等被吸收，使油質(zhì)清潔，延長油的使用壽命
二.電力變壓器的選擇
1 ．計(jì)算負(fù)載的每相大功率將 A 相、 B 相、 C 相每相負(fù)載功率獨(dú)立相加，如 A 相負(fù)載總功率 loKW , B 相負(fù)載總功率 gKW , c 相負(fù)載總功率 11KW ，取大值 11KW 。（注：單相每臺(tái)設(shè)備的功率按照銘牌上面的大值計(jì)算，三相設(shè)備功率除以 3 ，等于這臺(tái)設(shè)備的每相功率。）例如： C 相負(fù)載．急功率二（電腦 300W X 10 臺(tái)） + （空調(diào) ZKW X4 臺(tái)）二 11KW
2 ．計(jì)算三相總功率 11KW X3 相二 33KW （變壓器三相總功率）
3 ．三相總功率／ 0 . 8 ，這是重要的步驟，目前市場上銷售的變壓器 9 。％以上功率因素只有。． 8 ，所以需要除以。． 8 的功率因素。 33Kw / 0 . 5 二 41 . 25Kw （變壓器總功率）
4 ．變壓器總功率／ 0 . 85 ，根據(jù) 《 電力工程設(shè)計(jì)手冊 》 ，變壓器容量應(yīng)根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇，對(duì)平穩(wěn)負(fù)荷供電的單臺(tái)變壓器，負(fù)荷率一般取 85 ％左右。 41 . 25KW ／。． 85 二 48 . 529KW （需要購買的變壓器功率），那么在購買時(shí)選擇 50KVA 的變壓器就可以了。