电力变压器试验-变压器结构及特性

目录变压器结构变压器材料绝缘老化及因素变压器主要结构如图所示，有：1）器身：包括铁芯、绕组、绝缘部件及引线。2）调压装置：即分接开关，分为无励磁调压和有载调压3）冷却装置:包括油枕、箱体及散热管等。4）保护装置：包括安全气道、吸湿器、气体继电器、净油器和测温装置等5）绝缘套管：包括高压绝缘套管、低压绝缘套管

绝缘介质紧固支撑冷却媒介

绝缘作用绝缘材料液体:绝缘油固体：绝缘纸、电瓷、云母、玻璃、交联聚乙烯等气体:空气、SF6

真空绝缘实际绝缘结构通常是由几种电介质联合构成的组合绝缘固-液绝缘固-气绝缘三相变压器外观--油枕与散热管三相变压器绕组图1-6电力变压器铁芯实物图变压器铁芯制造ABC铁轭铁芯高压绕组低压绕组高压引线三相电力变压器内部结构图饼式结构变压器内部绕组变压器高低压绝缘套管变压器油枕与散热管变压器油对流散热图变压器外观结构图变压器绝缘套管电容式套管变压器套管及油枕

目录变压器结构变压器材料绝缘老化及因素变压器油是油浸式变压器最主要的绝缘材料，充满整个油箱。散热作用绝缘作用变压器油作用变压器油具有比空气高得多的绝缘强度。绝缘材料浸在油中，不仅可提高绝缘强度，而且还可免受潮气的侵蚀。变压器油的比热大，常用作冷却剂。变压器运行时产生的热量使靠近铁芯和绕组的油受热膨胀上升。电老化热老化工程变压器油有杂质、气泡、水分，介电强度远低于纯净油。变压器油粘度增大，颜色变深，介损增大，油泥增多，击穿电压下降。局部放电使油分子缩合成更高分子量的腊状物（影响散热），同时溢出气体（使放电更易发生）。变压器油老化常用种类：电缆纸：（0.08~0.12mm厚），导线绝缘、层间绝缘和引线绝缘；电话纸：更薄，出线头和引线绝缘；皱纹纸：更柔软，出线头和引线绝缘；绝缘纸板：绕组间的垫块、隔板、绝缘筒、角环；绝缘成型件：直接用纸浆按电场形状制成

绝缘纸用硫酸盐木纸浆制成，含有许多气隙，透气性好、吸油性好。绝缘纸板在变压器中用作绕组中的垫块，撑条相间隔板或制成绝缘筒，以及对铁轭的角环等世界第一：

芯节能型牵引变压器”。在国家变压器质量监督检验中心完成了最严酷的短路试验，标志我国已成功研制世界上第一台“220kV/56.5MVA超低损耗卷铁芯节能型牵引变压器”。电容式套管节能型变压器

目录变压器结构变压器材料绝缘老化及因素2.2绝缘老化及其影响因素设备绝缘故障的主要原因材料的老化。电气设备绝缘在运行中受到各种因素的长期作用，会发生一系列不可逆的变化，导致其物理、化学、电和机械等性能的劣化，如机械强度降低、介质损耗及电导增大。将这种现象称为绝缘老化。电气因素机械因素温度和热稳定性环境（水分、氧化、射线及微生物）绝缘老化影响因素（1）电气影响长期工作电压

短时的过电压

为了使设备的外形尺寸保持在可以接受的水平，现代电气设备采用了更为紧凑的绝缘方式，因此在运行中其内部各组件间的绝缘所需承受的热和电应力水平显著提高。高场强下的电老化由介质中的局部放电引起。各种绝缘材料局部放电的性能有很大的差别：云母（电机绝缘）、玻璃纤维等无机材料有很好耐局部放电能力。有机高分子聚合物等绝缘材料耐局部放电能力较差，其长时间击穿场强要比短时间击穿场强低很多。设计时应将其工作场强(XLPE的为10kV/mm)选的比局部放电场强低，以保证其寿命。绝缘油发生局部放电，引起油温升高而导致油的解裂，并伴有微量气体产生。另外油放电生成物可能是聚合蜡状物，可能附着于固体介质表面影响散热，加速固体绝缘的老化。（2）机械影响机械负荷长时间振动短路应力机械应力对绝缘的老化速度有很大的影响。如：机械应力过大会使固体介质内产生裂纹或气隙，导致局放，运行经验表明：瓷绝缘子的老化常常是由于机械应力造成（悬式绝缘子最易损坏的地方是靠近铁塔悬挂点处）。对绝缘子来说，温度突变也会产生内部应力。如：运行中受日照，温升为20～30℃，突然降雨，瓷表面骤冷，则会在瓷件内产生内应力，可能造成开裂。因此，绝缘子瓷件在工厂要经过冷热实验，要求在70℃的温差剧变时不发生开裂。（3）温度影响

季节变化长期过负荷热老化高温下，电介质短时间内就能发生明显的损坏；即使温度比短时允许温度低，但作用时间很长时，绝缘性能也会发生不可逆的变化。绝缘的温度越高，老化越快，寿命越短。液体介质的热老化主要表现在油的氧化，油温越高，则氧化速度越快。油局部过热会分解出一些能溶于油的微量气体，这是变压器油劣化的主要原因。不同介质材料的耐热性能不同。GB11021划分几个耐热等级，规定相应的最高允许温度。超过该允许值，介质迅速老化，寿命大大缩短。电介质的耐热等级耐热等级工作温度(℃)电介质O90木材、纸板、棉纤维；聚乙烯；聚氯乙烯；交联聚乙烯；天然橡胶A105油性树脂漆及其漆包线；矿物油及浸入其中的纤维材料E120酚醛树脂塑料；胶纸板、胶布板；聚酯薄膜；聚乙烯醇缩甲醛漆B130沥青油漆制成的云母带、玻璃漆布、玻璃胶布板；聚酯漆；环氧树脂F155聚酰亚胺漆及其漆包线；改性硅有机漆及其云母制品及玻璃漆布H180聚酰胺聚酰亚胺漆及其漆包线；硅有机漆及制品；硅橡胶及玻璃漆布C>180聚酰亚胺漆及薄膜；云母；陶瓷；玻璃及其纤维；聚四氟乙烯不同耐热等级绝缘材料在各种运行温度下长期运行的寿命热老化规律——6度规则

试验表明，对于常用的A级绝缘，如油纸绝缘，则温度每超过6℃，则寿命约缩短一半。

而对于

B、H级绝缘则分别约为10℃及12℃规则。

水（强极性介质、类似于半导体）被吸收到电介质内部或吸附到电介质的表面以后，它能溶解离子类杂质或使强极性的物质解离，严重影响介质内部或沿面的电气性能：在外施电压下，或者在电极间构成通路，或者在高温下汽化形成“汽桥”而使击穿电压显著降低。

（4）受潮局部电弧水带绝缘介质（5）环境的影响环境条件对绝缘的老化也有很大的影响。绝缘油的老化，主要是油的氧化。户外工作的绝缘应能使耐受日晒