油浸式变压器原理

日期:2020-02-22编辑作者:新闻动态

  导读:在一些变电房以及户外的电线杆上都会看到下图的身影,没错它就是油浸式变压器。它有什么样的特点呢?优势又是什么?原理呢?本文将介绍以上几个疑问。感兴趣的同学快来学习学习吧。

  配电变压器为工矿企业与民用建筑供配电系统中的重要设备。它将10(6)kV或35kV网络电压降至用户使用的230/400V母线电压。

  此类产品适用于交流50(60)Hz,三相最大额定容量2500kVA(单相最大额定容量833kVA,一般不推荐使用单相变压器),可在户内(外)使用,容量在315kVA 及以下时可安装在杆上。

  按结构可分为铁芯式变压器和铁壳式变压器。若绕组包在铁芯外围则为铁芯式变压器;如铁芯包在绕组外围则为铁壳式变压器。二者不过在结构上稍有不同,在原理上没有本质的区别。电力变压器都属于铁芯式。

  按相数区分可以分为三相变压器和单相变压器。在三相电力系统中,一般应用三相变压器,当容量过大且受运输条件限制时,在三相电力系统中也可以应用三台单相式变压器组成变压器组。

  按绕组区分可分为双绕组变压器和三绕组变压器。通常的变压器都为双绕组变压器,即在铁芯上有两个绕组,一个为原绕组,一个为副绕组。三绕组变压器为容量较大的变压器(在5600千伏安以上),用以连接三种不同的电压输电线。在特殊的情况下,也有应用更多绕组的Satons变压器。

  油浸式变压器组成部件包括器身(铁芯、绕组、绝缘、引线)、油浸式变压器油、油箱和冷却装置、变压器的能效调压装置、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。

  油浸式变压器是电力系统中主要用来改变电压、传递电能的重要设备,是电网安全、经济运行的基础。油浸式变压器主要是根据电磁感应原理进行工作的。在闭合的铁芯上,绕有两个互相绝缘的绕组,其中,接入电源的一侧叫一次绕组,输出电能的一侧叫二次绕组。

  当交流电源电压加到一次侧绕组后,就有交流电流通过该绕组,在铁芯中产生交变磁通。变压器的能效这个交变磁通不仅穿过一次侧绕组,同时也穿过二次侧绕组,两个绕组中分别产生感应电势E1和E2。这时,如果二次侧绕组与外电路的负载接通,便有电流流入负载,即二次侧绕组有电能输出。

  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。

  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。

  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I2Rt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。

  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。

  油浸式变压器采用全密封结构,油浸式变压器油与空气隔绝,减慢了油的变化。变压器的能效表面静电喷塑,美观且抗腐蚀。

  油浸式变压器在严重过载的情况下,线圈绝缘不会老化、热击穿,在使用期间内保持极佳的电气性能和机械性能。重新设计的线圈油道降低了热点湿度。重新设计的油箱,增大了散热面,确保严重过载的情况下不会导致油的老化。

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关键词: 变压器的能效

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