教案二 变压器的结构与冷却方式

变压器的结构和冷却方式

一、变压器的结构

举例说明油浸式电力变压器的结构

其中主要结构包括：绕组、铁芯

为了散热、绝缘、密封、安全等问题，还需要储油柜、气体继电器、低压套管、高压套管、压力释放阀、油位计、铭牌、散热器、引线接地螺栓、油箱、放油阀门等

1、变压器绕组

（1）按绕组材料选用。

绕组是变压器的电路部分，常用绝缘铜线或铜箔绕制而成，也有用铝线或铝箔绕制的。

（2）绕组命名。

接电源的绕组称为一次绕组，接负载的绕组称为二次绕组。按绕组所接电压高低可分为高压绕组和低压绕组。

（3）绕组类型。按绕组绕制的方式不同，绕组可分为同心绕组和交叠绕组两种类型

同心绕组

特点：

将一次侧、二次侧线圈套在同一铁芯柱的内外层，一般低压绕组在内测，高压绕组在外层，当低压绕组电流较大时，绕组导线较粗，也可以放到外层，绕组的层间留有油道，以利于绝缘和散热。同心绕组结构简单，绕制方便。

应用范围：

大多用于电力变压器中

交叠绕组

特点：将高压绕组绕成饼状，沿铁芯轴向交叠放置，一般两端靠近铁轭处放置低压绕组，有利于绝缘。

应用范围：

大多用于壳式、干式变压器及电炉变压器中。

2、变压器铁芯

铁芯是主磁通的通道，也是安放绕组的骨架

铁心是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高，厚度分别为 0.35 mm\\0.3mm\\0.27 mm，

表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成

铁心分为铁心柱和横片俩部分，铁心柱套有绕组；横片是闭合磁路之用

铁心结构的基本形式有心式和壳式两种

二、变压器的冷却方式

变压器冷却系统可分为：

(一)油浸自冷式

较小容量的变压器采用这种结构，它分为平滑式箱壁，散热筋式箱壁，散热管或散热器式冷却三种形式。

(二)油浸风冷式

在大、中型变压器的拆卸式散热器的框内，可装上风扇，当散热管内油循环时，依靠风扇的强烈吹风，使管内流动的热油迅速得到冷却，冷却效果比自然冷却的效果好得多。

(三)强迫油循环冷却

这是变压器最常用的冷却方式，它又分为强油循环风冷却和强油循环水冷却两种方式，

变压器的ONAN冷却方式为内部油自然对流冷却方式，即通常所说的油浸自冷式。

变压器的冷却方式是由冷却介质和循环方式决定的；由于油浸变压器还分为油箱内部冷却方式和油箱外部冷却方式，因此油浸变压器的冷却方式是由四个字母代号表示的。

第一个字母：与绕组接触的冷却介质。

O--------矿物油或燃点大于300℃的绝缘液体；

K--------燃点大于300℃的绝缘液体变压器冷却系统可分为：

第二个字母：内部冷却介质的循环方式。

N--------流经冷却设备和绕组内部的油流是自然的热对流循环；

F--------冷却设备中的油流是强迫循环，流经绕组内部的油流是热对流循环；

D--------冷却设备中的油流是强迫循环，至少在主要绕组内的油流是强迫导向循环；

第三个字母：外部冷却介质。

A--------空气；

W--------水；

第四个字母：外部冷却介质的循环方式。

N--------自然对流；

F--------强迫循环（风扇、泵等）。 ；

L--------燃点不可测出的绝缘液体；

三、变压器的主要附件

1、 气体继电器（瓦斯继电器）

气体继电器是油浸式变压器的重要安全保护装置，安装在变压器箱盖与储油柜的连管上，在变压器内部故障产生的气体或油流作用下，可接通信号或跳闸回路，使相关装置发出警告信号或使变压器从电网中切除，起到保护变压器的作用。

2、分接开关

分接开关是变压器高压绕组改变抽头的装置。调整分接开关位置，可以增加或减少高压绕组的匝数，以改变其变压比，使低压侧输出电压得到调整。运行中的变压器，高压侧供电电压偏高或偏低时，致使低压侧电压值过高或过低，这种情况下，需要调整其分接开关位置，改变其变压比，以使低压侧电压恢复到额定电压下正常运行。分接开关分为三档，Ⅰ档为10.5KV（额定电压、绕组圈数最多），Ⅱ档为10 KV，Ⅲ为9.5KV；

任何电压等级的电力系统，其实际电压都允许在一定范围内波动，此时，二次电压也会波动，这就会影响到用户的用电。为使变压器二次电压维持在额定值附近，又要适应一次电压的波动，所以变压器上装有分接开关。当二次变压器长期偏高或者长期偏低时，就应调节分接开关，使二次电压恢复正常。通过调节分接开关的接头来改变一次绕组的匝数而维持二次电压在额定值附近。变压器铭牌上标明的电压调整范围即表明了保证二次电压为额定值时，一次电压的几个标准值。变压器铭牌所标示的电压调整范围说明，当一次电压升高到10.5kV时，把分接开关调整到Ⅰ位，能保持二次电压为额定值；当一次电压降到9.5kV时，调整分接开关到Ⅲ位，同样能使二次电压维持在额定值。

3、绝缘套管

绝缘套管穿过油箱盖，将油箱中变压器绕组的输入、输出线从箱内引导箱外与电网相接。绝缘套管由外部的瓷管和中间的导电杆组成，对它的要求主要是绝缘性能和密封性能

要好。

4、安全气道和压力释放阀

变压器的压力释放阀是变压器非电量保护的安全装置。

压力释放阀是用来保护油浸电气设备的装置。即在变压器油箱内部发生故障时，油箱内的油被分解、气化，产生大量气体，油箱内压力急剧升高，此压力如不及时释放，将造成变压器油箱变形、甚至爆裂。安装压力释放阀可使变压器在油箱内部发生故障、压力升高至压力释放阀的开启压力时，压力释放阀在2ms内迅速开启，使变压器油箱内的压力很快降低。当压力降到关闭压力值时，压力释放阀便可靠关闭，使变压器油箱内永远保持正压，有效地防止外部空气、水份及其他杂项进入油箱。

安全气道又称防爆管。

5、测温装置

测温装置就是热保护装置。变压器的寿命取决于变压器的运行温度，因此油温和绕组的温度监测是很重要的。通常用三种温度计监测，箱盖上设置酒精温度计，其特点是计量精确，但观察不便；变压器上装有信号温度计，便于观察；箱盖上装有电阻式温度计，其特点是为了远距离监测。