变压器主要由哪些部分组成,各起什么作用?
2019-02-22 · 农业农村部直属的大型综合出版社
变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。图3-1所示为S11-M-800kVA/10配电变压器。
图3-1S11-M-800kVA/10配电变压器
变压器主要是由铁芯和绕组组成。此外还有油箱、绝缘套管和冷却系统等。
①铁芯。用以构成主磁通的磁路,主要作用是导磁,所以多采用导磁性能很好的薄硅钢片叠成。有单相铁芯叠片和三相铁芯叠片(图3-2)。
图3-2铁芯叠片
(a)单相铁芯叠片(b)三相铁芯叠片
②绕组。用以构成变压器电路,常采用绝缘铜线或铝线绕成圆形,并且套在铁芯上。
③油箱。是油浸式变压器的外壳。内装有铁芯、绕组和变压器油。铁芯和绕组浸在变压器油中,以起绝缘和散热的作用。
④绝缘套管。是将变压器内部的高、低压绕组的出线端引到油箱外部的绝缘装置。它不但起到引线对地绝缘的作用,而且还起到固定引线的作用(图3-3)。
图3-335kV套管
⑤冷却系统。保证变压器正常运行的散热装置。
变压器主要功能有电压变换,电流变换,阻抗变换,隔离,稳压等。
各部件的作用:
(1) 铁芯:变压器的铁芯是磁力线的通路,起集中和加强磁通的作用,同时用以支持绕组。
(2) 绕组:变压器的绕组是电流的通路,靠绕组通入电流,并借电磁感应作用产生感应电动势。
(3) 油箱:油箱是油浸式变压器的外壳,变压器主体放在油箱中,箱内充满变压器油。
(4) 油枕:油枕也叫辅助油箱,它是由钢板做成的圆桶形容器,水平安装在变压器油箱盖上,用弯曲联管与油箱连接,油枕的一端装有油位指示计,油枕的容积一般为变压器油箱所装油体积的8%~10%。其作用是变压器内部充满油,而由于油枕内油位在一定限度,当油在不同温度下膨胀和收缩时有回旋余地,并且油枕内空余的位置小,使油和空气接触的少,减少了油受潮和氧化的可能性,另外,储油柜内的油比油箱上部的油温低很多,几乎不和油箱内的油对流。在油枕和油箱的连接管上装有瓦斯继电器,来反映变压器的内部故障。
(5) 呼吸器:呼吸器内装有干燥剂即硅胶,用来吸收空气中的水分。
(6) 防爆管:防爆管安装在变压器的油箱盖上。防爆管的顶端装有一个玻璃片,当变压器内部发生故障,产生高压,油里面的气体便冲破玻璃片排到油箱外,释放压力,从而保护变压器油箱不被破坏。
(7) 温度计:温度计安装在油箱盖上的侧温筒内,用来测量油箱内的上层油温。
(8) 套管:套管是将变压器高、低压绕组的引线引到油箱外部的绝缘装置。它既是引线对地(外壳)的绝缘,又担负着固定引线的作用。
(9) 冷却装置:冷却装置是将变压器在运行中产生的热量散发出去的设备。
(10) 净油器:又称温差滤过器。它的主要部分是用钢板焊成的圆筒形净油罐,安装在变压器油箱的一侧,罐内充满硅胶、活性氧化铝等吸附剂。在运行中,由于上层油和下层油之间的温差,于是变压器油从上向下流动经过净油器形成对流,油与吸附剂接触,其中的水分、酸和氧化物等被吸收,使油得到净化。延长油的使用期限。强油循环变压器的净油器是靠油流压差使变压器油流经净油泵,达到净化的目的。
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
2.绕组
绕组是变压器的电路部分,
它是用双丝包绝缘扁线或漆包圆线绕成
变压器的基本原理是电磁感应原理,现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理:当一次侧绕组上加上电压Ú1时,流过电流Í1,在铁芯中就产生交变磁通Ø1,这些磁通称为主磁通,在它作用下,两侧绕组分别感应电势É1,É2,感应电势公式为:E=4.44fNØm
式中:E--感应电势有效值f--频率N--匝数
Øm--主磁通最大值
由于二次绕组与一次绕组匝数不同,感应电势E1和E2大小也不同,当略去内阻抗压降后,电压Ú1和Ú2大小也就不同。
当变压器二次侧空载时,一次侧仅流过主磁通的电流(Í0),这个电流称为激磁电流。当二次侧加负载流过负载电流Í2时,也在铁芯中产生磁通,力图改变主磁通,但一次电压不变时,主磁通是不变的,一次侧就要流过两部分电流,一部分为激磁电流Í0,一部分为用来平衡Í2,所以这部分电流随着Í2变化而变化。当电流乘以匝数时,就是磁势。
上述的平衡作用实质上是磁势平衡作用,变压器就是通过磁势平衡作用实现了一、二次侧的能量传递。变压器技术参数
对不同类型的变压器都有相应的技术要求,可用相应的技术参数表示.如电源变压器的主要技述参数有:额定功率、额定电压和电压比、额定频率、工作温度等级、温升、电压调整率、绝缘性能和防潮性能,对于一般低频变压器的主要技述参数是:变压比、频率特性、非线性失真、磁屏蔽和静电屏蔽、效率等.