電力變壓器基礎(chǔ)知識(shí)

一、電力干式變壓器的分類與型號(hào)1、按用途分類（1）升壓干式變壓器：發(fā)電廠向外輸送電力用。（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：向用戶供電用。（4）廠用干式變壓器：為發(fā)電廠提供內(nèi)部用電。（5）站用干式變壓器：為變電站提供內(nèi)部用電。（6）換流干式變壓器：直流輸電用，一側(cè)接交流電，一側(cè)接換流閥。（7）整流干式變壓器：火電廠給電除塵供電用。2、按繞組分類（1）雙繞組干式變壓器：用于升壓變、降壓變、廠用變等。（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，用于廠用變和啟備變。3、按結(jié)構(gòu)分類（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(xiàn)場(chǎng)后再組合起來(lái)的干式變壓器，用于交通不便地區(qū)。4、按冷卻方式分類（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(hào)（1）型號(hào)中字母的含義D—單相 F—油浸風(fēng)冷O—自 P—強(qiáng)迫油循環(huán)S —三相或三線圈 J—油浸自冷Z —有載調(diào)壓 L—鋁線圈 *銅線圈和雙線圈不用加符號(hào)（2）舉例SFPSL—120000/110：110kV、120MVA三相三線圈強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷鋁線圈干式變壓器OSFPSZ—240000/330：330 kV、240MVA三相三線圈有載調(diào)壓強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷自藕變壓二、電力干式變壓器的線圈線圈是電力干式變壓器中較重要、較復(fù)雜的部件，它由銅（或鋁）導(dǎo)線繞制，再配以專門的絕緣部件組成。1、螺旋式線圈螺旋式線圈的主要特點(diǎn)是并聯(lián)導(dǎo)線的根數(shù)較多，線餅繞成螺旋狀，且一個(gè)線餅為一匝的線圈。螺旋式線圈具有較好的機(jī)械穩(wěn)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圈。螺旋式線圈根據(jù)電流的大小，可以繞制成單螺旋、雙螺旋和四螺旋三種結(jié)構(gòu)。2、連續(xù)式線圈當(dāng)線圈是由若干個(gè)沿軸向分布，且由彼此不需要焊接的線段組成的線圈，稱為連續(xù)式線圈。連續(xù)式線圈的端部支撐面大，承受軸向力大，抗短路能力強(qiáng)，且各線段上有較大的散熱能力。這種線圈無(wú)論是電壓等級(jí)還是容量范圍，應(yīng)用都很廣泛。3、糾結(jié)式線圈糾結(jié)式線圈由若干糾結(jié)線段（餅）組成。全部是糾結(jié)線段（餅）的線圈稱為全糾結(jié)式線圈，廣泛用于220kV及以上電壓的干式變壓器。一部分糾結(jié)線段（餅）和一部分連續(xù)式線段組成的線圈稱為糾結(jié)連續(xù)式線圈，應(yīng)用于66 kV及以上電壓的干式變壓器。由于它在線圈的相鄰線匝間插入了不相鄰的線匝，形成了交錯(cuò)的糾結(jié)線段并組成了糾結(jié)式線圈，從而使線圈的縱向電容增加，使得沿線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圈上得到了廣泛應(yīng)用。4、內(nèi)屏蔽式線圈內(nèi)屏蔽連續(xù)式線圈是通過增大線段間的串聯(lián)電容的方式，來(lái)達(dá)到改善沖擊電壓分布的目的。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是將附加電容線匝直接繞在連續(xù)式線段內(nèi)部，電容線匝的端頭包好絕緣后在線段中懸空，電容線匝不載電流，只在沖擊電壓下起作用。內(nèi)屏蔽連續(xù)式線圈在結(jié)構(gòu)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(dǎo)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(nèi)只有武漢鋼鐵廠和上海寶鋼能生產(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(jié)構(gòu)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(chǔ)油柜干式變壓器的儲(chǔ)油柜有兩個(gè)功能，一個(gè)是給油箱內(nèi)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，防止干式變壓器油老化。1、膠囊式儲(chǔ)油柜，里面用橡膠膠囊將干式變壓器油與外部大氣隔開，并給干式變壓器油提供熱脹冷縮的空間。２、隔膜式儲(chǔ)油柜，用橡膠隔膜將干式變壓器油與外部大氣隔開，并給干式變壓器油提供熱脹冷縮的空間。３、波紋式儲(chǔ)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，并給干式變壓器油提供熱脹冷縮的空間。波紋式儲(chǔ)油柜分為內(nèi)油式和外油式兩種，內(nèi)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(hào)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(duì)流循環(huán)， F—強(qiáng)迫油循環(huán)， D—強(qiáng)迫導(dǎo)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(duì)流， F—強(qiáng)迫循環(huán)（風(fēng)扇、泵）。2、舉例ONAN—自然冷卻ONAF—風(fēng)冷卻OFAF—強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷ODAF—強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)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(dǎo)桿式和穿纜式兩種結(jié)構(gòu)。導(dǎo)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。2、40kV及以下大電流套管這種套管有導(dǎo)桿式和電容式兩種結(jié)構(gòu)。導(dǎo)桿式純瓷套管用于中等容量發(fā)電機(jī)干式變壓器的低壓繞組出線；電容式套管則用于大型發(fā)電機(jī)干式變壓器的低壓繞組出線。3、66kV及以上油紙電容式套管這種套管的內(nèi)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絕緣油，套管與繞組的連接有導(dǎo)桿式和穿纜式兩種結(jié)構(gòu)。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(dǎo)電管上。4、66 kV及以上膠紙電容式套管這種套管的內(nèi)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(nèi)，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(diào)壓方式1、調(diào)壓方式干式變壓器的調(diào)壓方式有無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓又稱為無(wú)載調(diào)壓，是在干式變壓器停止運(yùn)行、不帶負(fù)荷的狀態(tài)下進(jìn)行調(diào)壓；有載調(diào)壓是在干式變壓器運(yùn)行中、帶負(fù)荷的狀態(tài)下運(yùn)行調(diào)壓。無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓的調(diào)壓裝置叫無(wú)載分接開關(guān)；有載調(diào)壓的裝置叫有載分接開關(guān)。2、有載調(diào)壓位置干式變壓器有載調(diào)壓的位置有中性點(diǎn)調(diào)壓、中壓線端調(diào)壓和高壓線圈線端調(diào)壓三種。其中中性點(diǎn)調(diào)壓的結(jié)構(gòu)和工藝比較簡(jiǎn)單，應(yīng)用也比較多。 3、有載調(diào)壓開關(guān)調(diào)壓開關(guān)亦分接開關(guān)。目前內(nèi)生產(chǎn)的有載分接開關(guān)的質(zhì)量都不夠好，大部分有載分接開關(guān)都依賴進(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?xì)浠衔锓肿咏M成的混合物，是以烷烴、環(huán)烷烴和少量芳香烴為主的烴類化合物。2、干式變壓器油的作用及牌號(hào)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(jù)其凝固點(diǎn)的不同，分為25號(hào)油和45號(hào)油。25號(hào)油的凝固點(diǎn)是零下25℃；45號(hào)油的凝固點(diǎn)是零下45℃。25號(hào)干式變壓器油屬于石蠟基油，45號(hào)干式變壓器油是環(huán)烷基油。過去45號(hào)干式變壓器油要從外進(jìn)口，現(xiàn)在新疆克拉瑪依煉油廠也能生產(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。器身又由線圈、絕緣件、鐵心、分接開關(guān)、干式變壓器油和油箱組合而成。干式變壓器的附件有儲(chǔ)油柜、冷卻器、套管、瓦斯繼電器、壓力釋放器及溫度計(jì)等。其中冷卻器、絕緣油、套管、分接開關(guān)、瓦斯繼電器、壓力釋放器及溫度計(jì)等都是從外面采購(gòu)。下面僅簡(jiǎn)單介紹幾種主要部件的制造工藝。1、線圈繞制：安裝繞線骨架—繞制線圈—導(dǎo)線焊接—包絕緣—線圈整形—線圈測(cè)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(yàn)——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(chǔ)油柜加工：鋼板切割—油箱和儲(chǔ)油柜焊接—除銹—噴砂—打底漆—噴漆—機(jī)械強(qiáng)度試驗(yàn)。5、總裝配：裝鐵心—裝油箱管道—套線圈—疊裝上鐵軛—裝分接開關(guān)—焊接引線—包引線絕緣—半成品試驗(yàn)——器身干燥—整理器身—油箱裝配—附件裝配—注油—密封試驗(yàn)—熱油循環(huán)—靜放。十一、電力干式變壓器的出廠試驗(yàn)電力干式變壓器的出廠試驗(yàn)分為例行（出廠）試驗(yàn)、型式試驗(yàn)和特殊試驗(yàn)三種類型。例行試驗(yàn)是每臺(tái)干式變壓器出廠都要進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目，通常又稱為出廠試驗(yàn)；型式試驗(yàn)是在一種類型的產(chǎn)品中抽測(cè)1~2臺(tái)干式變壓器來(lái)進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目；特殊試驗(yàn)是由用戶提出，并與制造廠協(xié)商同意的試驗(yàn)項(xiàng)目。1、對(duì)高電壓絕緣試驗(yàn)的基本要求和規(guī)定干式變壓器繞組是按較高運(yùn)行電壓Um以及相應(yīng)的絕緣水平進(jìn)行檢驗(yàn)的，下表是家標(biāo)準(zhǔn)GB1094.3—2003《電力干式變壓器 第三部分：絕緣水平、絕緣試驗(yàn)和外絕緣空氣間隙》規(guī)定的絕緣試驗(yàn)項(xiàng)目。2、例行（出廠）試驗(yàn)項(xiàng)目（1）繞組直流電阻測(cè)量：在所有分接引出端上進(jìn)行的測(cè)量。（2）變比測(cè)量：在所有分接位置上進(jìn)行測(cè)量。（3）接線組別檢測(cè)：在額定分接位置上進(jìn)行測(cè)試。（4）絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)測(cè)量：220kV及以上干式變壓器才進(jìn)行極化指數(shù)測(cè)量。（5）繞組tanδ和電容量測(cè)試: 35kV及以上干式變壓器都要進(jìn)行tanδ測(cè)量。.（6）套管tanδ和電容量測(cè)試:66kV及以上電容式套管都要進(jìn)行tanδ和電容量測(cè)試（7）干式變壓器油的試驗(yàn)：油化分析、絕緣強(qiáng)度、tanδ、色譜分析等項(xiàng)目，750kV及以上干式變壓器還要進(jìn)行油中顆粒度測(cè)試。而且油化分析和油的色譜分析在整個(gè)試驗(yàn)過程中要反復(fù)進(jìn)行。（8）空載損耗和空載電流測(cè)量：在額定電壓接線下進(jìn)行試驗(yàn)。（9）負(fù)載損耗和短路阻抗測(cè)量：在額定電壓接線下進(jìn)行試驗(yàn)。（10）局部放電試驗(yàn)：放電量不作為考核，僅作為能否進(jìn)行高電壓試驗(yàn)的參考。（11）雷電全波沖擊試驗(yàn)：220kV及以上、120MVA及以上干式變壓器.（12）操作沖擊試驗(yàn)：330 kV及以上干式變壓器。（13）帶有局部放電測(cè)量的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)：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(yàn)。（15）局部放電試驗(yàn)：這次試驗(yàn)是作為出廠試驗(yàn)值的考核試驗(yàn)。（16）油流帶電測(cè)量：330 kV及以上帶油泵的干式變壓器。（17）轉(zhuǎn)動(dòng)油泵的局部放電試驗(yàn)：330 kV及以上帶油泵的干式變壓器。2、型式試驗(yàn)項(xiàng)目 （1）溫升試驗(yàn)。 （2）雷電截波曾經(jīng)試驗(yàn)。 （3）中性點(diǎn)的雷電全波沖擊試驗(yàn)。 （4）無(wú)線電干擾試驗(yàn)3、特殊試驗(yàn)項(xiàng)目（1）聲級(jí)測(cè)量。（2）三相干式變壓器的零序阻抗測(cè)量。（3）空載電流的諧波測(cè)量。（4）風(fēng)扇電機(jī)和油泵電機(jī)吸收的功率測(cè)量。（5）暫態(tài)電壓傳輸特性測(cè)量。（6）承受短路能力試驗(yàn)。

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