電力變壓器基礎知識

一、電力干式變壓器的分類(lèi)與型號1、按用途分類(lèi)（1）升壓干式變壓器：發(fā)電廠(chǎng)向外輸送電力用。（2）降壓干式變壓器：供電局的變電站作為變換電壓用。（3）配電干式變壓器：向用戶(hù)供電用。（4）廠(chǎng)用干式變壓器：為發(fā)電廠(chǎng)提供內部用電。（5）站用干式變壓器：為變電站提供內部用電。（6）換流干式變壓器：直流輸電用，一側接交流電，一側接換流閥。（7）整流干式變壓器：火電廠(chǎng)給電除塵供電用。2、按繞組分類(lèi)（1）雙繞組干式變壓器：用于升壓變、降壓變、廠(chǎng)用變等。（2）三繞組干式變壓器：用于降壓變、聯(lián)絡(luò )變等。（3）自藕干式變壓器：用于降壓變、聯(lián)絡(luò )變等。（4）分裂干式變壓器：有軸向分裂和輻向分裂兩種，用于廠(chǎng)用變和啟備變。3、按結構分類(lèi)（1）單相干式變壓器：用于330~1000kV干式變壓器。（2）三相干式變壓器：用于10~500 kV干式變壓器。（3）組合式干式變壓器：將干式變壓器分為幾個(gè)部分，到現場(chǎng)后再組合起來(lái)的干式變壓器，用于交通不便地區。4、按冷卻方式分類(lèi)（1）油浸式干式變壓器：用于10~1000kV干式變壓器。（2）干式干式變壓器：用于10~110 kV干式變壓器。（3）SF6干式變壓器：目前用于110 kV干式變壓器。5、電力干式變壓器的型號（1）型號中字母的含義D—單相 F—油浸風(fēng)冷O—自 P—強迫油循環(huán)S —三相或三線(xiàn)圈 J—油浸自冷Z —有載調壓 L—鋁線(xiàn)圈 *銅線(xiàn)圈和雙線(xiàn)圈不用加符號（2）舉例SFPSL—120000/110：110kV、120MVA三相三線(xiàn)圈強迫油循環(huán)風(fēng)冷鋁線(xiàn)圈干式變壓器OSFPSZ—240000/330：330 kV、240MVA三相三線(xiàn)圈有載調壓強迫油循環(huán)風(fēng)冷自藕變壓二、電力干式變壓器的線(xiàn)圈線(xiàn)圈是電力干式變壓器中較重要、較復雜的部件，它由銅（或鋁）導線(xiàn)繞制，再配以專(zhuān)門(mén)的絕緣部件組成。1、螺旋式線(xiàn)圈螺旋式線(xiàn)圈的主要特點(diǎn)是并聯(lián)導線(xiàn)的根數較多，線(xiàn)餅繞成螺旋狀，且一個(gè)線(xiàn)餅為一匝的線(xiàn)圈。螺旋式線(xiàn)圈具有較好的機械穩定性、散熱性好工藝性也好，廣泛用于干式變壓器的低電壓大電流線(xiàn)圈。螺旋式線(xiàn)圈根據電流的大小，可以繞制成單螺旋、雙螺旋和四螺旋三種結構。2、連續式線(xiàn)圈當線(xiàn)圈是由若干個(gè)沿軸向分布，且由彼此不需要焊接的線(xiàn)段組成的線(xiàn)圈，稱(chēng)為連續式線(xiàn)圈。連續式線(xiàn)圈的端部支撐面大，承受軸向力大，抗短路能力強，且各線(xiàn)段上有較大的散熱能力。這種線(xiàn)圈無(wú)論是電壓等級還是容量范圍，應用都很廣泛。3、糾結式線(xiàn)圈糾結式線(xiàn)圈由若干糾結線(xiàn)段（餅）組成。全部是糾結線(xiàn)段（餅）的線(xiàn)圈稱(chēng)為全糾結式線(xiàn)圈，廣泛用于220kV及以上電壓的干式變壓器。一部分糾結線(xiàn)段（餅）和一部分連續式線(xiàn)段組成的線(xiàn)圈稱(chēng)為糾結連續式線(xiàn)圈，應用于66 kV及以上電壓的干式變壓器。由于它在線(xiàn)圈的相鄰線(xiàn)匝間插入了不相鄰的線(xiàn)匝，形成了交錯的糾結線(xiàn)段并組成了糾結式線(xiàn)圈，從而使線(xiàn)圈的縱向電容增加，使得沿線(xiàn)圈軸向高度上的沖擊電壓分布特性改善，因此它在各種高電壓線(xiàn)圈上得到了廣泛應用。4、內屏蔽式線(xiàn)圈內屏蔽連續式線(xiàn)圈是通過(guò)增大線(xiàn)段間的串聯(lián)電容的方式，來(lái)達到改善沖擊電壓分布的目的。其結構特點(diǎn)是將附加電容線(xiàn)匝直接繞在連續式線(xiàn)段內部，電容線(xiàn)匝的端頭包好絕緣后在線(xiàn)段中懸空，電容線(xiàn)匝不載電流，只在沖擊電壓下起作用。內屏蔽連續式線(xiàn)圈在結構上有兩段跨接、四段跨接、八段跨接和分段連接等形式。三、電力干式變壓器的鐵心鐵心也是電力干式變壓器的重要組成部件，它由高導磁的硅鋼片疊積，然后用鋼夾件夾緊或用玻璃絲帶綁扎而成。1、硅鋼片電力干式變壓器用的硅鋼片是0.3~0.5mm厚的冷釓硅鋼片，目前內只有武漢鋼鐵廠(chǎng)和上海寶鋼能生產(chǎn)這種冷釓硅鋼片。但是，大型干式變壓器用的硅鋼片還要從日本進(jìn)口。2、鐵芯的結構形式（1）單相二柱式鐵芯，用于各種單相干式變壓器。（2）單相段柱旁軛式鐵芯，用于高壓大容量單相干式變壓器。（3）單相二柱旁軛式鐵芯，用于高壓和超高壓大容量單相干式變壓器。（4）三相三柱是鐵芯，用于各種三相干式變壓器。（5）五柱式鐵芯，用于大容量三相干式變壓器。四、油浸式干式變壓器的油箱1、筒式油箱，主要用于各種小型油浸式干式變壓器和特大型油浸式干式變壓器。2、鐘罩式油箱，廣泛用于110~500kV油浸式干式變壓器。3、全密封式油箱，即將油箱焊死，較近幾年才開(kāi)始用于110kV及以上油浸式干式變壓器。五、油浸式干式變壓器的儲油柜干式變壓器的儲油柜有兩個(gè)功能，一個(gè)是給油箱內干式變壓器油提供熱脹冷縮的空間；另外就是將干式變壓器油與外部大氣隔開(kāi)，防止干式變壓器油老化。1、膠囊式儲油柜，里面用橡膠膠囊將干式變壓器油與外部大氣隔開(kāi)，并給干式變壓器油提供熱脹冷縮的空間。２、隔膜式儲油柜，用橡膠隔膜將干式變壓器油與外部大氣隔開(kāi)，并給干式變壓器油提供熱脹冷縮的空間。３、波紋式儲油柜，用金屬波紋片組成的金屬膨脹器將干式變壓器油與外部大氣隔開(kāi)，并給干式變壓器油提供熱脹冷縮的空間。波紋式儲油柜分為內油式和外油式兩種，內油式性能較好，但體積較大。六、油浸式干式變壓器的冷卻方式1、表示冷卻方式的符號較好個(gè)字母：O—礦物油， K—合成絕緣液， L—絕緣氣體。第二個(gè)字母：N—自然對流循環(huán)， F—強迫油循環(huán)， D—強迫導向循環(huán)。第三個(gè)字母：A—空氣， W—水。第四個(gè)字母：N—自然對流， F—強迫循環(huán)（風(fēng)扇、泵）。2、舉例ONAN—自然冷卻ONAF—風(fēng)冷卻OFAF—強迫油循環(huán)風(fēng)冷ODAF—強迫油循環(huán)導向冷卻七、干式變壓器套管1、40kV及以下純瓷絕緣套管這種套管有導桿式和穿纜式兩種結構。導桿式用于干式變壓器的低壓套管；穿纜式用于10~20kV高壓出線(xiàn)。2、40kV及以下大電流套管這種套管有導桿式和電容式兩種結構。導桿式純瓷套管用于中等容量發(fā)電機干式變壓器的低壓繞組出線(xiàn)；電容式套管則用于大型發(fā)電機干式變壓器的低壓繞組出線(xiàn)。3、66kV及以上油紙電容式套管這種套管的內絕緣是由絕緣紙和鋁箔交替卷繞而成的電容芯子，電容芯子與瓷套之間充滿(mǎn)絕緣油，套管與繞組的連接有導桿式和穿纜式兩種結構。油紙電容芯子由0.08~0.12mm厚的電纜紙和0.01mm厚的鋁箔交替卷繞在導電管上。4、66 kV及以上膠紙電容式套管這種套管的內絕緣是由膠粘紙和鋁箔交替卷繞而成的電容芯子，電容芯子與瓷套之間充滿(mǎn)絕緣油，套管的下部不需要瓷套。但這種套管的tanδ大，膠粘紙容易裂紋而產(chǎn)生局部放電，目前已經(jīng)停止生產(chǎn)。5、樹(shù)脂澆注電容式套管這種套管的主絕緣也是由絕緣紙和鋁箔交替卷繞而成的電容芯子，外面再澆注環(huán)氧樹(shù)脂，成為固體絕緣套管。這種套管可以用作油-氣套管，上部套在GIS的管道內，之間充入SF6氣體；下部浸入干式變壓器油中。八、電力干式變壓器的調壓方式1、調壓方式干式變壓器的調壓方式有無(wú)勵磁調壓和有載調壓兩種。無(wú)勵磁調壓又稱(chēng)為無(wú)載調壓，是在干式變壓器停止運行、不帶負荷的狀態(tài)下進(jìn)行調壓；有載調壓是在干式變壓器運行中、帶負荷的狀態(tài)下運行調壓。無(wú)勵磁調壓的調壓裝置叫無(wú)載分接開(kāi)關(guān)；有載調壓的裝置叫有載分接開(kāi)關(guān)。2、有載調壓位置干式變壓器有載調壓的位置有中性點(diǎn)調壓、中壓線(xiàn)端調壓和高壓線(xiàn)圈線(xiàn)端調壓三種。其中中性點(diǎn)調壓的結構和工藝比較簡(jiǎn)單，應用也比較多。 3、有載調壓開(kāi)關(guān)調壓開(kāi)關(guān)亦分接開(kāi)關(guān)。目前內生產(chǎn)的有載分接開(kāi)關(guān)的質(zhì)量都不夠好，大部分有載分接開(kāi)關(guān)都依賴(lài)進(jìn)口，其中從德MR和瑞典ABB公司進(jìn)口的較多。九、干式變壓器油1、干式變壓器油的成分干式變壓器油是礦物質(zhì)油，它是由許多不同分子量的碳氫化合物分子組成的混合物，是以烷烴、環(huán)烷烴和少量芳香烴為主的烴類(lèi)化合物。2、干式變壓器油的作用及牌號油浸式干式變壓器的絕緣油用干式變壓器油。干式變壓器油不但有絕緣作用，還有散熱的作用。干式變壓器油根據其凝固點(diǎn)的不同，分為25號油和45號油。25號油的凝固點(diǎn)是零下25℃；45號油的凝固點(diǎn)是零下45℃。25號干式變壓器油屬于石蠟基油，45號干式變壓器油是環(huán)烷基油。過(guò)去45號干式變壓器油要從外進(jìn)口，現在新疆克拉瑪依煉油廠(chǎng)也能生產(chǎn)了。十、電力干式變壓器的制造工藝電力干式變壓器由器身和附件兩大部分組成。器身又由線(xiàn)圈、絕緣件、鐵心、分接開(kāi)關(guān)、干式變壓器油和油箱組合而成。干式變壓器的附件有儲油柜、冷卻器、套管、瓦斯繼電器、壓力釋放器及溫度計等。其中冷卻器、絕緣油、套管、分接開(kāi)關(guān)、瓦斯繼電器、壓力釋放器及溫度計等都是從外面采購。下面僅簡(jiǎn)單介紹幾種主要部件的制造工藝。1、線(xiàn)圈繞制：安裝繞線(xiàn)骨架—繞制線(xiàn)圈—導線(xiàn)焊接—包絕緣—線(xiàn)圈整形—線(xiàn)圈測試。2、鐵心組裝：硅鋼片裁剪—去毛刺—疊裝鐵心—裝拉板和屏蔽—綁紮鐵心—鐵芯試驗——裝鐵心夾件。3、絕緣件加工：絕緣件切割—去毛刺—倒園角—防潮處理。4、油箱和儲油柜加工：鋼板切割—油箱和儲油柜焊接—除銹—噴砂—打底漆—噴漆—機械強度試驗。5、總裝配：裝鐵心—裝油箱管道—套線(xiàn)圈—疊裝上鐵軛—裝分接開(kāi)關(guān)—焊接引線(xiàn)—包引線(xiàn)絕緣—半成品試驗——器身干燥—整理器身—油箱裝配—附件裝配—注油—密封試驗—熱油循環(huán)—靜放。十一、電力干式變壓器的出廠(chǎng)試驗電力干式變壓器的出廠(chǎng)試驗分為例行（出廠(chǎng)）試驗、型式試驗和特殊試驗三種類(lèi)型。例行試驗是每臺干式變壓器出廠(chǎng)都要進(jìn)行的試驗項目，通常又稱(chēng)為出廠(chǎng)試驗；型式試驗是在一種類(lèi)型的產(chǎn)品中抽測1~2臺干式變壓器來(lái)進(jìn)行的試驗項目；特殊試驗是由用戶(hù)提出，并與制造廠(chǎng)協(xié)商同意的試驗項目。1、對高電壓絕緣試驗的基本要求和規定干式變壓器繞組是按較高運行電壓Um以及相應的絕緣水平進(jìn)行檢驗的，下表是家標準GB1094.3—2003《電力干式變壓器 第三部分：絕緣水平、絕緣試驗和外絕緣空氣間隙》規定的絕緣試驗項目。2、例行（出廠(chǎng)）試驗項目（1）繞組直流電阻測量：在所有分接引出端上進(jìn)行的測量。（2）變比測量：在所有分接位置上進(jìn)行測量。（3）接線(xiàn)組別檢測：在額定分接位置上進(jìn)行測試。（4）絕緣電阻、吸收比和極化指數測量：220kV及以上干式變壓器才進(jìn)行極化指數測量。（5）繞組tanδ和電容量測試: 35kV及以上干式變壓器都要進(jìn)行tanδ測量。.（6）套管tanδ和電容量測試:66kV及以上電容式套管都要進(jìn)行tanδ和電容量測試（7）干式變壓器油的試驗：油化分析、絕緣強度、tanδ、色譜分析等項目，750kV及以上干式變壓器還要進(jìn)行油中顆粒度測試。而且油化分析和油的色譜分析在整個(gè)試驗過(guò)程中要反復進(jìn)行。（8）空載損耗和空載電流測量：在額定電壓接線(xiàn)下進(jìn)行試驗。（9）負載損耗和短路阻抗測量：在額定電壓接線(xiàn)下進(jìn)行試驗。（10）局部放電試驗：放電量不作為考核，僅作為能否進(jìn)行高電壓試驗的參考。（11）雷電全波沖擊試驗：220kV及以上、120MVA及以上干式變壓器.（12）操作沖擊試驗：330 kV及以上干式變壓器。（13）帶有局部放電測量的感應耐壓試驗：110 kV及以上干式變壓器。（14）低壓繞組與中性點(diǎn)的外施工頻耐壓試驗。（15）局部放電試驗：這次試驗是作為出廠(chǎng)試驗值的考核試驗。（16）油流帶電測量：330 kV及以上帶油泵的干式變壓器。（17）轉動(dòng)油泵的局部放電試驗：330 kV及以上帶油泵的干式變壓器。2、型式試驗項目 （1）溫升試驗。 （2）雷電截波曾經(jīng)試驗。 （3）中性點(diǎn)的雷電全波沖擊試驗。 （4）無(wú)線(xiàn)電干擾試驗3、特殊試驗項目（1）聲級測量。（2）三相干式變壓器的零序阻抗測量。（3）空載電流的諧波測量。（4）風(fēng)扇電機和油泵電機吸收的功率測量。（5）暫態(tài)電壓傳輸特性測量。（6）承受短路能力試驗。

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