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变压器主要由铁芯、绕组、油箱、油枕、绝缘套管、分接开关和气体继电器等组成。
1.铁芯
铁芯是变压器的磁路部分。运行时要产生磁滞损耗和涡流损耗而发热。为降低发热损耗和减小体积和重量,铁芯采用小于0.35mm导磁系数高的冷轧晶粒取向硅钢片构成。依照绕组在铁芯中的布置方式,有铁芯式和铁壳式之分。
在大容量的变压器中,为使铁芯损耗发出的热量能够被绝缘油在循环时充分带走,以达到良好的冷却效果,常在铁芯中设有冷却油道。
2.绕组
绕组和铁芯都是变压器的核心元件。由于绕组本身有电阻或接头处有接触电阻,由焦耳定律 可知要产生热量。故绕组不能长时间通过比额定电流高的电流。另外,通过短路电流时将在绕组上产生很大的电磁力而损坏变压器。其基本绕组有同心式和交叠式两种。
变压器绕组主要故障是匝间短路和对外壳短路。匝间短路主要是由于绝缘老化,或由于变压器的过负荷以及穿越性短路时绝缘受到机械的损伤而产生的。变压器内的油面下降,致使绕组露出油面时,也能发生匝间短路;另外有穿越短路时,由于过电流作用使绕组变形,使绝缘受到机械损伤,也会产生匝间短路。 匝间短路时,短路绕组内电流可能超过额定值,但整个绕组电流可能未超过额定值。在这种情况下,瓦斯保护动作,情况严重时,差动保护装置也会动作。 对外壳短路的原因也是由于绝缘老化或油受潮、油面下降,或因雷电和操作过电压而产生的。除此以外,在发生穿越短路时,因过电流而使绕组变形,也会产生对外壳短路的现象。对外壳短路时,一般都是瓦斯保护装置动作和接地保护动作。
3.油箱
油浸式变压器的器身(绕组及铁芯)都装在充满变压器油的油箱中,油箱用钢板焊成。中、小型变压器的油箱由箱壳和箱盖组成,变压器的器身放在箱壳内,将箱盖打开就可吊出器身进行检修。
绝缘冷却分类
可分为油浸式变压器和干式变压器。为了加强绝缘和冷却条件,变压器的铁芯和绕组都一起浸入灌满了变压器油的油箱中。在特殊情况下,例如在路灯,矿山照明时,也用干式变压器。
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用电负荷
1)配电变压器的容量,应综合各种用电设备的设施容量,求出计算负荷(一般不计消防负荷),补偿后的视在容量是选择变压器容量和台数的依据。一般变压器的负荷率85%左右。此法较简便,可作估算容量之用。
2) GB/T17468-1998《电力变压器选用导则》中,推荐配电变压器的容量选择,应根据GB/T15164-94《油浸式电力变压器负载导则》或GB/T17211-1998《干式电力变压器负载导则》及计算负荷来确定其容量。上述二导则提供了计算机程序和正常周期负载图来确定配电变压器容量。
安装要点
配电变压器为变电所的重要组件,油浸式变压器一般安装在单独的变压器室内。
依靠油作冷却介质,如油浸自冷,油浸风冷,油浸水冷及强迫油循环等。一般升压站的主变都是油浸式的,变比20KV/500KV,或20KV/220KV,一般发电厂用于带动带自身负载(比如磨煤机,引风机,送风机、循环水泵等)的厂用变压器也是油浸式变压器,它的变比是20KV/6KV。
油浸式变压器采用全充油的密封型。波纹油箱壳体以自身弹性适应油的膨胀是永久性密封的油箱,油浸式变压器已被广泛地应用在各配电设备中。
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油浸式型式
1、非封闭型油浸式变压器:主要有S8、S9、S10等系列产品,在工矿企业、农业和民用建筑中广泛使用。
2、封闭型油浸式变压器:主要有S9、S9-M、S10-M 等系列产品,多用于石油、化工行业中多油污、多化学物质的场所。
3、密封型油浸式变压器:主要有BS9、S9- 、S10- 、S11-MR、SH、SH12-M等系列产品,可做工矿企业、农业、民用建筑等各种场所配电之用。
此外,尚有各种专门用途的特殊变压器。例如,试验用高压变压器,电炉用变压器,电焊用变压器和可控硅线路中用的变压器,用于测量仪表的电压互感器与电流互感器。
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变压器油是石油类的液体,有燃烧的可能性,环保方面有缺点。但由于变压器油具有性能优良和价格低廉的特点,绝大多数的电力变压器仍使用变压器油作为绝缘和冷却介质。
19世纪末,变压器开始使用变压器油作为绝缘和冷却介质,出现了油浸式变压器,变压器油除天然存储量丰富、价格低廉外,由于变压器油具有下列特点,因而得到广泛的应用。
1)和纤维材料配合使用,绝缘性能良好,可以减少绝缘距离,降低成本。
2)变压器油的粘度低,传热性能良好。
3)能很好地保护铁心和绕组,免受空气中湿气的影响。
4)保护绝缘纸和绝缘纸板不受氧的作用,减少绝缘材料的老化,延长变压器寿命。
目前,除一些特殊用途的中小容量变压器和气体变压器外,绝大多数大中型变压器仍使用变压器油作为冷却和绝缘介质。
用变压器油浸渍的变压器,其绝缘的耐热等级是A级,长期工作温度是105℃。
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