油浸式變壓器結(jié)構(gòu)-高壓電工培訓(xùn)

1、油浸式變壓器結(jié)構(gòu)

變壓器主要由鐵芯、繞組、油箱、油枕、絕緣套管、分接開關(guān)和氣體繼電器等組成。

1.1鐵芯

鐵芯是變壓器的磁路部分。運(yùn)行時(shí)要產(chǎn)生磁滯損耗和渦流損耗而發(fā)熱。為降低發(fā)熱損耗和減小體積和重量，鐵芯采用小于0.35mm導(dǎo)磁系數(shù)高的冷軋晶粒取向硅鋼片構(gòu)成。依照繞組在鐵芯中的布置方式，有鐵芯式和鐵殼式之分。

在大容量的變壓器中，為使鐵芯損耗發(fā)出的熱量能夠被絕緣油在循環(huán)時(shí)充分帶走，以達(dá)到良好的冷卻效果，常在鐵芯中設(shè)有冷卻油道。

1.2繞組

繞組和鐵芯都是變壓器的核心元件。由于繞組本身有電阻或接頭處有接觸電阻，由I2Rt知要產(chǎn)生熱量。故繞組不能長時(shí)間通過比額定電流高的電流。另外，通過短路電流時(shí)將在繞組上產(chǎn)生很大的電磁力而損壞變壓器。其基本繞組有同心式和交疊式兩種。

變壓器繞組主要故障是匝間短路和對外殼短路。匝間短路主要是由于絕緣老化，或由于變壓器的過負(fù)荷以及穿越性短路時(shí)絕緣受到機(jī)械的損傷而產(chǎn)生的。變壓器內(nèi)的油面下降，致使繞組露出油面時(shí)，也能發(fā)生匝間短路；另外有穿越短路時(shí)，由于過電流作用使繞組變形，使絕緣受到機(jī)械損傷，也會產(chǎn)生匝間短路。

匝間短路時(shí)，短路繞組內(nèi)電流可能超過額定值，但整個(gè)繞組電流可能未超過額定值。在這種情況下，瓦斯保護(hù)動(dòng)作，情況嚴(yán)重時(shí)，差動(dòng)保護(hù)裝置也會動(dòng)作。

對外殼短路的原因也是由于絕緣老化或油受潮、油面下降，或因雷電和操作過電壓而產(chǎn)生的。除此以外，在發(fā)生穿越短路時(shí)，因過電流而使繞組變形，也會產(chǎn)生對外殼短路的現(xiàn)象。對外殼短路時(shí)，一般都是瓦斯保護(hù)裝置動(dòng)作和接地保護(hù)動(dòng)作。

1.3油箱

油浸式變壓器的器身（繞組及鐵芯）都裝在充滿變壓器油的油箱中，油箱用鋼板焊成。中、小型變壓器的油箱由箱殼和箱蓋組成，變壓器的器身放在箱殼內(nèi)，將箱蓋打開就可吊出器身進(jìn)行檢修。

漏油是油箱常見的問題

1.4油枕

油枕又叫油柜，是一種油保護(hù)裝置，它是由鋼板做成的圓桶形容器，水平安裝在變壓器油箱蓋上，用彎曲管與油箱連接。油枕的一端裝有一個(gè)油位計(jì)（油標(biāo)管），從油位計(jì)中可以監(jiān)視油位的變化。油枕的容積一般為變壓器油箱所裝油體積的8％～10％。

當(dāng)變壓器油的體積隨著油的溫度膨脹或縮小時(shí)，油枕起著儲油及補(bǔ)油的作用，從而保證油箱內(nèi)充滿油。同時(shí)由于裝了油枕，使變壓器油縮小了與空氣的接觸面，減少了油的劣化速度。

大型變壓器為防止油與大氣接觸的機(jī)會，其油枕常用隔膜式油枕和膠曩式油枕。

1.5呼吸器

呼吸器又稱吸濕器，通常由一根管道和玻璃容器組成，內(nèi)裝干燥劑（硅膠或活性氧化鋁）。當(dāng)油枕內(nèi)的空氣隨變壓器油的體積膨脹或縮小時(shí)，排出或吸入的空氣都經(jīng)過呼吸器，呼吸器內(nèi)的干燥劑吸收空氣中的水分，對空氣起過濾作用，從而保持油的清潔。浸有氯化鈷的硅膠，其顆粒在干燥時(shí)是鈷藍(lán)色的，但是隨著硅膠吸收水分接近飽和時(shí)，粒狀硅膠將轉(zhuǎn)變成粉白色或紅色，據(jù)此可判斷硅膠是否已失效。受潮后的硅膠可通過加熱烘干而再生，當(dāng)硅膠顆粒的顏色變成鈷藍(lán)色時(shí)，再生工作就完成了。

1.6壓力釋放裝置

壓力釋放裝置在保護(hù)電力變壓器方面起著重要作用。充有變壓器油電力變壓器中，如果內(nèi)部出現(xiàn)故障或短路，電弧放電就會在瞬間使油汽化，導(dǎo)致油箱內(nèi)壓力極快升高。如果不能極快釋放該壓力，油箱就會破裂，將易燃油噴射到很大的區(qū)域內(nèi)，可能引起火災(zāi)，造成更大破壞，因此必須采取措施防止這種情況發(fā)生。壓力釋放裝置有防爆管和壓力釋放器兩種，防爆管用于小型變壓器，壓力釋放器用于大、中型變壓器。

1.6.1防爆管（又稱噴油管）

防爆管裝于變壓器的頂蓋上，喇叭形的管子與大氣連接，管口有薄膜封住。當(dāng)變壓器內(nèi)部有故障時(shí)，油溫升高，油劇烈分解產(chǎn)生大量氣體，使油箱內(nèi)壓力劇增。當(dāng)油箱內(nèi)壓力升高至5×104Pa時(shí)，防爆管薄膜破碎，油及氣體由管口噴出，防止變壓器的油箱爆炸或變形。

1.6.2壓力釋放器

壓力釋放器與防爆管相比，具有開啟壓力誤差小、延遲時(shí)間短（僅2ms）、控制溫度高、能重復(fù)動(dòng)作使用等優(yōu)點(diǎn)，故被廣泛應(yīng)用于大、中型變壓器上。

壓力釋放器也稱減壓器，它裝在變壓器油箱頂蓋上，類似鍋爐的安全閥。當(dāng)油箱內(nèi)壓力超過規(guī)定值時(shí)壓力釋放器密封門（閥門）被頂開，氣體排出，壓力減小后，密封門靠彈簧壓力又自行關(guān)閉�？稍趬毫︶尫牌魍度肭盎驒z修時(shí)將其拆下來測定和校正其動(dòng)作壓力。

壓力釋放器動(dòng)作壓力的調(diào)整，必須與氣體繼電器動(dòng)作流速的整定相協(xié)調(diào)。

壓力釋放器安裝在油箱蓋上部，一般還接有一段升高管使釋放器的高度等于油枕的高度，以消除正常情況下油壓靜壓差。

1.7散熱器

散熱器形式有瓦楞性、扇形、圓形、排管等，散熱面積越大，散熱的效果就越好。當(dāng)變壓器上層油溫與下部油溫有溫差時(shí)，通過散熱器形成油的對流，經(jīng)散熱器冷卻后流回油箱，起到降低變壓器溫度的作用。為提高變壓器冷卻效果，可采用風(fēng)冷、強(qiáng)迫油風(fēng)冷和強(qiáng)迫油水冷等措施。散熱器的主要故障是漏油。

1.8絕緣套管

變壓器繞組的引出線從箱內(nèi)穿出油箱引出時(shí)必須經(jīng)過絕緣套管，以使帶電的引線絕緣。絕緣套管主要由中心導(dǎo)電桿和磁套組成。導(dǎo)電桿在油箱內(nèi)的一端與繞組連接，在外面的一端與外線路連接。它是變壓器易出故障的部件。

絕緣套管的結(jié)構(gòu)主要取決于電壓等級。電壓低的一般采用簡單的實(shí)心磁套管。電壓較高時(shí)，為了加強(qiáng)絕緣能力，在瓷套和導(dǎo)電桿間留有一道充油層，這種套管稱為充油套管。電壓在110kV以上，采用電容式充電套管，簡稱為電容式套管。電容式套管除了在瓷套內(nèi)腔中充油外，在中心導(dǎo)電桿（空心銅管）與法蘭之間，還有電容式絕緣體包著導(dǎo)電桿，作為法蘭與導(dǎo)電桿之間的主絕緣。

變壓器套管漏油是最常見的故障，套管漏油的原因是套管上部算盤珠狀橡膠密封圈和套管底部橡膠平墊老化引起。

1.9分接開關(guān)（又稱切換器）

分接開關(guān)是調(diào)整變壓比的裝置。雙繞組變壓器的一次繞組及三繞組變壓器的一二次繞組一般有3、5、7個(gè)或19個(gè)分接頭位置，分接頭的中間分頭為額定電壓的位置。3個(gè)分接頭的相鄰分頭電壓相差5％，多個(gè)分頭的相鄰分頭電壓相差2.5％或1.25％。操作部分裝于變壓器頂部，經(jīng)傳動(dòng)桿伸入變壓器的油箱。根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的需要，按照指示的標(biāo)記來選擇分接頭的位置。

變壓器的高壓裝置分為無載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。無載分接開關(guān)，是在不帶電情況下切換，其結(jié)構(gòu)簡單。有載分接開關(guān)，是在不停電情況下切換，在帶負(fù)荷下進(jìn)行，故在電力系統(tǒng)中被廣泛采用。

分接開關(guān)發(fā)生事故時(shí)，一般是瓦斯保護(hù)裝置動(dòng)作。

變壓器分接頭一般都從高壓側(cè)抽頭，主要原因在于：①變壓器高壓繞組一般在外側(cè)，抽頭引出連接方便；②高壓側(cè)電流小，因而引出線和分接頭開關(guān)的載流部分導(dǎo)體截面小，接觸不良的問題易于解決。