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DQZHAN技術訊：電力變壓器基礎知識大盤點

一、電力變壓器的分類與型號

1、按用途分類

（1）升壓變壓器：發電廠向外輸送電力用。

（2）降壓變壓器：供電局的變電站作為變換電壓用。

（3）配電變壓器：向用戶供電用。

（4）廠用變壓器：為發電廠提供內部用電。

（5）站用變壓器：為變電站提供內部用電。

（6）換流變壓器：直流輸電用，一側接交流電，一側接換流閥。

（7）整流變壓器：火電廠給電除塵供電用。

2、按繞組分類

（1）雙繞組變壓器：用于升壓變、降壓變、廠用變等。

（2）三繞組變壓器：用于降壓變、聯絡變等。

（3）自藕變壓器：用于降壓變、聯絡變等。

（4）分裂變壓器：有軸向分裂和輻向分裂兩種，用于廠用變和啟備變。

3、按結構分類

（1）單相變壓器：用于330~1000kV變壓器。

（2）三相變壓器：用于10~500kV變壓器。

（3）組合式變壓器：將變壓器分為幾個部分，到現場后再組合起來的變壓器，用于交通不便地區。

4、按冷卻方式分類

（1）油浸式變壓器：用于10~1000kV變壓器。

（2）干式變壓器：用于10~110kV變壓器。

（3）SF6變壓器：目前用于110kV變壓器。

5、電力變壓器的型號

（1）型號中字母的含義

D—單相F—油浸風冷

O—自P—強迫油循環

S—三相或三線圈J—油浸自冷

Z—有載調壓L—鋁線圈

*銅線圈和雙線圈不用加符號

（2）舉例

SFPSL—120000/110：110kV、120MVA三相三線圈強迫油循環風冷鋁線圈變壓器

OSFPSZ—240000/330：330kV、240MVA三相三線圈有載調壓強迫油循環風冷自藕變壓

二、電力變壓器的線圈

線圈是電力變壓器中*重要、*復雜的部件，它由銅（或鋁）導線繞制，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是并聯導線的根數較多，線餅繞成螺旋狀，且一個線餅為一匝的線圈。螺旋式線圈具有較好的機械穩定性、散熱性好工藝性也好，廣泛用于變壓器的低電壓大電流線圈。

螺旋式線圈根據電流的大小，可以繞制成單螺旋、雙螺旋和四螺旋三種結構。

2、連續式線圈

當線圈是由若干個沿軸向分布，且由彼此不需要焊接的線段組成的線圈，稱為連續式線圈。

連續式線圈的端部支撐面大，承受軸向力大，抗短路能力強，且各線段上有較大的散熱能力。這種線圈無論是電壓等級還是容量范圍，應用都很廣泛。

3、糾結式線圈

糾結式線圈由若干糾結線段（餅）組成。全部是糾結線段（餅）的線圈稱為全糾結式線圈，廣泛用于220kV及以上電壓的變壓器。一部分糾結線段（餅）和一部分連續式線段組成的線圈稱為糾結連續式線圈，應用于66kV及以上電壓的變壓器。

由于它在線圈的相鄰線匝間插入了不相鄰的線匝，形成了交錯的糾結線段并組成了糾結式線圈，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用。

4、內屏蔽式線圈

.內屏蔽連續式線圈是通過增大線段間的串聯電容的方式，來達到改善沖擊電壓分布的目的。其結構特點是將附加電容線匝直接繞在連續式線段內部，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。

內屏蔽連續式線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、電力變壓器的鐵心

鐵心也是電力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

電力變壓器用的硅鋼片是0.3~0.5mm厚的冷釓硅鋼片，目前國內只有武漢鋼鐵廠和上海寶鋼能生產這種冷釓硅鋼片。但是，大型變壓器用的硅鋼片還要從日本進口。

2、鐵芯的結構形式

（1）單相二柱式鐵芯，用于各種單相變壓器。

（2）單相段柱旁軛式鐵芯，用于高壓大容量單相變壓器。

（3）單相二柱旁軛式鐵芯，用于高壓和超高壓大容量單相變壓器。

（4）三相三柱是鐵芯，用于各種三相變壓器。

（5）五柱式鐵芯，用于大容量三相變壓器。

四、油浸式變壓器的油箱

1、筒式油箱，主要用于各種小型油浸式變壓器和特大型油浸式變壓器。

2、鐘罩式油箱，廣泛用于110~500kV油浸式變壓器。

3、全密封式油箱，即將油箱焊死，*近幾年才開始用于110kV及以上油浸式變壓器。

五、油浸式變壓器的儲油柜

變壓器的儲油柜有兩個功能，一個是給油箱內變壓器油提供熱脹冷縮的空間；另外就是將變壓器油與外部大氣隔開，防止變壓器油老化。

1、膠囊式儲油柜，里面用橡膠膠囊將變壓器油與外部大氣隔開，并給變壓器油提供熱脹冷縮的空間。

２、隔膜式儲油柜，用橡膠隔膜將變壓器油與外部大氣隔開，并給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變壓器油與外部大氣隔開，并給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、油浸式變壓器的冷卻方式

1、表示冷卻方式的符號

**個字母：O—礦物油，K—合成絕緣液，L—絕緣氣體。

**個字母：N—自然對流循環，F—強迫油循環，D—強迫導向循環。

第三個字母：A—空氣，W—水。

第四個字母：N—自然對流，F—強迫循環（風扇、泵）。

2、舉例

ONAN—自然冷卻

ONAF—風冷卻

OFAF—強迫油循環風冷

ODAF—強迫油循環導向冷卻

七、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

這種套管有導桿式和電容式兩種結構。導桿式純瓷套管用于中等容量發電機變壓器的低壓繞組出線；電容式套管則用于大型發電機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、66kV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生局部放電，目前已經停止生產。

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，之間充入SF6氣體；下部浸入變壓器油中。

八、電力變壓器的調壓方式

1、調壓方式

變壓器的調壓方式有無勵磁調壓和有載調壓兩種。無勵磁調壓又稱為無載調壓，是在變壓器停止運行、不帶負荷的狀態下進行調壓；有載調壓是在變壓器運行中、帶負荷的狀態下運行調壓。無勵磁調壓的調壓裝置叫無載分接開關；有載調壓的裝置叫有載分接開關。

2、有載調壓位置

變壓器有載調壓的位置有中性點調壓、中壓線端調壓和高壓線圈線端調壓三種。其中中性點調壓的結構和工藝比較簡單，應用也比較多。

3、有載調壓開關

調壓開關亦分接開關。目前國內生產的有載分接開關的質量都不夠好，大部分有載分接開關都依賴進口，其中從德國MR和瑞典ABB公司進口的較多。

九、變壓器油

1、變壓器油的成分

變壓器油是礦物質油，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、環烷烴和少量芳香烴為主的烴類化合物。

2、變壓器油的作用及牌號

油浸式變壓器的絕緣油用變壓器油。變壓器油不但有絕緣作用，還有散熱的作用。

變壓器油根據其凝固點的不同，分為25號油和45號油。25號油的凝固點是零下25℃；45號油的凝固點是零下45℃。

25號變壓器油屬于石蠟基油，45號變壓器油是環烷基油。過去45號變壓器油要從國外進口，現在新疆克拉瑪依煉油廠也能生產了。

十、電力變壓器的制造工藝

電力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、變壓器油和油箱組合而成。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、分接開關、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—導線焊接—包絕緣—線圈整形—線圈測試。

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—套線圈—疊裝上鐵軛—裝分接開關—焊接引線—包引線絕緣—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—靜放。

十一、電力變壓器的出廠試驗

電力變壓器的出廠試驗分為例行（出廠）試驗、型式試驗和特殊試驗三種類型。例行試驗是每臺變壓器出廠都要進行的試驗項目，通常又稱為出廠試驗；型式試驗是在一種類型的產品中抽測1~2臺變壓器來進行的試驗項目；特殊試驗是由用戶提出，并與制造廠協商同意的試驗項目。

1、對高電壓絕緣試驗的基本要求和規定

變壓器繞組是按*高運行電壓Um以及相應的絕緣水平進行檢驗的，下表是國家標準GB1094.3—2003《電力變壓器第三部分：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）試驗項目

（1）繞組直流電阻測量：在所有分接引出端上進行的測量。

（2）變比測量：在所有分接位置上進行測量。

（3）接線組別檢測：在額定分接位置上進行測試。

（4）絕緣電阻、吸收比和極化指數測量：220kV及以上變壓器才進行極化指數測量。

（5）繞組tanδ和電容量測試:35kV及以上變壓器都要進行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行tanδ和電容量測試

（7）變壓器油的試驗：油化分析、絕緣強度、tanδ、色譜分析等項目，750kV及以上變壓器還要進行油中顆粒度測試。而且油化分析和油的色譜分析在整個試驗過程中要反復進行。

（8）空載損耗和空載電流測量：在額定電壓接線下進行試驗。

（9）負載損耗和短路阻抗測量：在額定電壓接線下進行試驗。

（10）局部放電試驗：放電量不作為考核，僅作為能否進行高電壓試驗的參考。

（11）雷電全波沖擊試驗：220kV及以上、120MVA及以上變壓器.

(12)操作沖擊試驗：330kV及以上變壓器。

（13）帶有局部放電測量的感應耐壓試驗：110kV及以上變壓器。

（14）低壓繞組與中性點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試驗值的考核試驗。

（16）油流帶電測量：330kV及以上帶油泵的變壓器。

（17）轉動油泵的局部放電試驗：330kV及以上帶油泵的變壓器。

2、型式試驗項目

（1）溫升試驗。

（2）雷電截波曾經試驗。

（3）中性點的雷電全波沖擊試驗。

（4）無線電干擾試驗

3、特殊試驗項目

（1）聲級測量。

（2）三相變壓器的零序阻抗測量。

（3）空載電流的諧波測量。

（4）風扇電機和油泵電機吸收的功率測量。

（5）暫態電壓傳輸特性測量。

（6）承受短路能力試驗。