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技術文章(zhāng)
電力變壓器基礎知識大(dà)盤點
發布時(shí)間:2016-06-15 08:41 來(lái)源:華電國威

一、電力變壓器的(de)分(fēn)類與型号

1、按用(yòng)途分(fēn)類

(1)升壓變壓器:發電廠向外輸送電力用(yòng)。

(2)降壓變壓器:供電局的(de)變電站作爲變換電壓用(yòng)。

(3)配電變壓器:向用(yòng)戶供電用(yòng)。

(4)廠用(yòng)變壓器:爲發電廠提供内部用(yòng)電。

(5)站用(yòng)變壓器:爲變電站提供内部用(yòng)電。

(6)換流變壓器:直流輸電用(yòng),一側接交流電,一側接換流閥。

(7)整流變壓器:火電廠給電除塵供電用(yòng)。

2、按繞組分(fēn)類

(1)雙繞組變壓器:用(yòng)于升壓變、降壓變、廠用(yòng)變等。

(2)三繞組變壓器:用(yòng)于降壓變、聯絡變等。

(3)自藕變壓器:用(yòng)于降壓變、聯絡變等。

(4)分(fēn)裂變壓器:有軸向分(fēn)裂和(hé)輻向分(fēn)裂兩種,用(yòng)于廠用(yòng)變和(hé)啓備變。

3、按結構分(fēn)類

(1)單相變壓器:用(yòng)于330~1000kV變壓器。

(2)三相變壓器:用(yòng)于10~500kV變壓器。

(3)組合式變壓器:将變壓器分(fēn)爲幾個(gè)部分(fēn),到現場(chǎng)後再組合起來(lái)的(de)變壓器,用(yòng)于交通(tōng)不便地區(qū)。

4、按冷(lěng)卻方式分(fēn)類

(1)油浸式變壓器:用(yòng)于10~1000kV變壓器。

(2)幹式變壓器:用(yòng)于10~110kV變壓器。

(3)SF6變壓器:目前用(yòng)于110kV變壓器。

5、電力變壓器的(de)型号

(1)型号中字母的(de)含義

D—單相F—油浸風冷(lěng)

O—自P—強迫油循環

S—三相或三線圈J—油浸自冷(lěng)

Z—有載調壓L—鋁線圈

*銅線圈和(hé)雙線圈不用(yòng)加符号

(2)舉例

SFPSL—120000/110:110kV、120MVA三相三線圈強迫油循環風冷(lěng)鋁線圈變壓器

OSFPSZ—240000/330:330kV、240MVA三相三線圈有載調壓強迫油循環風冷(lěng)自藕變壓

二、電力變壓器的(de)線圈

線圈是電力變壓器中最重要、最複雜(zá)的(de)部件,它由銅(或鋁)導線繞制,再配以專門的(de)絕緣部件組成。

1、螺旋式線圈

螺旋式線圈的(de)主要特點是并聯導線的(de)根數較多(duō),線餅繞成螺旋狀,且一個(gè)線餅爲一匝的(de)線圈。螺旋式線圈具有較好的(de)機械穩定性、散熱(rè)性好工藝性也(yě)好,廣泛用(yòng)于變壓器的(de)低電壓大(dà)電流線圈。

螺旋式線圈根據電流的(de)大(dà)小,可(kě)以繞制成單螺旋、雙螺旋和(hé)四螺旋三種結構。

2、連續式線圈

當線圈是由若幹個(gè)沿軸向分(fēn)布,且由彼此不需要焊接的(de)線段組成的(de)線圈,稱爲連續式線圈。

連續式線圈的(de)端部支撐面大(dà),承受軸向力大(dà),抗短路能力強,且各線段上有較大(dà)的(de)散熱(rè)能力。這(zhè)種線圈無論是電壓等級還(hái)是容量範圍,應用(yòng)都很廣泛。

3、糾結式線圈

糾結式線圈由若幹糾結線段(餅)組成。全部是糾結線段(餅)的(de)線圈稱爲全糾結式線圈,廣泛用(yòng)于220kV及以上電壓的(de)變壓器。一部分(fēn)糾結線段(餅)和(hé)一部分(fēn)連續式線段組成的(de)線圈稱爲糾結連續式線圈,應用(yòng)于66kV及以上電壓的(de)變壓器。

由于它在線圈的(de)相鄰線匝間插入了(le)不相鄰的(de)線匝,形成了(le)交錯的(de)糾結線段并組成了(le)糾結式線圈,從而使線圈的(de)縱向電容增加,使得(de)沿線圈軸向高(gāo)度上的(de)沖擊電壓分(fēn)布特性改善,因此它在各種高(gāo)電壓線圈上得(de)到了(le)廣泛應用(yòng)。

4、内屏蔽式線圈

.内屏蔽連續式線圈是通(tōng)過增大(dà)線段間的(de)串聯電容的(de)方式,來(lái)達到改善沖擊電壓分(fēn)布的(de)目的(de)。其結構特點是将附加電容線匝直接繞在連續式線段内部,電容線匝的(de)端頭包好絕緣後在線段中懸空,電容線匝不載電流,隻在沖擊電壓下(xià)起作用(yòng)。

内屏蔽連續式線圈在結構上有兩段跨接、四段跨接、八段跨接和(hé)分(fēn)段連接等形式。

三、電力變壓器的(de)鐵心

鐵心也(yě)是電力變壓器的(de)重要組成部件,它由高(gāo)導磁的(de)矽鋼片疊積,然後用(yòng)鋼夾件夾緊或用(yòng)玻璃絲帶綁紮而成。

1、矽鋼片

電力變壓器用(yòng)的(de)矽鋼片是0.3~0.5mm厚的(de)冷(lěng)钆矽鋼片,目前國内隻有武漢鋼鐵廠和(hé)上海寶鋼能生産這(zhè)種冷(lěng)钆矽鋼片。但是,大(dà)型變壓器用(yòng)的(de)矽鋼片還(hái)要從日本進口。

2、鐵芯的(de)結構形式

(1)單相二柱式鐵芯,用(yòng)于各種單相變壓器。

(2)單相段柱旁軛式鐵芯,用(yòng)于高(gāo)壓大(dà)容量單相變壓器。

(3)單相二柱旁軛式鐵芯,用(yòng)于高(gāo)壓和(hé)超高(gāo)壓大(dà)容量單相變壓器。

(4)三相三柱是鐵芯,用(yòng)于各種三相變壓器。

(5)五柱式鐵芯,用(yòng)于大(dà)容量三相變壓器。

四、油浸式變壓器的(de)油箱

1、筒式油箱,主要用(yòng)于各種小型油浸式變壓器和(hé)特大(dà)型油浸式變壓器。

2、鐘(zhōng)罩式油箱,廣泛用(yòng)于110~500kV油浸式變壓器。

3、全密封式油箱,即将油箱焊死,最近幾年才開始用(yòng)于110kV及以上油浸式變壓器。

五、油浸式變壓器的(de)儲油櫃

變壓器的(de)儲油櫃有兩個(gè)功能,一個(gè)是給油箱内變壓器油提供熱(rè)脹冷(lěng)縮的(de)空間;另外就是将變壓器油與外部大(dà)氣隔開,防止變壓器油老化(huà)。

1、膠囊式儲油櫃,裏面用(yòng)橡膠膠囊将變壓器油與外部大(dà)氣隔開,并給變壓器油提供熱(rè)脹冷(lěng)縮的(de)空間。

2、隔膜式儲油櫃,用(yòng)橡膠隔膜将變壓器油與外部大(dà)氣隔開,并給變壓器油提供熱(rè)脹冷(lěng)縮的(de)空間。

3、波紋式儲油櫃,用(yòng)金屬波紋片組成的(de)金屬膨脹器将變壓器油與外部大(dà)氣隔開,并給變壓器油提供熱(rè)脹冷(lěng)縮的(de)空間。波紋式儲油櫃分(fēn)爲内油式和(hé)外油式兩種,内油式性能較好,但體積較大(dà)。

六、油浸式變壓器的(de)冷(lěng)卻方式

1、表示冷(lěng)卻方式的(de)符号

第一個(gè)字母:O—礦物(wù)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,F—強迫油循環,D—強迫導向循環。

第三個(gè)字母:A—空氣,W—水(shuǐ)。

第四個(gè)字母:N—自然對(duì)流,F—強迫循環(風扇、泵)。

2、舉例

ONAN—自然冷(lěng)卻

ONAF—風冷(lěng)卻

OFAF—強迫油循環風冷(lěng)

ODAF—強迫油循環導向冷(lěng)卻

七、變壓器套管

1、40kV及以下(xià)純瓷絕緣套管

這(zhè)種套管有導杆式和(hé)穿纜式兩種結構。導杆式用(yòng)于變壓器的(de)低壓套管;穿纜式用(yòng)于10~20kV高(gāo)壓出線。

2、40kV及以下(xià)大(dà)電流套管

這(zhè)種套管有導杆式和(hé)電容式兩種結構。導杆式純瓷套管用(yòng)于中等容量發電機變壓器的(de)低壓繞組出線;電容式套管則用(yòng)于大(dà)型發電機變壓器的(de)低壓繞組出線。

3、66kV及以上油紙電容式套管

這(zhè)種套管的(de)内絕緣是由絕緣紙和(hé)鋁箔交替卷繞而成的(de)電容芯子,電容芯子與瓷套之間充滿絕緣油,套管與繞組的(de)連接有導杆式和(hé)穿纜式兩種結構。油紙電容芯子由0.08~0.12mm厚的(de)電纜紙和(hé)0.01mm厚的(de)鋁箔交替卷繞在導電管上。

4、66kV及以上膠紙電容式套管

這(zhè)種套管的(de)内絕緣是由膠粘紙和(hé)鋁箔交替卷繞而成的(de)電容芯子,電容芯子與瓷套之間充滿絕緣油,套管的(de)下(xià)部不需要瓷套。但這(zhè)種套管的(de)tanδ大(dà),膠粘紙容易裂紋而産生局部放電,目前已經停止生産。

5、樹脂澆注電容式套管

這(zhè)種套管的(de)主絕緣也(yě)是由絕緣紙和(hé)鋁箔交替卷繞而成的(de)電容芯子,外面再澆注環氧樹脂,成爲固體絕緣套管。這(zhè)種套管可(kě)以用(yòng)作油-氣套管,上部套在GIS的(de)管道内,之間充入SF6氣體;下(xià)部浸入變壓器油中。

八、電力變壓器的(de)調壓方式

1、調壓方式

變壓器的(de)調壓方式有無勵磁調壓和(hé)有載調壓兩種。無勵磁調壓又稱爲無載調壓,是在變壓器停止運行、不帶負荷的(de)狀态下(xià)進行調壓;有載調壓是在變壓器運行中、帶負荷的(de)狀态下(xià)運行調壓。無勵磁調壓的(de)調壓裝置叫無載分(fēn)接開關;有載調壓的(de)裝置叫有載分(fēn)接開關。

2、有載調壓位置

變壓器有載調壓的(de)位置有中性點調壓、中壓線端調壓和(hé)高(gāo)壓線圈線端調壓三種。其中中性點調壓的(de)結構和(hé)工藝比較簡單,應用(yòng)也(yě)比較多(duō)。

3、有載調壓開關

調壓開關亦分(fēn)接開關。目前國内生産的(de)有載分(fēn)接開關的(de)質量都不夠好,大(dà)部分(fēn)有載分(fēn)接開關都依賴進口,其中從德國MR和(hé)瑞典ABB公司進口的(de)較多(duō)。

九、變壓器油

1、變壓器油的(de)成分(fēn)

變壓器油是礦物(wù)質油,它是由許多(duō)不同分(fēn)子量的(de)碳氫化(huà)合物(wù)分(fēn)子組成的(de)混合物(wù),是以烷烴、環烷烴和(hé)少量芳香烴爲主的(de)烴類化(huà)合物(wù)。

2、變壓器油的(de)作用(yòng)及牌号

油浸式變壓器的(de)絕緣油用(yòng)變壓器油。變壓器油不但有絕緣作用(yòng),還(hái)有散熱(rè)的(de)作用(yòng)。

變壓器油根據其凝固點的(de)不同,分(fēn)爲25号油和(hé)45号油。25号油的(de)凝固點是零下(xià)25℃;45号油的(de)凝固點是零下(xià)45℃。

25号變壓器油屬于石蠟基油,45号變壓器油是環烷基油。過去45号變壓器油要從國外進口,現在新疆克拉瑪依煉油廠也(yě)能生産了(le)。

十、電力變壓器的(de)制造工藝

電力變壓器由器身和(hé)附件兩大(dà)部分(fēn)組成。器身又由線圈、絕緣件、鐵心、分(fēn)接開關、變壓器油和(hé)油箱組合而成。變壓器的(de)附件有儲油櫃、冷(lěng)卻器、套管、瓦斯繼電器、壓力釋放器及溫度計等。其中冷(lěng)卻器、絕緣油、套管、分(fēn)接開關、瓦斯繼電器、壓力釋放器及溫度計等都是從外面采購(gòu)。下(xià)面僅簡單介紹幾種主要部件的(de)制造工藝。

1、線圈繞制:安裝繞線骨架—繞制線圈—導線焊接—包絕緣—線圈整形—線圈測試。

2、鐵心組裝:矽鋼片裁剪—去毛刺—疊裝鐵心—裝拉闆和(hé)屏蔽—綁紮鐵心—鐵芯試驗——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(lǐ)。

4、油箱和(hé)儲油櫃加工:鋼闆切割—油箱和(hé)儲油櫃焊接—除鏽—噴砂—打底漆—噴漆—機械強度試驗。

5、總裝配:裝鐵心—裝油箱管道—套線圈—疊裝上鐵軛—裝分(fēn)接開關—焊接引線—包引線絕緣—半成品試驗——器身幹燥—整理(lǐ)器身—油箱裝配—附件裝配—注油—密封試驗—熱(rè)油循環—靜放。

十一、電力變壓器的(de)出廠試驗

電力變壓器的(de)出廠試驗分(fēn)爲例行(出廠)試驗、型式試驗和(hé)特殊試驗三種類型。例行試驗是每台變壓器出廠都要進行的(de)試驗項目,通(tōng)常又稱爲出廠試驗;型式試驗是在一種類型的(de)産品中抽測1~2台變壓器來(lái)進行的(de)試驗項目;特殊試驗是由用(yòng)戶提出,并與制造廠協商同意的(de)試驗項目。

1、對(duì)高(gāo)電壓絕緣試驗的(de)基本要求和(hé)規定

變壓器繞組是按最高(gāo)運行電壓Um以及相應的(de)絕緣水(shuǐ)平進行檢驗的(de),下(xià)表是國家标準GB1094.3—2003《電力變壓器第三部分(fēn):絕緣水(shuǐ)平、絕緣試驗和(hé)外絕緣空氣間隙》規定的(de)絕緣試驗項目。

2、例行(出廠)試驗項目

(1)繞組直流電阻測量:在所有分(fēn)接引出端上進行的(de)測量。

(2)變比測量:在所有分(fēn)接位置上進行測量。

(3)接線組别檢測:在額定分(fēn)接位置上進行測試。

(4)絕緣電阻、吸收比和(hé)極化(huà)指數測量:220kV及以上變壓器才進行極化(huà)指數測量。

(5)繞組tanδ和(hé)電容量測試:35kV及以上變壓器都要進行tanδ測量。.

(6)套管tanδ和(hé)電容量測試:66kV及以上電容式套管都要進行tanδ和(hé)電容量測試

(7)變壓器油的(de)試驗:油化(huà)分(fēn)析、絕緣強度、tanδ、色譜分(fēn)析等項目,750kV及以上變壓器還(hái)要進行油中顆粒度測試。而且油化(huà)分(fēn)析和(hé)油的(de)色譜分(fēn)析在整個(gè)試驗過程中要反複進行。

(8)空載損耗和(hé)空載電流測量:在額定電壓接線下(xià)進行試驗。

(9)負載損耗和(hé)短路阻抗測量:在額定電壓接線下(xià)進行試驗。

(10)局部放電試驗:放電量不作爲考核,僅作爲能否進行高(gāo)電壓試驗的(de)參考。

(11)雷電全波沖擊試驗:220kV及以上、120MVA及以上變壓器.

(12)操作沖擊試驗:330kV及以上變壓器。

(13)帶有局部放電測量的(de)感應耐壓試驗:110kV及以上變壓器。

(14)低壓繞組與中性點的(de)外施工頻(pín)耐壓試驗。

(15)局部放電試驗:這(zhè)次試驗是作爲出廠試驗值的(de)考核試驗。

(16)油流帶電測量:330kV及以上帶油泵的(de)變壓器。

(17)轉動油泵的(de)局部放電試驗:330kV及以上帶油泵的(de)變壓器。

2、型式試驗項目

(1)溫升試驗。

(2)雷電截波曾經試驗。

(3)中性點的(de)雷電全波沖擊試驗。

(4)無線電幹擾試驗

3、特殊試驗項目

(1)聲級測量。

(2)三相變壓器的(de)零序阻抗測量。

(3)空載電流的(de)諧波測量。

(4)風扇電機和(hé)油泵電機吸收的(de)功率測量。

(5)暫态電壓傳輸特性測量。

(6)承受短路能力試驗。

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