一、電力變壓器的分類與型號(hào)

 

 1、電力變壓器按用途分類

（1）升壓變壓器：發(fā)電廠向外輸送電力用。

（2）降壓變壓器：供電局的變電站作為變換電壓用。

（3）配電變壓器：向用戶供電用。

（4）廠用變壓器：為發(fā)電廠提供內(nèi)部用電。

（5）站用變壓器：為變電站提供內(nèi)部用電。

（6）換流變壓器：直流輸電用，一側(cè)接交流電，一側(cè)接換流閥。

（7）整流變壓器：火電廠給電除塵供電用。

 

 2、電力變壓器按繞組分類

（1）雙繞組變壓器：用于升壓變、降壓變、廠用變等。

（2）三繞組變壓器：用于降壓變、聯(lián)絡(luò)變等。

（3）自藕變壓器：用于降壓變、聯(lián)絡(luò)變等。

（4）分裂變壓器：有軸向分裂和輻向分裂兩種，用于廠用變和啟備變。

 

 3、電力變壓器按結(jié)構(gòu)分類

（1）單相變壓器：用于330~1000kV變壓器。

（2）三相變壓器：用于10~500 kV變壓器。

（3）組合式變壓器：將變壓器分為幾個(gè)部分，到現(xiàn)場(chǎng)后再組合起來(lái)的變壓器，用于交通不便地區(qū)。

 

4、電力變壓器按冷卻方式分類

（1）油浸式變壓器：用于10~1000kV變壓器。

（2）干式變壓器：用于10~110 kV變壓器。

（3）SF6變壓器：目前用于110 kV變壓器。

 

5、電力變壓器的型號(hào)

 

（1）型號(hào)中字母的含義

 

 D—單相                  F—油浸風(fēng)冷

 O—自                     P—強(qiáng)迫油循環(huán)

 S —三相或三線圈     J—油浸自冷

 Z —有載調(diào)壓           L—鋁線圈

       

 *銅線圈和雙線圈不用加符號(hào)

 

（2）舉例

 

SFPSL—120000/110： 110kV、120MVA三相三線圈強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷鋁線圈變壓器

 

OSFPSZ—240000/330： 330 kV、240MVA三相三線圈有載調(diào)壓強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷自藕變壓

 

二、電力變壓器的線圈

 

線圈是電力變壓器中較重要、較復(fù)雜的部件，它由銅（或鋁）導(dǎo)線繞制，再配以專門的絕緣部件組成。

 

1、螺旋式線圈

 

螺旋式線圈的主要特點(diǎn)是并聯(lián)導(dǎo)線的根數(shù)較多，線餅繞成螺旋狀，且一個(gè)線餅為一匝的線圈。螺旋式線圈具有較好的機(jī)械穩(wěn)定性、散熱性好工藝性也好，廣泛用于變壓器的低電壓大電流線圈。

 

螺旋式線圈根據(jù)電流的大小，可以繞制成單螺旋、雙螺旋和四螺旋三種結(jié)構(gòu)。

 

2、連續(xù)式線圈

 

當(dāng)線圈是由若干個(gè)沿軸向分布，且由彼此不需要焊接的線段組成的線圈，稱為連續(xù)式線圈。

 

連續(xù)式線圈的端部支撐面大，承受軸向力大，抗短路能力強(qiáng)，且各線段上有較大的散熱能力。這種線圈無(wú)論是電壓等級(jí)還是容量范圍，應(yīng)用都很廣泛。

 

3、糾結(jié)式線圈

 

糾結(jié)式線圈由若干糾結(jié)線段（餅）組成。全部是糾結(jié)線段（餅）的線圈稱為全糾結(jié)式線圈，廣泛用于220kV及以上電壓的變壓器。一部分糾結(jié)線段（餅）和一部分連續(xù)式線段組成的線圈稱為糾結(jié)連續(xù)式線圈，應(yīng)用于66 kV及以上電壓的變壓器。

 

由于它在線圈的相鄰線匝間插入了不相鄰的線匝，形成了交錯(cuò)的糾結(jié)線段并組成了糾結(jié)式線圈，從而使線圈的縱向電容增加，使得沿線圈軸向高度上的沖擊電壓分布特性改善，因此它在各種高電壓線圈上得到了廣泛應(yīng)用。

 

4、內(nèi)屏蔽式線圈

 

內(nèi)屏蔽連續(xù)式線圈是通過(guò)增大線段間的串聯(lián)電容的方式，來(lái)達(dá)到改善沖擊電壓分布的目的。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是將附加電容線匝直接繞在連續(xù)式線段內(nèi)部，電容線匝的端頭包好絕緣后在線段中懸空，電容線匝不載電流，只在沖擊電壓下起作用。

 

內(nèi)屏蔽連續(xù)式線圈在結(jié)構(gòu)上有兩段跨接、四段跨接、八段跨接和分段連接等形式。

 

三、電力變壓器的鐵心

 

鐵心也是電力變壓器的重要組成部件，它由高導(dǎo)磁的硅鋼片疊積，然后用鋼夾件夾緊或用玻璃絲帶綁扎而成。

 

1、硅鋼片

 

電力變壓器用的硅鋼片是0.3~0.5mm厚的冷釓硅鋼片，目前內(nèi)只有武漢鋼鐵廠和上海寶鋼能生產(chǎn)這種冷釓硅鋼片。但是，大型變壓器用的硅鋼片還要從日本進(jìn)口。

 

2、鐵芯的結(jié)構(gòu)形式

（1）單相二柱式鐵芯，用于各種單相變壓器。

（2）單相段柱旁軛式鐵芯，用于高壓大容量單相變壓器。

（3）單相二柱旁軛式鐵芯，用于高壓和超高壓大容量單相變壓器。

（4）三相三柱是鐵芯，用于各種三相變壓器。

（5）五柱式鐵芯，用于大容量三相變壓器。

 

四、油浸式變壓器的油箱

 

1、筒式油箱，主要用于各種小型油浸式變壓器和特大型油浸式變壓器。

 

2、鐘罩式油箱，廣泛用于110~500kV油浸式變壓器。

 

3、全密封式油箱，即將油箱焊死，較近幾年才開始用于110kV及以上油浸式變壓器。

 

五、油浸式變壓器的儲(chǔ)油柜

 

變壓器的儲(chǔ)油柜有兩個(gè)功能，一個(gè)是給油箱內(nèi)變壓器油提供熱脹冷縮的空間；另外就是將變壓器油與外部大氣隔開，防止變壓器油老化。

 

1、膠囊式儲(chǔ)油柜，里面用橡膠膠囊將變壓器油與外部大氣隔開，并給變壓器油提供熱脹冷縮的空間。

 

２、隔膜式儲(chǔ)油柜，用橡膠隔膜將變壓器油與外部大氣隔開，并給變壓器油提供熱脹冷縮的空間。

 

３、波紋式儲(chǔ)油柜，用金屬波紋片組成的金屬膨脹器將變壓器油與外部大氣隔開，并給變壓器油提供熱脹冷縮的空間。波紋式儲(chǔ)油柜分為內(nèi)油式和外油式兩種，內(nèi)油式性能較好，但體積較大。

 

六、油浸式變壓器的冷卻方式

 

1、表示冷卻方式的符號(hào)

 

較好個(gè)字母：O—礦物油，  K—合成絕緣液，   L—絕緣氣體。

第二個(gè)字母：N—自然對(duì)流循環(huán)，   F—強(qiáng)迫油循環(huán)，  D—強(qiáng)迫導(dǎo)向循環(huán)。

第三個(gè)字母：A—空氣，     W—水。

第四個(gè)字母：N—自然對(duì)流，  F—強(qiáng)迫循環(huán)（風(fēng)扇、泵）。

 

2、舉例

 

ONAN—自然冷卻

ONAF—風(fēng)冷卻

OFAF—強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷

ODAF—強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻

 

七、變壓器套管

 

1、40kV及以下純瓷絕緣套管

 

這種套管有導(dǎo)桿式和穿纜式兩種結(jié)構(gòu)。導(dǎo)桿式用于變壓器的低壓套管；穿纜式用于10~20kV高壓出線。

 

2、40kV及以下大電流套管

 

這種套管有導(dǎo)桿式和電容式兩種結(jié)構(gòu)。導(dǎo)桿式純瓷套管用于中等容量發(fā)電機(jī)變壓器的低壓繞組出線；電容式套管則用于大型發(fā)電機(jī)變壓器的低壓繞組出線。

 

3、66kV及以上油紙電容式套管

 

這種套管的內(nèi)絕緣是由絕緣紙和鋁箔交替卷繞而成的電容芯子，電容芯子與瓷套之間充滿絕緣油，套管與繞組的連接有導(dǎo)桿式和穿纜式兩種結(jié)構(gòu)。油紙電容芯子由0.08~0.12mm厚的電纜紙和0.01mm厚的鋁箔交替卷繞在導(dǎo)電管上。

 

4、66 kV及以上膠紙電容式套管

 

這種套管的內(nèi)絕緣是由膠粘紙和鋁箔交替卷繞而成的電容芯子，電容芯子與瓷套之間充滿絕緣油，套管的下部不需要瓷套。但這種套管的tanδ大，膠粘紙容易裂紋而產(chǎn)生局部放電，目前已經(jīng)停止生產(chǎn)。

 

5、樹脂澆注電容式套管

 

這種套管的主絕緣也是由絕緣紙和鋁箔交替卷繞而成的電容芯子，外面再澆注環(huán)氧樹脂，成為固體絕緣套管。這種套管可以用作油-氣套管，上部套在GIS的管道內(nèi)，之間充入SF6氣體；下部浸入變壓器油中。

 

八、電力變壓器的調(diào)壓方式

 

1、調(diào)壓方式

 

變壓器的調(diào)壓方式有無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓又稱為無(wú)載調(diào)壓，是在變壓器停止運(yùn)行、不帶負(fù)荷的狀態(tài)下進(jìn)行調(diào)壓；有載調(diào)壓是在變壓器運(yùn)行中、帶負(fù)荷的狀態(tài)下運(yùn)行調(diào)壓。無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓的調(diào)壓裝置叫無(wú)載分接開關(guān)；有載調(diào)壓的裝置叫有載分接開關(guān)。

 

2、有載調(diào)壓位置

 

變壓器有載調(diào)壓的位置有中性點(diǎn)調(diào)壓、中壓線端調(diào)壓和高壓線圈線端調(diào)壓三種。其中中性點(diǎn)調(diào)壓的結(jié)構(gòu)和工藝比較簡(jiǎn)單，應(yīng)用也比較多。

   

3、有載調(diào)壓開關(guān)

 

調(diào)壓開關(guān)亦分接開關(guān)。目前內(nèi)生產(chǎn)的有載分接開關(guān)的質(zhì)量都不夠好，大部分有載分接開關(guān)都依賴進(jìn)口，其中從德MR和瑞典ABB公司進(jìn)口的較多。

 

九、變壓器油

 

1、變壓器油的成分

 

變壓器油是礦物質(zhì)油，它是由許多不同分子量的碳?xì)浠衔锓肿咏M成的混合物，是以烷烴、環(huán)烷烴和少量芳香烴為主的烴類化合物。

 

 2、變壓器油的作用及牌號(hào) 

 

油浸式變壓器的絕緣油用變壓器油。變壓器油不但有絕緣作用，還有散熱的作用。

 

變壓器油根據(jù)其凝固點(diǎn)的不同，分為25號(hào)油和45號(hào)油。25號(hào)油的凝固點(diǎn)是零下25℃；45號(hào)油的凝固點(diǎn)是零下45℃。

25號(hào)變壓器油屬于石蠟基油，45號(hào)變壓器油是環(huán)烷基油。過(guò)去45號(hào)變壓器油要從外進(jìn)口，現(xiàn)在新疆克拉瑪依煉油廠也能生產(chǎn)了。

 

十、電力變壓器的制造工藝

 

電力變壓器由器身和附件兩大部分組成。器身又由線圈、絕緣件、鐵心、分接開關(guān)、變壓器油和油箱組合而成。變壓器的附件有儲(chǔ)油柜、冷卻器、套管、瓦斯繼電器、壓力釋放器及溫度計(jì)等。其中冷卻器、絕緣油、套管、分接開關(guān)、瓦斯繼電器、壓力釋放器及溫度計(jì)等都是從外面采購(gòu)。下面僅簡(jiǎn)單介紹幾種主要部件的制造工藝。

 

1、線圈繞制：安裝繞線骨架—繞制線圈—導(dǎo)線焊接—包絕緣—線圈整形—線圈測(cè)試。

 

2、鐵心組裝：硅鋼片裁剪—去毛刺—疊裝鐵心—裝拉板和屏蔽—綁紮鐵心—鐵芯試驗(yàn)——裝鐵心夾件。

 

3、絕緣件加工：絕緣件切割—去毛刺—倒園角—防潮處理。

 

4、油箱和儲(chǔ)油柜加工：鋼板切割—油箱和儲(chǔ)油柜焊接—除銹—噴砂—打底漆—噴漆—機(jī)械強(qiáng)度試驗(yàn)。

 

5、總裝配：裝鐵心—裝油箱管道—套線圈—疊裝上鐵軛—裝分接開關(guān)—焊接引線—包引線絕緣—半成品試驗(yàn)——器身干燥—整理器身—油箱裝配—附件裝配—注油—密封試驗(yàn)—熱油循環(huán)—靜放。

 

十一、電力變壓器的出廠試驗(yàn)

 

電力變壓器的出廠試驗(yàn)分為例行（出廠）試驗(yàn)、型式試驗(yàn)和特殊試驗(yàn)三種類型。例行試驗(yàn)是每臺(tái)變壓器出廠都要進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目，通常又稱為出廠試驗(yàn)；型式試驗(yàn)是在一種類型的產(chǎn)品中抽測(cè)1~2臺(tái)變壓器來(lái)進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目；特殊試驗(yàn)是由用戶提出，并與制造廠協(xié)商同意的試驗(yàn)項(xiàng)目。

 

1、對(duì)高電壓絕緣試驗(yàn)的基本要求和規(guī)定

 

變壓器繞組是按較高運(yùn)行電壓Um以及相應(yīng)的絕緣水平進(jìn)行檢驗(yàn)的，下表是家標(biāo)準(zhǔn)GB1094.3—2003《電力變壓器 第三部分：絕緣水平、絕緣試驗(yàn)和外絕緣空氣間隙》規(guī)定的絕緣試驗(yàn)項(xiàng)目。

 

 

2、例行（出廠）試驗(yàn)項(xiàng)目

 

（1）繞組直流電阻測(cè)量：在所有分接引出端上進(jìn)行的測(cè)量。

（2）變比測(cè)量：在所有分接位置上進(jìn)行測(cè)量。

（3）接線組別檢測(cè)：在額定分接位置上進(jìn)行測(cè)試。

（4）絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)測(cè)量：220kV及以上變壓器才進(jìn)行極化指數(shù)測(cè)量。

（5）繞組tanδ和電容量測(cè)試: 35kV及以上變壓器都要進(jìn)行tanδ測(cè)量。.

（6）套管tanδ和電容量測(cè)試:66kV及以上電容式套管都要進(jìn)行tanδ和電容量測(cè)試

（7）變壓器油的試驗(yàn)：油化分析、絕緣強(qiáng)度、tanδ、色譜分析等項(xiàng)目，750kV及以上變壓器還要進(jìn)行油中顆粒度測(cè)試。而且油化分析和油的色譜分析在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中要反復(fù)進(jìn)行。

（8）空載損耗和空載電流測(cè)量：在額定電壓接線下進(jìn)行試驗(yàn)。

（9）負(fù)載損耗和短路阻抗測(cè)量：在額定電壓接線下進(jìn)行試驗(yàn)。

（10）局部放電試驗(yàn)：放電量不作為考核，僅作為能否進(jìn)行高電壓試驗(yàn)的參考。

（11）雷電全波沖擊試驗(yàn)：220kV及以上、120MVA及以上變壓器.

（12）操作沖擊試驗(yàn)：330 kV及以上變壓器。

（13）帶有局部放電測(cè)量的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)：110 kV及以上變壓器。

（14）低壓繞組與中性點(diǎn)的外施工頻耐壓試驗(yàn)。

（15）局部放電試驗(yàn)：這次試驗(yàn)是作為出廠試驗(yàn)值的考核試驗(yàn)。

（16）油流帶電測(cè)量：330 kV及以上帶油泵的變壓器。

（17）轉(zhuǎn)動(dòng)油泵的局部放電試驗(yàn)：330 kV及以上帶油泵的變壓器。

 

 2、型式試驗(yàn)項(xiàng)目

 

      （1）溫升試驗(yàn)。

      （2）雷電截波曾經(jīng)試驗(yàn)。

      （3）中性點(diǎn)的雷電全波沖擊試驗(yàn)。

      （4）無(wú)線電干擾試驗(yàn)

 

3、特殊試驗(yàn)項(xiàng)目

 

（1）聲級(jí)測(cè)量。

（2）三相變壓器的零序阻抗測(cè)量。

（3）空載電流的諧波測(cè)量。

（4）風(fēng)扇電機(jī)和油泵電機(jī)吸收的功率測(cè)量。

（5）暫態(tài)電壓傳輸特性測(cè)量。

（6）承受短路能力試驗(yàn)。

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