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1、电力变压器的基本结构及主要部件2011年年7月月目 录变压器在电力系统中的作用变压器在电力系统中的作用常用变压器的种类常用变压器的种类电力变压器的基本结构电力变压器的基本结构电力变压器的主要部件及作用电力变压器的主要部件及作用电力变压器检修标准电力变压器检修标准变压器在电力系统中的作用1.1.变压器在电力系统中主要作用是变换电压，以利于功率的传输。变压器在电力系统中主要作用是变换电压，以利于功率的传输。2.2.升高电压可以减少线路损耗，提高送电的经济性，达到远距离送电的目的。升高电压可以减少线路损耗，提高送电的经济性，达到远距离送电的目的。3.3.降低电压，把高电压变为用户所需要的各级使用电压
2、，满足用户需要。降低电压，把高电压变为用户所需要的各级使用电压，满足用户需要。变压器是一种静止的电气设备，它变压器是一种静止的电气设备，它利用电磁感应原理将一种电压等级的交利用电磁感应原理将一种电压等级的交流电能转变成另一种电压等级的交流电流电能转变成另一种电压等级的交流电能。能。原动机原动机用户用户发电机发电机 升压变压器升压变压器 降压变压器降压变压器 配电变压器配电变压器常用变压器的分类（一）常用变压器的分类常用变压器的分类A A：按相数分按相数分：单相变压器：用于单相负荷单相变压器：用于单相负荷三相变压器：用于三相系统的升、降电压三相变压器：用于三相系统的升、降电压。单相变压器 单相变
3、压器即一次绕组和二次绕组均为单相绕组的变压器。单极性开关单相变压器即一次绕组和二次绕组均为单相绕组的变压器。单极性开关电源，指输出为单极性，也就是说只有正负极输出，相比于双极性开关电源电源，指输出为单极性，也就是说只有正负极输出，相比于双极性开关电源有三条输出，分为正负和接地三根线。有三条输出，分为正负和接地三根线。三相变压器 三相变压器的连接方式分为三相变压器的连接方式分为Y/YY/Y、或、或Y/YnY/Yn、Y/Y/或或Yn/Yn/、/Y/Y或或/Yn/Yn和和/。Y Y、YnYn代表星形连接、代表星形连接、代表三角形连接如下图所示代表三角形连接如下图所示 三相变压器的一次绕组和二次绕组由
4、于接线方式的不同，线电压间有一三相变压器的一次绕组和二次绕组由于接线方式的不同，线电压间有一定相位差。以一次线电压作长针，把它固定在定相位差。以一次线电压作长针，把它固定在1212点上，二次侧相应线电压相点上，二次侧相应线电压相量作为短针，如果他们相隔量作为短针，如果他们相隔330330度，则二次线电压相量必定落在度，则二次线电压相量必定落在330330/30=11/30=11点，如上图所示。点，如上图所示。三相变压器 比如我厂主要变压器比如我厂主要变压器SM11-M-2500/10SM11-M-2500/10链接方式就是链接方式就是D/Yn11D/Yn11，高压侧采用，高压侧采用三角链接，低
5、压侧采用星形链接三角链接，低压侧采用星形链接 D D链接要求：将链接要求：将A A相线圈的首端和相线圈的首端和B B相线圈的尾端联接；相线圈的尾端联接；将将B B相线圈的首端相线圈的首端C C相线圈的尾端联接；相线圈的尾端联接；将将C C相线圈的首端和相线圈的首端和A A相线圈的尾端联接；相线圈的尾端联接；YnYn链接要求：将链接要求：将A A相线圈的尾端和相线圈的尾端和B B相线圈的首端联接；相线圈的首端联接；将将B B相线圈的相线圈的尾尾端端C C相线圈的相线圈的首首端联接；端联接；将将C C相线圈的相线圈的尾尾端和端和A A相线圈的相线圈的首首端联接；端联接；Y Y与与YnYn区别就是是
6、否有中性线接出区别就是是否有中性线接出常用变压器的分类（二）B B：按冷却方式分按冷却方式分：干式变压器：干式变压器：依靠空气对流进行冷却依靠空气对流进行冷却。油浸式变压器：油浸式变压器：依靠油作冷却介质依靠油作冷却介质，如油如油浸自冷、油浸风冷、油浸浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环水冷、强迫油循环风冷风冷等等。常用变压器的分类（三）C C：按用途分按用途分电力变压器：用于输配电系统的升、降电压。电力变压器：用于输配电系统的升、降电压。仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪 表和继电保护装置。表和继电保护装置。试验变压器：能产生试
7、验变压器：能产生所需电压所需电压，对电气设备进行试验。，对电气设备进行试验。特种变压器：如电炉变压器、整流变压器等。特种变压器：如电炉变压器、整流变压器等。常用变压器的分类（四）D D：按绕组形式分：按绕组形式分：双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接 三个电压等级。三个电压等级。自耦变电自耦变电压压：用于连接不同电压的电力系统。也可做为：用于连接不同电压的电力系统。也可做为 普通的升压或降后变压器用。普通的升压或降后变压器用。各种变压器图片
8、试验变压器试验变压器三相三相三绕组变压器三绕组变压器大大型型整整流流变变特殊类型变压器电压互感器电压互感器钳形电流表钳形电流表交流电焊机交流电焊机电流互感器电流互感器电力变压器的基本结构变压器变压器（油浸式）（油浸式）器身器身铁芯铁芯绕组绕组引线（包括调压装置、引线夹件等）引线（包括调压装置、引线夹件等）绝缘绝缘附件（包括油枕、油门闸阀等）附件（包括油枕、油门闸阀等）油箱本体油箱本体油箱油箱冷却装置（包括散热器、风扇、油泵等）冷却装置（包括散热器、风扇、油泵等）保护装置（包括防爆阀、气体继电器、测保护装置（包括防爆阀、气体继电器、测 温元件、呼吸器等）温元件、呼吸器等）出线装置（包括套管等）出
9、线装置（包括套管等）电力变压器的基本结构图变压器的主要部件 -铁芯1.1.铁芯铁芯 铁芯是变压器最基本的组成部件之一，是变压铁芯是变压器最基本的组成部件之一，是变压器的磁路部分，变压器的一、二次绕组都在铁芯上，器的磁路部分，变压器的一、二次绕组都在铁芯上，为提高磁路导磁系数和降低铁芯内涡流损耗，铁芯为提高磁路导磁系数和降低铁芯内涡流损耗，铁芯通常用通常用0.350.35毫米，表面绝缘的硅钢片制成。铁芯分毫米，表面绝缘的硅钢片制成。铁芯分铁芯柱和铁轭两部分，铁芯柱上套绕组，铁轭将铁铁芯柱和铁轭两部分，铁芯柱上套绕组，铁轭将铁芯连接起来，使之形成闭合磁路。芯连接起来，使之形成闭合磁路。为防止运行中
10、变压器铁芯、夹件、压圈等金属为防止运行中变压器铁芯、夹件、压圈等金属部件感应悬浮电位过高而造成放电，这些部件均需部件感应悬浮电位过高而造成放电，这些部件均需单点接地。为了方便试验和故障查找，大型变压器单点接地。为了方便试验和故障查找，大型变压器一般将铁芯和夹件分别通过两个套管引出接地。一般将铁芯和夹件分别通过两个套管引出接地。变压器的主要部件-绕组2.2.绕组绕组 绕组也是变压器的最基本的部件之一。它是绕组也是变压器的最基本的部件之一。它是变压器的电路部分，一般用绝缘纸包裹的铜线或变压器的电路部分，一般用绝缘纸包裹的铜线或者铝线绕成。接到高压电网的绕组为高压绕组，者铝线绕成。接到高压电网的绕组
11、为高压绕组，接到低压电网的绕组为低压绕组。接到低压电网的绕组为低压绕组。大型电力变压器采用同心式绕组。它是大型电力变压器采用同心式绕组。它是将高、低压绕组同心地套在铁芯柱上。通常将高、低压绕组同心地套在铁芯柱上。通常低压绕组靠近铁芯，高压绕组在外侧。这主低压绕组靠近铁芯，高压绕组在外侧。这主要是从绝缘要求容易满足和便于引出高压分要是从绝缘要求容易满足和便于引出高压分接开关来考虑的。变压器高压绕组常采用连接开关来考虑的。变压器高压绕组常采用连续式结构，绕组的盘续式结构，绕组的盘(饼饼)和盘和盘(饼饼)之间有横之间有横向油道，起绝缘、冷却、散热作用。向油道，起绝缘、冷却、散热作用。变压器的主要部件
12、-绝缘材料3.3.绝缘材料及结构绝缘材料及结构 变压器的绝缘材料主要是电瓷、电工层压变压器的绝缘材料主要是电瓷、电工层压木板及绝缘纸板。变压器绝缘结构分为外绝缘木板及绝缘纸板。变压器绝缘结构分为外绝缘和内绝缘两种：外绝缘指的是油箱外部的绝缘，和内绝缘两种：外绝缘指的是油箱外部的绝缘，主要是一次、二次绕组引出线的瓷套管，它构主要是一次、二次绕组引出线的瓷套管，它构成了相与相之间和相对地的绝缘；内绝缘指的成了相与相之间和相对地的绝缘；内绝缘指的是油箱内部的绝缘，主要是绕组绝缘和内部引是油箱内部的绝缘，主要是绕组绝缘和内部引线的绝缘以及分接开关的绝缘等。线的绝缘以及分接开关的绝缘等。绕组绝缘又可分为
13、主绝缘和纵绝缘两种。绕组绝缘又可分为主绝缘和纵绝缘两种。主绝缘指的是绕组与绕组之间、绕组与铁心及主绝缘指的是绕组与绕组之间、绕组与铁心及油箱之间的绝缘；纵绝缘指的是同一绕组匝间油箱之间的绝缘；纵绝缘指的是同一绕组匝间以及层间的绝缘。以及层间的绝缘。电工层压木板电工层压木板 绝缘纸板绝缘纸板电瓷电瓷变压器的主要部件-储油柜（1）4.4.储油柜储油柜 储油柜也称作油枕，有常规油枕和波纹油枕储油柜也称作油枕，有常规油枕和波纹油枕之分，当变压器油的体积随油温的升降而膨之分，当变压器油的体积随油温的升降而膨胀或缩小时，油枕就起着储油和补油的作用，胀或缩小时，油枕就起着储油和补油的作用，以保证油箱内始终充
14、满油。油枕的体积一般以保证油箱内始终充满油。油枕的体积一般为变压器总油量的为变压器总油量的8%8%10%10%左右。左右。常规油枕有三种形式：敞开式、隔膜式和胶常规油枕有三种形式：敞开式、隔膜式和胶囊式。大型变压器为了保证变压器油的性能，囊式。大型变压器为了保证变压器油的性能，防止油的氧化受潮，一般采用隔膜式和胶囊防止油的氧化受潮，一般采用隔膜式和胶囊式，以避免油与空气直接接触。式，以避免油与空气直接接触。油枕上装有油位计，现在一般采用磁力油位油枕上装有油位计，现在一般采用磁力油位计，变压器的油位计和变压器油的温度相对计，变压器的油位计和变压器油的温度相对应，用以监视变压器油位的变化。应，用以
15、监视变压器油位的变化。胶囊式储油柜胶囊式储油柜隔隔膜膜式式储储油油柜柜储油柜油位变化示意图变压器油温与油位指示对应位置图变压器的主要部件-呼吸器 5.5.呼吸器呼吸器 呼吸器又叫吸湿器，由油封、容器、干燥剂呼吸器又叫吸湿器，由油封、容器、干燥剂组成。容器内装有干燥剂（如硅胶）；当油枕组成。容器内装有干燥剂（如硅胶）；当油枕内的空气随着变压器油体积膨胀或缩小时，排内的空气随着变压器油体积膨胀或缩小时，排出或吸入的空气都经过呼吸器，呼吸器内的干出或吸入的空气都经过呼吸器，呼吸器内的干燥剂吸收空气中的水分，对空气起过滤作用，燥剂吸收空气中的水分，对空气起过滤作用，从而保障了油枕内的空气干燥而清洁。呼
16、吸器从而保障了油枕内的空气干燥而清洁。呼吸器内的干燥剂变色超过二分之一时应及时更换。内的干燥剂变色超过二分之一时应及时更换。有载开关油枕的呼吸器干燥剂更需及时更换，有载开关油枕的呼吸器干燥剂更需及时更换，原因是油枕属敞开式油枕，没有胶囊或者隔膜，原因是油枕属敞开式油枕，没有胶囊或者隔膜，呼吸器一旦失去吸潮功能，水分就会直接沿管呼吸器一旦失去吸潮功能，水分就会直接沿管道进入开关内。波纹油枕没有呼吸器。道进入开关内。波纹油枕没有呼吸器。变压器的主要部件-冷却装置6.6.冷却装置冷却装置 变压器运行时产生的铜损、铁损等损耗都会变压器运行时产生的铜损、铁损等损耗都会转变成热量，使变压器的有关部分温度升
17、高。转变成热量，使变压器的有关部分温度升高。变压器的冷却方式有：变压器的冷却方式有：1 1、油浸自冷式、油浸自冷式(ONAN)(ONAN)；2 2、油浸风冷式、油浸风冷式(ONAF)(ONAF)；3 3、强迫油循环风冷式、强迫油循环风冷式(OFAF)(OFAF)；4 4、强迫油循环水冷式、强迫油循环水冷式(OFWF)(OFWF)；冷控系统是根据变压器运行时的温度或负荷冷控系统是根据变压器运行时的温度或负荷高低手动或自动控制投入或退出冷却设备，从而高低手动或自动控制投入或退出冷却设备，从而使变压器的运行温度控制在安全范围。使变压器的运行温度控制在安全范围。油浸自冷油浸自冷强强迫迫油油循循环环风风
18、冷冷式式油浸风冷油浸风冷强强迫迫油油循循环环水水冷冷变压器的主要部件 油流继电器7.7.油流继电器油流继电器 油流继电器是检测潜油泵工作状态油流继电器是检测潜油泵工作状态的部件，安装在油泵管路上。当油泵正的部件，安装在油泵管路上。当油泵正常工作时，在油流的作用下，继电器安常工作时，在油流的作用下，继电器安装在管道内部的挡板发生偏转装在管道内部的挡板发生偏转,带动指针带动指针指向油流流动侧，同时内部接点闭合，指向油流流动侧，同时内部接点闭合，发出运行信号；当油泵发生故障停止或发出运行信号；当油泵发生故障停止或出力不足时出力不足时,挡板没有偏转或偏转角度不挡板没有偏转或偏转角度不够够,指针偏向停止
19、侧指针偏向停止侧,点接通点接通,跳开相应不跳开相应不出力的故障油泵出力的故障油泵,从而启动备用冷却器从而启动备用冷却器,发信号。发信号。8.8.压力释放器（阀）压力释放器（阀）压力释放器装于变压器的顶部。变压器压力释放器装于变压器的顶部。变压器一旦出现故障，油箱内压力增加到一定数值一旦出现故障，油箱内压力增加到一定数值时，压力释放器动作，释放油箱内压力，从时，压力释放器动作，释放油箱内压力，从而保护了油箱本身。在压力释放过程中，微而保护了油箱本身。在压力释放过程中，微动开关动作，发出报警信号，也可使其接通动开关动作，发出报警信号，也可使其接通跳闸回路，跳开变压器电源开关。此时，压跳闸回路，跳开
20、变压器电源开关。此时，压力释放器动作，标志杆升起，并突出护盖，力释放器动作，标志杆升起，并突出护盖，表明压力释放器已经动作。当排除故障后，表明压力释放器已经动作。当排除故障后，投入运行前，应手动将标志杆和微动开关复投入运行前，应手动将标志杆和微动开关复归。压力释放器动作压力有归。压力释放器动作压力有1515、2525、3535、55kPa55kPa等各种规格，根据变压器设计参数选择。等各种规格，根据变压器设计参数选择。变压器的主要部件-压力释放器安装安装安装安装结结结结束拆掉束拆掉束拆掉束拆掉变压器的主要部件 防爆管 早期变压器安装的是一种早期变压器安装的是一种防爆管，作用相当于变压器压防爆管
21、，作用相当于变压器压力释放阀，同样起到安全阀的力释放阀，同样起到安全阀的作用。作用。防爆膜一般用玻璃制作，防爆膜一般用玻璃制作，中间用玻璃刀划十字，降低玻中间用玻璃刀划十字，降低玻璃机械强度，使其在设定压力璃机械强度，使其在设定压力下正确动作。下正确动作。9.9.电流互感器电流互感器 俗称升高座，既支撑和固定套俗称升高座，既支撑和固定套管，内部还装入套管式电流互感器，管，内部还装入套管式电流互感器，供继电保护和电气仪表用供继电保护和电气仪表用。变压器的主要部件-电流互感器变压器的主要部件 气体继电器12.12.气体继电器气体继电器 气体继电器也称瓦斯继电器，它是变压器的主气体继电器也称瓦斯继电
22、器，它是变压器的主要保护装置，安装在变压器油箱与储油柜的连接管要保护装置，安装在变压器油箱与储油柜的连接管上。有上。有1%-1.5%1%-1.5%的倾斜角度，以使气体能流到瓦斯的倾斜角度，以使气体能流到瓦斯继电器内，当变压器内部故障时，由于油的分解产继电器内，当变压器内部故障时，由于油的分解产生的油气流，冲击继电器下挡板，使接点闭合，跳生的油气流，冲击继电器下挡板，使接点闭合，跳开变压器各侧断路器。若空气进入变压器或内部有开变压器各侧断路器。若空气进入变压器或内部有轻微故障时，可使继电器上接点动作，发出预报信轻微故障时，可使继电器上接点动作，发出预报信号，通知相关人员处理。瓦斯继电器上部装有试
23、验号，通知相关人员处理。瓦斯继电器上部装有试验及恢复按钮和放气阀门。及恢复按钮和放气阀门。瓦斯继电器上部有引出瓦斯继电器上部有引出线，分别接入跳闸保护及信号。瓦斯应有防雨罩，线，分别接入跳闸保护及信号。瓦斯应有防雨罩，防止进水。瓦斯继电器应定期进行动作和绝缘校验。防止进水。瓦斯继电器应定期进行动作和绝缘校验。取气盒取气盒变压器的主要部件 气体继电器结构上浮子上浮子上浮子磁铁上浮子磁铁干簧管干簧管下浮子下浮子下浮子磁铁下浮子磁铁 干簧管干簧管挡板挡板双浮子瓦双浮子瓦斯继电器斯继电器开口杯瓦斯继电器开口杯瓦斯继电器开口杯开口杯干簧管干簧管干簧管干簧管挡板挡板磁铁磁铁挡板挡板开口杯磁铁开口杯磁铁变压
24、器的主要部件 温度计10.10.温度计温度计 温度计由温包、导管和压力计组成。将温包温度计由温包、导管和压力计组成。将温包插入箱盖上注有油的安装座中，使油的温度能插入箱盖上注有油的安装座中，使油的温度能均匀地传到温包，温包中的气体随温度变化而均匀地传到温包，温包中的气体随温度变化而胀缩，产生压力，使压力计指针转动，指示温胀缩，产生压力，使压力计指针转动，指示温度。度。变压器还安装有变压器还安装有PT100PT100（铜铂合金）的电阻（铜铂合金）的电阻，该电阻阻值随温度呈线性变化，可以在控制，该电阻阻值随温度呈线性变化，可以在控制室观察变压器温度。变压器的温度计除指示变室观察变压器温度。变压器的
25、温度计除指示变压器上层油温和绕组温度以外，另一个作用是压器上层油温和绕组温度以外，另一个作用是作为控制回路的硬接点启动或退出冷却器、发作为控制回路的硬接点启动或退出冷却器、发出温度过高的告警信号。出温度过高的告警信号。变压器的主要部件-绝缘套管11.11.绝缘套管绝缘套管 变压器绕组的引出线从油箱内穿过油箱盖变压器绕组的引出线从油箱内穿过油箱盖时，必须经过绝缘套管，以使带电的引出线与时，必须经过绝缘套管，以使带电的引出线与接地的油箱绝缘。绝缘套管一般是瓷制的，它接地的油箱绝缘。绝缘套管一般是瓷制的，它的结构取决于它的电压等级。的结构取决于它的电压等级。10kV10kV以下的为单瓷制绝缘套管，瓷
26、套内为以下的为单瓷制绝缘套管，瓷套内为空气绝缘或变压器油绝缘，中间穿过一根导电空气绝缘或变压器油绝缘，中间穿过一根导电铜杆。铜杆。110kV 110kV及以上电压等级一般采用全密封油及以上电压等级一般采用全密封油浸纸绝缘电容式套管。套管内注有变压器油，浸纸绝缘电容式套管。套管内注有变压器油，不与变压器本体相通。不与变压器本体相通。变压器检修标准S11-M-2500/10点点检项目目点点检内容内容点点检标准准变压器器本身本身变压器油温变压器油温油温油温温度温度85摄氏度摄氏度变压器声音器声音声音声音运行中无轻拍声、放电声运行中无轻拍声、放电声油油标油标油标油标在刻度油标在刻度1/43/4以内（气
27、温高时油标在上限位，低以内（气温高时油标在上限位，低时在下限位）时在下限位）呼吸器内硅胶呼吸器内硅胶颜色是否正常颜色是否正常颜色正常颜色正常高低高低压瓷瓶瓷瓶有无裂痕、有无有无裂痕、有无漏油漏油无裂痕、无漏油无裂痕、无漏油高低高低压铜排接点排接点处有无氧化有无氧化无氧化点无氧化点变压器自身漏油器自身漏油有无漏油有无漏油无漏油无漏油温度温度计外观外观无破损、渗油、指示正常无破损、渗油、指示正常变压器器外部外部接地接地线外观外观无边型、断裂、破损无边型、断裂、破损负荷开关荷开关接点温度接点温度温度温度50摄氏度摄氏度电缆外观外观无破损、放电、无氧化放电无破损、放电、无氧化放电油油泵外观声音外观声音无杂音、无渗漏无杂音、无渗漏油水冷却器油水冷却器外观外观无渗漏无渗漏