变压器基础学习

1、变压器基础学习文稿销售部 第一章 变压器简介一、变压器的作用及定义 变压器用途很广，在国民经济的各个部门，都十分广泛地应用着各种各样 的变压器。 变压器是一种交换电压传输电能的静止电气设备。它是靠电磁感应原理把某种频率的电压变换成同频率的另一种或多种数值不等（或相等）电压的功率传输装置。 在电力系统中，发电厂的电能要输送到很远的地方去，为了减少输送过程中的电能损耗，需要将电压升高再行输送。另一方 面，终端用户的电器设备的用电电压一般为10KV或380（220）V，故在用户端需用变压器将电压降为所需要的电压等级。二、 变压器的功能 变压器的功能主要有：电压变换；电流变换，阻抗变换；隔离；稳压（磁

2、饱和变压器）;自耦变压器；高压变压器（干式和油浸式）等，变压器常用的铁芯形状一般有E型和C型铁芯，卷铁芯和壳式。三、常用变压器的种类及特点 一般常用变压器的分类可归纳如下： 1、按相数分： (1)单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。 (2)三相变压器：用于三相系统的升、降电压。 2、按用途可分为： 电力变压器、电炉变压器、整流变压器、弧焊变压器等等 3、按冷却方式分： (1)干式变压器：依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小 容量变压器。 (2)油浸式变压器：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、 强迫油循环等。 4、按用途分： (1)电力变压器：用于输配电系统的

3、升、降电压。 (2)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。 (3)试验变压器：能产生高压，对电气设备进行高压试验。 (4)特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、调整变压器等。 5. 按绕组形式分： (1)双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。 (2)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。 (3)自耦变电器：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。 6. 按铁芯形式分： (1) 叠铁芯变压器：最常用的变压器，用于高压的电力变压器。 （2）卷铁芯变压器：一种把硅钢片卷绕成的铁芯做的变压器，一比较节能的变压器，在配电

4、网上比较常用。 （3）非晶合金变压器：非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料，其空载损耗、空载电流下降约80%，是目前节能效果较理想的配电变 压器，特别适用于农村电网和发展中地区等负载率变化较大的地方。 (4)壳式变压器：用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。 四、变压器制作原理： 在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压电流和阻抗的器件。 第一节 油浸式变压器 一、 油浸式变压器： 依

5、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。 （如图1-1，1-2，1-3）图1-1图1-2图1-3油位计油枕 二、油浸式变压器主要部件变压器的主要部件有：器身：包括铁心（图1-4）、绕组（图1-5）、绝缘部件及引线。调压装置：即分接开关，分为无励磁调压和有载调压油箱及冷却装置。保护装置：包括储油柜（油枕）、安全气道、吸湿器、气体继电器、净油器和测温装置等。绝缘套管。三、

6、 油浸式变压器的主要材料铁芯材料绕制变压器的铜、铝线材绝缘材料装配过程 1、 铁芯材料 a. 变压器使用的铁芯材料主要有铁片、低硅片，高硅片，的钢片中加入硅能降低钢片的导电性，增加磁阻率，它可减少涡流，使其损耗减少。我们通常称为加了硅的钢片为硅钢片，变压器的质量所用的硅钢片的质量有很大的关系，硅钢片的质量通常用磁通密度B来表示，一般黑铁片的B值为6000-8000、低硅片为9000-11000，高硅片为12000-16000。（如图1-4）图1-4上夹件下夹件硅钢片绝缘纸板垫脚 b.注意点 铁心在刚开始叠片时，要先加一层绝缘(夹件绝缘，目的使铁芯与夹件绝缘)。叠片时，要注意片层数及整齐度（如图

7、1-5）图1-5c. 铁心下料过程 图1-6 a硅钢料纵剪 图1-6 b硅钢料横剪 图1-6 b硅钢片V型冲床 图1-6 c硅钢片剪切 图1-6 d 叠装过程2、变压器线圈绕制材料 a. 漆包线，纱包线，丝包铜线 ，纸包铜线，漆包线。对于导线的要求，是导电性能好，绝缘漆层有足够耐热性能，并且要有一定的耐腐蚀能力。（如图1-7、8所示）线圈图1-7纸包铜线图1-8玻璃纤纬带低压端圈b. 线圈绕制过程（图1-9）图1-9 (a) 低压绕制步骤1步骤2步骤3步骤4图1-9（b) 在绕制变压器中，线圈框架层间的隔离、绕阻间的隔离，均要使用绝缘材料，一般的变压器框架材料可用酚醛纸板制作，环氧板，或纸板。

8、层间可用聚脂薄膜，电话纸，6520复合纸等作隔离。（如图1-10 a,b）3、绝缘材料纸板图1-104.绝缘纸板纸板电话纸5.油浸式变压器装配过程及注意点（如图1-11）图1-11 a 套线圈图1-11 b 贴片图1-11 c 油浸式变压器装配整体四、油浸式变压器特点a、油浸式变压器低压绕组除小容量采用铜导线以外，一般都采用铜箔绕抽的圆筒式结构；高压绕组采用多层圆筒式结构，使之绕组的安匝分布平衡，漏磁小，机械强度高，抗短路能力强。b、铁心和绕组各自采用了紧固措施，器身高、低压引线等紧固部分都带自锁防松螺母，采用了不吊心结构，能承受运输的颠震。c、线圈和铁心采用真空干燥，变压器油采用真空滤油和注

9、油的工艺，使变压器内部的潮气降至最低。d、油箱采用波纹片，它具有呼吸功能来补偿因温度变化而引起油的体积变化。e、由于波纹片取代了储油柜，使变压器油与外界隔离，这样就有效地防止了氧气、水份的进入而导致绝缘性能的下降。f、根据以上五点性能，保证了油浸式变压器在正常运行内不需要换油，大大降低了变压器的维护成本，同时延长了变压器的使用寿命。 五、油浸式变压器故障分析 变压器在运行中常见的故障有绕组、套管和分接开关及铁芯、油箱及其它附件的故障等。 1、绕组故障 主要有匝间短路、绕组接地、相间短路，断线及接头开焊等。 2、套管故障 变压器套管积垢，在大雾或小雨时造成污闪，使变压器高压侧单相接地或相间短路。

10、 3、严重渗漏 变压器运行渗漏油严重或连续从破损处不断外溢以致油位计已看不到油位，此时应立即将变压器停用进行补漏和加油，引起变压器渗漏油的原因有焊缝开裂或密封件失效，运行中受到震动外力冲撞油箱锈蚀严重而破损等。 4、分接开关故障 常见的故障有分接开关接触不良或位置不准，触头表面熔化与灼伤及相间触头放电或各分接头放电。 5、过电压引起的故障 运行中的变压器受到雷击时，由于雷电的电位很高，将造成变压器外部过电压，当电力系统的某些参数发生变化时，由于电磁振荡的原因，将引起变压器内部过电压，这两类过电压所引起的变压器损坏大多是绕组主绝缘击穿，造成变压器故障。 6、铁芯的故障 铁芯的故障大部分原因是铁芯

11、柱的穿心螺杆或铁芯的夹紧螺杆的绝缘损坏而引起的 7、渗漏油现象 变压器油的油面过低，使套管引线和分接开关暴露于空气中，绝缘水平将大大降 低，因此易引起击穿放电。 注：油浸式变压器应特别注意其防火安全措施。第二节 干式变压器一、干式变压器： 依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路 。机械设备等变压器，在电力系统中，一般汽机变压器、锅炉变压器、除灰变压器、除尘变压器、脱硫变压器等都是干式变压器，变比为6000V/400V和10000V/400V，用于带额定电压380V的负载。（如左图）二、干式变压器结构特点 铁芯 绕组 高压绕组 低压绕组 1.铁芯 采用优质冷轧晶粒取向硅钢片,铁芯硅钢片

12、采用45度全斜接缝,使磁通沿着硅钢片 接缝方向通过. (如下图所示）夹件垫脚图2-1硅钢片铁心绑扎带无纬带2.绕组 有以下几种:(1)缠绕式 (2)环氧树脂加石英砂填充浇注 (3)玻璃纤维增强环氧树 脂浇注(即薄绝缘结构) (4)多股玻璃丝浸渍环氧树脂缠绕式 (一般多采用3,因为它能有效的防止浇注的树脂开裂,提高了设备的可靠性, 绕组过程如图2-2 a,b,c)图2-2 a 高压线圈开始部位图2-2 b丝包铝线步骤1步骤2图2-2 c 线圈绕制过程至结束步骤3步骤4图2-2 d 高压线圈半成品3.高压线圈高压绕组采用环氧树脂浇注，一般采用多层圆筒式或多层分段式结构4.低压线圈 一般采用螺旋式或

13、箔式结构 （材料有预浸式DMD纸、铜箔或铝箔、撑条、铜铝复合排等，绕制过程如图2-3 a, b, c, d，图2-4，2-5所示）预浸DMD纸铝箔图2-3（a）图2-3（b）铜箔绕制铝箔绕制图2-3 c 图2-3 d 图2-4 低压线圈半成品铜铝复合排F级工字撑条图2-5 低压线圈半成品三、干式变压器防护方式 使用环境特征及防护要求，干式变压器可选择不同外壳。通常选用IP20防护外壳，可防止直径大于12mm固体异物及鼠、蛇、猫、雀等小动物进入，造成短路停电等恶性故障，为带电部分提供安全屏障。若须将变压器安装户外，则可选用IP23防护外壳，除上述IP20防护功能外，更可防止与垂直线成60角以内水

14、滴入。但IP23外壳会使变压器冷却能力下降，选用时要注意其运行容量降低。变压器产品型号及字母表示什么含义？ SZ11M 低压绕组电压等级（kV) 高压绕组电压等级（kV) 额定容量（kVA）性能水平代号 全密封调压方式（只标有载） 相数(三相) SCB10 额定容量（kVA）低压箔绕 性能水平代号干式（固体成型） 相数(三相) 低压绕组电压等级（kV) 高压绕组电压等级（kV) 性能水平代号数越大，损耗越小，水平越高。 订货时需要与用户确认的技术协议油浸式变压器基本技术参数1 产品型号 S11M1250/10-0.42 额定容量 1250 kVA3 额定频率 50Hz4 相 数 3相 或 单相5 电 压 比 10 2*2.5%/ 0.4 kV6 联结组别 Dyn11 或 Yyn0 或其他7 冷却方式 ONAN8 阻抗电压