电力变压器基础知识

一、电力干式变压器的分类与型号1、按用途分类（1）升压干式变压器：发电厂向外输送电力用。（2）降压干式变压器：供电局的变电站作为变换电压用。（3）配电干式变压器：向用户供电用。（4）厂用干式变压器：为发电厂提供内部用电。（5）站用干式变压器：为变电站提供内部用电。（6）换流干式变压器：直流输电用，一侧接交流电，一侧接换流阀。（7）整流干式变压器：火电厂给电除尘供电用。2、按绕组分类（1）双绕组干式变压器：用于升压变、降压变、厂用变等。（2）三绕组干式变压器：用于降压变、联络变等。（3）自藕干式变压器：用于降压变、联络变等。（4）分裂干式变压器：有轴向分裂和辐向分裂两种，用于厂用变和启备变。3、按结构分类（1）单相干式变压器：用于330~1000kV干式变压器。（2）三相干式变压器：用于10~500 kV干式变压器。（3）组合式干式变压器：将干式变压器分为几个部分，到现场后再组合起来的干式变压器，用于交通不便地区。4、按冷却方式分类（1）油浸式干式变压器：用于10~1000kV干式变压器。（2）干式干式变压器：用于10~110 kV干式变压器。（3）SF6干式变压器：目前用于110 kV干式变压器。5、电力干式变压器的型号（1）型号中字母的含义D—单相 F—油浸风冷O—自 P—强迫油循环S —三相或三线圈 J—油浸自冷Z —有载调压 L—铝线圈 *铜线圈和双线圈不用加符号（2）举例SFPSL—120000/110：110kV、120MVA三相三线圈强迫油循环风冷铝线圈干式变压器OSFPSZ—240000/330：330 kV、240MVA三相三线圈有载调压强迫油循环风冷自藕变压二、电力干式变压器的线圈线圈是电力干式变压器中较重要、较复杂的部件，它由铜（或铝）导线绕制，再配以专门的绝缘部件组成。1、螺旋式线圈螺旋式线圈的主要特点是并联导线的根数较多，线饼绕成螺旋状，且一个线饼为一匝的线圈。螺旋式线圈具有较好的机械稳定性、散热性好工艺性也好，广泛用于干式变压器的低电压大电流线圈。螺旋式线圈根据电流的大小，可以绕制成单螺旋、双螺旋和四螺旋三种结构。2、连续式线圈当线圈是由若干个沿轴向分布，且由彼此不需要焊接的线段组成的线圈，称为连续式线圈。连续式线圈的端部支撑面大，承受轴向力大，抗短路能力强，且各线段上有较大的散热能力。这种线圈无论是电压等级还是容量范围，应用都很广泛。3、纠结式线圈纠结式线圈由若干纠结线段（饼）组成。全部是纠结线段（饼）的线圈称为全纠结式线圈，广泛用于220kV及以上电压的干式变压器。一部分纠结线段（饼）和一部分连续式线段组成的线圈称为纠结连续式线圈，应用于66 kV及以上电压的干式变压器。由于它在线圈的相邻线匝间插入了不相邻的线匝，形成了交错的纠结线段并组成了纠结式线圈，从而使线圈的纵向电容增加，使得沿线圈轴向高度上的冲击电压分布特性改善，因此它在各种高电压线圈上得到了广泛应用。4、内屏蔽式线圈内屏蔽连续式线圈是通过增大线段间的串联电容的方式，来达到改善冲击电压分布的目的。其结构特点是将附加电容线匝直接绕在连续式线段内部，电容线匝的端头包好绝缘后在线段中悬空，电容线匝不载电流，只在冲击电压下起作用。内屏蔽连续式线圈在结构上有两段跨接、四段跨接、八段跨接和分段连接等形式。三、电力干式变压器的铁心铁心也是电力干式变压器的重要组成部件，它由高导磁的硅钢片叠积，然后用钢夹件夹紧或用玻璃丝带绑扎而成。1、硅钢片电力干式变压器用的硅钢片是0.3~0.5mm厚的冷钆硅钢片，目前内只有武汉钢铁厂和上海宝钢能生产这种冷钆硅钢片。但是，大型干式变压器用的硅钢片还要从日本进口。2、铁芯的结构形式（1）单相二柱式铁芯，用于各种单相干式变压器。（2）单相段柱旁軛式铁芯，用于高压大容量单相干式变压器。（3）单相二柱旁軛式铁芯，用于高压和超高压大容量单相干式变压器。（4）三相三柱是铁芯，用于各种三相干式变压器。（5）五柱式铁芯，用于大容量三相干式变压器。四、油浸式干式变压器的油箱1、筒式油箱，主要用于各种小型油浸式干式变压器和特大型油浸式干式变压器。2、钟罩式油箱，广泛用于110~500kV油浸式干式变压器。3、全密封式油箱，即将油箱焊死，较近几年才开始用于110kV及以上油浸式干式变压器。五、油浸式干式变压器的储油柜干式变压器的储油柜有两个功能，一个是给油箱内干式变压器油提供热胀冷缩的空间；另外就是将干式变压器油与外部大气隔开，防止干式变压器油老化。1、胶囊式储油柜，里面用橡胶胶囊将干式变压器油与外部大气隔开，并给干式变压器油提供热胀冷缩的空间。２、隔膜式储油柜，用橡胶隔膜将干式变压器油与外部大气隔开，并给干式变压器油提供热胀冷缩的空间。３、波纹式储油柜，用金属波纹片组成的金属膨胀器将干式变压器油与外部大气隔开，并给干式变压器油提供热胀冷缩的空间。波纹式储油柜分为内油式和外油式两种，内油式性能较好，但体积较大。六、油浸式干式变压器的冷却方式1、表示冷却方式的符号较好个字母：O—矿物油， K—合成绝缘液， L—绝缘气体。第二个字母：N—自然对流循环， F—强迫油循环， D—强迫导向循环。第三个字母：A—空气， W—水。第四个字母：N—自然对流， F—强迫循环（风扇、泵）。2、举例ONAN—自然冷却ONAF—风冷却OFAF—强迫油循环风冷ODAF—强迫油循环导向冷却七、干式变压器套管1、40kV及以下纯瓷绝缘套管这种套管有导杆式和穿缆式两种结构。导杆式用于干式变压器的低压套管；穿缆式用于10~20kV高压出线。2、40kV及以下大电流套管这种套管有导杆式和电容式两种结构。导杆式纯瓷套管用于中等容量发电机干式变压器的低压绕组出线；电容式套管则用于大型发电机干式变压器的低压绕组出线。3、66kV及以上油纸电容式套管这种套管的内绝缘是由绝缘纸和铝箔交替卷绕而成的电容芯子，电容芯子与瓷套之间充满绝缘油，套管与绕组的连接有导杆式和穿缆式两种结构。油纸电容芯子由0.08~0.12mm厚的电缆纸和0.01mm厚的铝箔交替卷绕在导电管上。4、66 kV及以上胶纸电容式套管这种套管的内绝缘是由胶粘纸和铝箔交替卷绕而成的电容芯子，电容芯子与瓷套之间充满绝缘油，套管的下部不需要瓷套。但这种套管的tanδ大，胶粘纸容易裂纹而产生局部放电，目前已经停止生产。5、树脂浇注电容式套管这种套管的主绝缘也是由绝缘纸和铝箔交替卷绕而成的电容芯子，外面再浇注环氧树脂，成为固体绝缘套管。这种套管可以用作油-气套管，上部套在GIS的管道内，之间充入SF6气体；下部浸入干式变压器油中。八、电力干式变压器的调压方式1、调压方式干式变压器的调压方式有无励磁调压和有载调压两种。无励磁调压又称为无载调压，是在干式变压器停止运行、不带负荷的状态下进行调压；有载调压是在干式变压器运行中、带负荷的状态下运行调压。无励磁调压的调压装置叫无载分接开关；有载调压的装置叫有载分接开关。2、有载调压位置干式变压器有载调压的位置有中性点调压、中压线端调压和高压线圈线端调压三种。其中中性点调压的结构和工艺比较简单，应用也比较多。 3、有载调压开关调压开关亦分接开关。目前内生产的有载分接开关的质量都不够好，大部分有载分接开关都依赖进口，其中从德MR和瑞典ABB公司进口的较多。九、干式变压器油1、干式变压器油的成分干式变压器油是矿物质油，它是由许多不同分子量的碳氢化合物分子组成的混合物，是以烷烃、环烷烃和少量芳香烃为主的烃类化合物。2、干式变压器油的作用及牌号油浸式干式变压器的绝缘油用干式变压器油。干式变压器油不但有绝缘作用，还有散热的作用。干式变压器油根据其凝固点的不同，分为25号油和45号油。25号油的凝固点是零下25℃；45号油的凝固点是零下45℃。25号干式变压器油属于石蜡基油，45号干式变压器油是环烷基油。过去45号干式变压器油要从外进口，现在新疆克拉玛依炼油厂也能生产了。十、电力干式变压器的制造工艺电力干式变压器由器身和附件两大部分组成。器身又由线圈、绝缘件、铁心、分接开关、干式变压器油和油箱组合而成。干式变压器的附件有储油柜、冷却器、套管、瓦斯继电器、压力释放器及温度计等。其中冷却器、绝缘油、套管、分接开关、瓦斯继电器、压力释放器及温度计等都是从外面采购。下面仅简单介绍几种主要部件的制造工艺。1、线圈绕制：安装绕线骨架—绕制线圈—导线焊接—包绝缘—线圈整形—线圈测试。2、铁心组装：硅钢片裁剪—去毛刺—叠装铁心—装拉板和屏蔽—绑紮铁心—铁芯试验——装铁心夹件。3、绝缘件加工：绝缘件切割—去毛刺—倒园角—防潮处理。4、油箱和储油柜加工：钢板切割—油箱和储油柜焊接—除锈—喷砂—打底漆—喷漆—机械强度试验。5、总装配：装铁心—装油箱管道—套线圈—叠装上铁軛—装分接开关—焊接引线—包引线绝缘—半成品试验——器身干燥—整理器身—油箱装配—附件装配—注油—密封试验—热油循环—静放。十一、电力干式变压器的出厂试验电力干式变压器的出厂试验分为例行（出厂）试验、型式试验和特殊试验三种类型。例行试验是每台干式变压器出厂都要进行的试验项目，通常又称为出厂试验；型式试验是在一种类型的产品中抽测1~2台干式变压器来进行的试验项目；特殊试验是由用户提出，并与制造厂协商同意的试验项目。1、对高电压绝缘试验的基本要求和规定干式变压器绕组是按较高运行电压Um以及相应的绝缘水平进行检验的，下表是家标准GB1094.3—2003《电力干式变压器 第三部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙》规定的绝缘试验项目。2、例行（出厂）试验项目（1）绕组直流电阻测量：在所有分接引出端上进行的测量。（2）变比测量：在所有分接位置上进行测量。（3）接线组别检测：在额定分接位置上进行测试。（4）绝缘电阻、吸收比和极化指数测量：220kV及以上干式变压器才进行极化指数测量。（5）绕组tanδ和电容量测试: 35kV及以上干式变压器都要进行tanδ测量。.（6）套管tanδ和电容量测试:66kV及以上电容式套管都要进行tanδ和电容量测试（7）干式变压器油的试验：油化分析、绝缘强度、tanδ、色谱分析等项目，750kV及以上干式变压器还要进行油中颗粒度测试。而且油化分析和油的色谱分析在整个试验过程中要反复进行。（8）空载损耗和空载电流测量：在额定电压接线下进行试验。（9）负载损耗和短路阻抗测量：在额定电压接线下进行试验。（10）局部放电试验：放电量不作为考核，仅作为能否进行高电压试验的参考。（11）雷电全波冲击试验：220kV及以上、120MVA及以上干式变压器.（12）操作冲击试验：330 kV及以上干式变压器。（13）带有局部放电测量的感应耐压试验：110 kV及以上干式变压器。（14）低压绕组与中性点的外施工频耐压试验。（15）局部放电试验：这次试验是作为出厂试验值的考核试验。（16）油流带电测量：330 kV及以上带油泵的干式变压器。（17）转动油泵的局部放电试验：330 kV及以上带油泵的干式变压器。2、型式试验项目 （1）温升试验。 （2）雷电截波曾经试验。 （3）中性点的雷电全波冲击试验。 （4）无线电干扰试验3、特殊试验项目（1）声级测量。（2）三相干式变压器的零序阻抗测量。（3）空载电流的谐波测量。（4）风扇电机和油泵电机吸收的功率测量。（5）暂态电压传输特性测量。（6）承受短路能力试验。

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