第三章变压器的结构讲课文档

第三章变压器的结构第1页，共43页。§3—1变压器的基本结构最基本部分：铁心、绕组、绝缘部分及引线等，统称器身；保证安全部分：油箱、冷却装置、调压装置、保护装置。

第2页，共43页。§3—1变压器的基本结构变压器的结构组成及各部分作用第3页，共43页。§3—1变压器的基本结构变压器的结构组成及各部分作用

第4页，共43页。§3—1变压器的基本结构大型变压器的器身结构示意图第5页，共43页。§3—1变压器的基本结构电力变压器外形第6页，共43页。大型变压器外形图1－储油柜；2－散热器；3－风扇；4－控制箱；5－压力突变继电器；6－高压套管；7－中压套管；8－中性点套管；9—低压套管。189247365第7页，共43页。变压器高压侧第8页，共43页。变压器低压侧第9页，共43页。§3—2变压器铁心一、变压器铁心综述二、铁心的有关概念三、铁心的装配方法四、铁心的夹紧五、铁心的接地六、三相变压器的磁路系统的特点第10页，共43页。一、变压器铁心综述1、铁心的作用铁心主要具有两个方面的功能：（1）首先，铁心构成了变压器的磁路部分，是电能转换的媒介。（2）在结构上，它是构成变压器的骨架，套装着绕组，支撑着引线、木夹件、分接开关和其他一些组件。第11页，共43页。一、变压器铁心综述2、铁心的分类

（1）壳式铁心：（2）心式铁心壳式铁心心式铁心第12页，共43页。

壳式变压器a）单相b）三相第13页，共43页。

芯式变压器

a)单相b)三相

1—铁心柱2—铁轭3—高压绕组4—低压绕组第14页，共43页。一、变压器铁心综述3、铁心的组成部分（1）铁心本体（2）紧固件（3）绝缘件（4）接地片和垫脚第15页，共43页。上铁轭外梯形垫块外铁轭螺栓上夹件分接开关铁轭螺杆旁轭下夹件柱间绝缘纸板油箱支撑线圈第16页，共43页。1—下夹件2—叠片铁心3——铁心柱绑扎

4—拉螺杆5—夹紧螺杆6—上夹件7—接地片三相三柱式铁心第17页，共43页。一、变压器铁心综述4、常用铁心的结构特征及其适用范围各种形状铁心柱的截面第18页，共43页。各种形状铁轭的截面第19页，共43页。4、常用铁心的结构特征及其适用范围（1)单相二柱式叠铁心用途：各种单相变压器。它是广泛采用的单相铁心基本结构。(2)单相单柱旁轭式叠铁心用途：高压大容量单相电力变压器或大电流单相变压器。它实际上是垂直放置的单相壳式铁心。第20页，共43页。4、常用铁心的结构特征及其适用范围（3）单相二柱旁轭式叠铁心（四柱铁心）应用：高压和超高压大容量单相电力变压器。（4）三相三柱式叠铁心应用：各种三相变压器。它是三相变压器最广泛应用的典型结构。第21页，共43页。4、常用铁心的结构特征及其适用范围（5）三相三柱旁轭式叠铁心（五柱铁心）应用：大容量三相电力变压器。主要是用来降低铁心的高度，便于运输第22页，共43页。5、大容量变压器铁心的油道为了使铁心中的热量能被循环的变压器油带走更多，降低铁心的温度。铁心直径在380mm及以上时，在芯柱和铁轭中需设散热油道。油道方向有两种：一种是与硅钢片平面平行，另一种是与硅钢片平面垂直。第23页，共43页。6、铁心用硅钢片简述（1）冷轧、热轧硅钢片的区别。热轧硅钢片已由冷轧硅钢片所替代。冷轧硅钢片性能主要有以下几点：

1）冷轧硅钢片有取向和无取向之分。取向硅钢片的磁性能具有明显的方向性，磁力线在沿着材料的辗压方向通过时，导磁性能最好，单位损耗最小。

2）对于冷轧硅钢片，在生产过程中表面已形成一层绝缘层，目的是为了降低涡流损耗。第24页，共43页。6、铁心用硅钢片简述ABB采用的进口硅钢片。重庆ABB变压器公司通常采用日本进口硅钢片，如23D078，30H102，30R122等等。硅钢片的符号含义如下：

①

R－取向硅钢片H－高导磁取向硅钢片

D－高导磁、取向、激光处理硅钢片例如：23D078，表示硅钢片厚度为0.23mm，单位铁损（P17/50下测试）为0.78W/kg的高导磁、取向、激光处理硅钢片。单位质量损耗（W/Kg）硅钢片材质及处理方式①硅钢片厚度（mm）23D078第25页，共43页。6、铁心用硅钢片简述（2）国产冷轧硅钢片的符号含义

DW—冷轧无取向硅钢片；

DQ—冷轧取向硅钢片；

G—高磁感应硅钢片。牌号后面的数字表示单位质量损耗（W/kg）值的100倍，横线后面的数字表示硅钢片厚度（mm）的100倍。例如：DQ126G—35

单位质量的损耗为1.26W/kg

高磁感应硅钢片硅钢片的厚度为0.35mm

冷轧取向硅钢片（2）国产冷轧硅钢片的符号含义

DW—冷轧无取向硅钢片；

DQ—冷轧取向硅钢片；

G—高磁感应硅钢片。牌号后面的数字表示单位质量损耗（W/kg）值的100倍，横线后面的数字表示硅钢片厚度（mm）的100倍。例如：DQ126G—35

单位质量的损耗为1.26W/kg

高磁感应硅钢片硅钢片的厚度为0.35mm

冷轧取向硅钢片（2）国产冷轧硅钢片的符号含义

DW—冷轧无取向硅钢片；

DQ—冷轧取向硅钢片；

G—高磁感应硅钢片。牌号后面的数字表示单位质量损耗（W/kg）值的100倍，横线后面的数字表示硅钢片厚度（mm）的100倍。例如：DQ126G—35

单位质量的损耗为1.26W/kg

高磁感应硅钢片硅钢片的厚度为0.35mm

冷轧取向硅钢片（2）国产冷轧硅钢片的符号含义

DW—冷轧无取向硅钢片；

DQ—冷轧取向硅钢片；

G—高磁感应硅钢片。牌号后面的数字表示单位质量损耗（W/kg）值的100倍，横线后面的数字表示硅钢片厚度（mm）的100倍。例如：DQ126G—35

单位质量的损耗为1.26W/kg

高磁感应硅钢片硅钢片的厚度为0.35mm

冷轧取向硅钢片（2）国产冷轧硅钢片的符号含义

DW—冷轧无取向硅钢片；

DQ—冷轧取向硅钢片；

G—高磁感应硅钢片。牌号后面的数字表示单位质量损耗（W/kg）值的100倍，横线后面的数字表示硅钢片厚度（mm）的100倍。例如：DQ126G—35

单位质量的损耗为1.26W/kg

高磁感应硅钢片硅钢片的厚度为0.35mm

冷轧取向硅钢片第26页，共43页。6、铁心用硅钢片简述对硅钢片的表面处理硅钢片涂绝缘漆，其目的是限制涡流回路，使涡流只能在一片中流动，这样涡流回路阻抗较大，限制了涡流的数值。对硅钢片的绝缘漆层要求是：

1）涂刷均匀，漆膜光滑不宜过厚（漆膜过厚要降低叠片系数），附着力强，能抗冲击和弯曲。

2）要求漆膜具有良好的绝缘性、耐热性、防潮性，并且要求干燥快。对硅钢片的厚度选用：通常在0.23~0.5mm左右。ABB公司常用有0.23mm和0.3mm两种，目的是为了限制硅钢片的涡流损耗以及由此而引起主磁通的削弱。第27页，共43页。二、铁心的有关概念（1）几何截面积：是指铁心占有空间的截面积。（2）有效截面积：是指几何截面积减去硅钢片间的间隙及绝缘漆膜厚度所占的面积后所得的硅钢片的实际截面积。（3）叠片系数：是指铁心的有效截面积与几何截面积之比值。叠片系数与硅钢片的厚度、平整度和片间的绝缘层的厚度有关，例如采用0.35mm

厚的硅钢片时，叠片系数一般在0.91—0.96之间。第28页，共43页。二、铁心的有关概念（4）填充系数：又称利用系数，是指由阶梯形组成的铁心柱的截面积与芯柱外接圆面积之比值。在一定的直径下，铁心柱的截面积越大，即阶梯级数越多，则填充系数越大。但阶梯的级数越多，叠片的规格也越多，从而使铁心的制造工艺复杂化。第29页，共43页。三、铁心的装配方法（1）直接缝特点：是加工和叠片都比较方便，搭接面积大，因此所叠装的铁心结构强度好、整体性强、不易变形。但只能用于热轧硅钢片。变压器叠片直接缝第30页，共43页。

三、铁心的装配方法（2）半直半斜接缝特点：是直接缝和斜接缝在铁心叠片中交替出现，没有完全利用冷轧取向硅钢片的方向性。用于冷轧取向硅钢片。变压器叠片半直半斜接缝第31页，共43页。三、铁心的装配方法（3）全斜接缝特点：降低铁心的空载损耗，利用冷轧取向硅钢片的特性，应采用全斜接缝，这样可使磁通方向与硅钢片的轧制方向一致，使铁心损耗达到最小。用于冷轧取向硅钢片。变压器叠片全斜接缝第32页，共43页。三、铁心的装配方法全斜接缝第33页，共43页。四、铁心的夹紧1、夹紧的目的铁心的夹紧主要是为了能承受器身起吊时的重力及变压器在发生短路时，绕组作用到铁心上的电动力；可以防止变压器在运行中，由于硅钢片松动而引起的振动噪声。第34页，共43页。

四、铁心的夹紧2、常用的夹紧措施（1）铁心柱夹紧

1）用硬纸筒加楔柱夹紧。

2）穿芯螺杆夹紧。

3）采用环氧树脂玻璃粘带绑扎夹紧。（2）铁轭的夹紧

1）采用夹件、穿芯螺杆和不穿芯螺杆（位于夹件两端的）组成的夹紧结构

2）夹件、穿芯螺杆和方铁组成的夹紧结构（少用）

3）无穿芯螺杆、无方铁全绑扎结构。第35页，共43页。上铁轭外梯形垫块外铁轭螺栓上夹件分接开关铁轭螺杆旁轭下夹件柱间绝缘纸板油箱支撑线圈第36页，共43页。铁芯上夹件局部第37页，共43页。铁芯下夹件局部第38页，共43页。1—下夹件2—叠片铁心3——铁心柱绑扎

4—拉螺杆5—夹紧螺杆6—上夹件7—