電力變壓器介紹

▉油浸式110kV電力變壓器—概括

電力變壓器種類很多，110kV及以下的電力變壓器各廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品，型號規(guī)格各不相同，但主要參數(shù)基本相近?，F(xiàn)以華鵬牌110kV電力變壓器為例加以介紹。華鵬牌110kV級低損耗系列變壓器是在消化吸收國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，自行研制開發(fā)的性能可靠的低局放、低損耗、低噪音、高可靠性、具有很強(qiáng)的抗突發(fā)短路能力的換代產(chǎn)品，其卓越的性能贏得了廣大用戶和有關(guān)專家的高度評價。全密封免吊罩的產(chǎn)品銷世界各地。如圖9-1110kV油浸式電力變壓器外觀結(jié)構(gòu)圖。圖9-2110kV油浸式電力變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

▉油浸式110kV電力變壓器—主要參數(shù)

局放量：1.5倍的額定電壓下，產(chǎn)品的視在放電量小于80pC；

噪音：63MVA及以下的產(chǎn)品噪音在58dB以下(AN)；

損耗：空載損耗比IEC標(biāo)準(zhǔn)低30%左右；

可靠性：所有在役產(chǎn)品未發(fā)生損傷事故和滲漏油的現(xiàn)象；

抗短路能力：SZ9-31500/110，SSZ10-50000/110一次性通過國家變壓器質(zhì)量監(jiān)督檢測中心和意大利CESI實(shí)驗(yàn)室承受短路的能力試驗(yàn)。

▉油浸式110kV電力變壓器—線圈

（1）高壓線圈采用糾結(jié)-連續(xù)式結(jié)構(gòu)，以改善沖擊電壓下的電壓特性，使能得到較均勻的電壓分布。

（2）變壓器繞組內(nèi)部有曲折油導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，能使繞組內(nèi)部各區(qū)域都能得到充分的冷卻，降低了繞組的溫升和繞組熱點(diǎn)溫升，延長了絕緣壽命。

（3）高壓和中壓調(diào)壓部分設(shè)置單獨(dú)的調(diào)壓繞組，使各繞組的安匝更趨平衡，有效降低變壓器短路時的軸向電動力，提高變壓器抗突發(fā)短路的能力。繞組輻向采用“0”裕度的設(shè)計，鐵芯與低壓繞組紙筒之間，低壓、高壓、調(diào)壓繞組之間及撐條和圍板套裝前均充分干燥、緊密配合，保證整個繞組具有極好的緊密度和同心度。

▉油浸式110kV電力變壓器—鐵芯

（1）鐵芯材料為高導(dǎo)磁晶粒取向優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片，并采用先進(jìn)的德國“GEORG”公司和比利時“SOENEN”公司出品的自動剪切線下料，控制剪切口的毛刺小于0.02毫米。（2）硅鋼片采用不疊上鐵軛工藝，硅鋼片疊接接縫為45°全斜接縫，鐵芯片疊好后采用整體加壓和環(huán)氧膠粘合使鐵芯三柱二軛成為堅(jiān)固、平整、垂直精度高的整體，有效地提高了空載性能，同時降低了噪音。

（3）鐵心柱和內(nèi)線圈之間用撐板將鐵心柱撐緊，鐵軛由浸有環(huán)氧樹脂的玻璃絲帶拉緊，下鐵軛與下節(jié)油箱之間由反壓釘螺栓頂緊。上鐵軛與上節(jié)油箱之間有三處固定。如圖9-3110kV油浸式電力變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)圖。

▉油浸式110kV電力變壓器—油箱及附件

（1）油箱箱壁采用寬幅鋼板不拼焊，折成“瓦楞結(jié)構(gòu)”，減少了焊縫，增加了機(jī)械強(qiáng)度，同時瓦楞形箱壁有發(fā)散效應(yīng)，從而起到降低噪音的作用。二次回路走線槽板和控制柜全部采用不銹鋼制作，變壓器整體美觀簡潔。（2）所有密封表面采用精加工處理，全部采用優(yōu)質(zhì)的密封材料。（3）箱沿采用雙道密封槽，利用外層密封材料遮擋大氣和紫外線對內(nèi)層密封材料的破壞，以最大限度的提高密封件的使用壽命，保證密封的可靠性。如圖9-4110kV油浸式電力變壓器油箱及附件結(jié)構(gòu)圖。

▉油浸式110kV電力變壓器—組部件

（1）擁有和各大知名變壓器組部件生產(chǎn)商良好的合作關(guān)系，可以根據(jù)不同用戶的要求定制不同的組部件。（2）我公司自行生產(chǎn)享有國家專利技術(shù)的風(fēng)冷設(shè)備，可以使風(fēng)冷變壓器的噪音小于63dB。（3）降低變壓器的損耗，提高散熱效果。采用我公司自主開發(fā)生產(chǎn)的散熱器，該散熱器配套供應(yīng)日本東芝（日本名古屋公司）生產(chǎn)的110kV產(chǎn)品。如圖9-6

110kV油浸式電力變壓器組部件結(jié)構(gòu)圖。

如圖9-7

110kV油浸式電力變壓器風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖。

▉110kV油浸式電力變壓器外觀和線圈結(jié)構(gòu)圖圖9-1110kV油浸式電力變壓器外觀結(jié)構(gòu)圖圖9-2110kV油浸式電力變壓器線圈結(jié)構(gòu)圖▉110kV油浸式電力變壓器鐵芯和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖9-3110kV油浸式電力變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)圖圖9-4110kV油浸式電力變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖▉110kV油浸式電力變壓器油箱和組部件結(jié)構(gòu)圖圖9-5110kV油浸式電力變壓器油箱及附件結(jié)構(gòu)圖圖9-6110kV油浸式電力變壓器組部件結(jié)構(gòu)圖

▉110kV油浸式電力變壓器風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖圖9-7110kV油浸式電力變壓器風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖

▉干式電力變壓器的總則華鵬公司生產(chǎn)的SC(B)9、SC(B)10為國內(nèi)首家領(lǐng)有產(chǎn)品型號證書的低噪聲低損耗樹脂澆注線圈干式變壓器。本產(chǎn)品采用GB1094、GB6450-86、GB/T10228-1997標(biāo)準(zhǔn)，符合DIN42523、IEC726標(biāo)準(zhǔn)，按GB6450-86、GB/T10228-1997標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行出廠試驗(yàn)、型式試驗(yàn)和特殊試驗(yàn)。如圖9-8

干式電力變壓器外觀結(jié)構(gòu)圖（一）。

▉干式電力變壓器的特點(diǎn)

（1）抗短路、雷電沖擊水平高，損耗低，節(jié)能效果好，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)，可免維護(hù)。

（2）冷卻方式一般采用空氣自然冷卻（AN）。對于任何防護(hù)等級的變壓器，都可配置風(fēng)冷系統(tǒng)（AF），以提高短時過載能力，確保安全運(yùn)行。

（3）體積小，重量輕，占地空間小，安裝費(fèi)用低，防火消防措施簡單。

▉干式電力變壓器的特點(diǎn)

（4）因無火災(zāi)、爆炸之慮，可分散安裝在負(fù)荷中心，充分靠近用電點(diǎn)，從而降低線路造價和節(jié)省昂貴的低壓設(shè)施費(fèi)用。

（5）雖然標(biāo)準(zhǔn)的樹脂絕緣干式變壓器已能滿足大多數(shù)用戶要求，但是對于某些特殊的應(yīng)用場合與使用條件仍需進(jìn)行特殊設(shè)計。諸如：單相、雙電壓變換、隔離、整流、接地以及有特殊出線排列的變壓器。我們將根據(jù)用戶的需求，提供最佳的設(shè)計和產(chǎn)品。如圖9-9

干式電力變壓器外觀結(jié)構(gòu)圖（二）。

▉干式電力變壓器的鐵芯

（1）選用日本優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向硅鋼片，硅鋼片本身的磁滯振動小；設(shè)計時合理選擇磁通密度，保證正常工作電壓下有一定的裕度，在系統(tǒng)電壓為1.1UN時不出現(xiàn)磁飽和。

（2）進(jìn)口德國GEORG公司和比利時SOENEN公司全自動硅鋼片剪切線，保證了剪片精度并有效控制毛刺；疊片采用全斜多階梯迭接，無孔綁扎，疊積端面平整，接縫小。

（3）應(yīng)用我公司獨(dú)具的“整體鐵芯”工藝，合理控制鐵芯夾緊力，使整個鐵芯成為一個牢固的整體，保證了鐵芯具有良好的垂直度和平整度，有效地降低了噪音。如圖9-10

干式電力變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)圖。

▉干式電力變壓器的線圈

（1）高壓繞組用銅線，低壓繞組用銅線或銅箔繞制，玻璃纖維氈填充包繞，真空狀態(tài)下用不加填料的環(huán)氧樹脂澆注，固化后形成堅(jiān)固的圓筒形整體，機(jī)械強(qiáng)度高，局部放電小，可靠性高。（2）阻燃、防爆、不污染環(huán)境。纏繞線圈的玻璃纖維等絕緣材料具有自熄特性，熱值小，不會因短路產(chǎn)生自持性火災(zāi)，高熱下樹脂不會產(chǎn)生有毒有害氣體。

▉干式電力變壓器的線圈

（3）線圈不吸潮，鐵心夾件有特殊的防蝕保護(hù)層，可在100%相對濕度和其他惡劣環(huán)境中運(yùn)行。間斷運(yùn)行無須去潮處理。

（4）線圈內(nèi)外側(cè)樹脂層薄，散熱性能好。（5）環(huán)氧樹脂為進(jìn)口瑞士Vantico公司產(chǎn)品，并采用德國HEDRICH公司全自動真空澆注設(shè)備。確保環(huán)氧樹脂在玻璃纖維及銅導(dǎo)體間隙中徹底浸潤，固化后線圈無“夾花”狀澆注缺陷。如圖9-11

干式電力變壓器線圈結(jié)構(gòu)圖。

▉干式電力變壓器的溫控系統(tǒng)

溫控系統(tǒng)由溫度控制器和安裝在產(chǎn)品熱點(diǎn)位置的Pt100鉑電阻測溫傳感器構(gòu)成。溫度控制器具有溫度顯示和控制的功能，對變壓器的各相溫度巡回顯示和控制，若由于過載運(yùn)行或故障引起變壓器繞組溫度過高，溫度控制器能發(fā)出報警信號；當(dāng)繞組溫度超過安全值時能自動跳閘。采用強(qiáng)迫風(fēng)冷時則由溫度控制器根據(jù)繞組溫度高低自動啟停風(fēng)機(jī)。如圖9-12

干式電力變壓器溫控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

▉干式電力變壓器的防護(hù)外殼

防護(hù)外殼的防護(hù)登記為IP20和IP23，IP20可以防止直徑大于12mm的固體異物進(jìn)入殼體，IP23外殼除具有IP20的防護(hù)功能外，還可以防止與垂直位置成60度角范圍以內(nèi)淋水進(jìn)入殼體。該防護(hù)外殼外殼外形美觀，易于拆卸，并可根據(jù)用戶的不同要求配套各種形式的低壓出線。如圖9-13

干式35kV電力變壓器防護(hù)外殼結(jié)構(gòu)圖。

▉特大35kV干式電力變壓器

華鵬公司生產(chǎn)的35kV大容量樹脂澆注絕緣干式電力變壓器，具有低損耗、低噪音、低溫升、低局放、短時超銘牌運(yùn)行能力大，承受短路能力強(qiáng)的特點(diǎn)，很好地解決了城區(qū)企事業(yè)單位供用電中的消防壓力。華鵬公司生產(chǎn)的SC9-20000/35為目前亞洲最大容量產(chǎn)品。在上海等地方已有20臺以上的成功運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，目前最長運(yùn)行記錄已達(dá)4年。如圖9-14

特大35kV干式電力變壓器外觀結(jié)構(gòu)圖。▉干式電力變壓器的外觀結(jié)構(gòu)圖圖9-8干式電力變壓器的

外觀結(jié)構(gòu)圖（一）圖9-9干式電力變壓器的

外觀結(jié)構(gòu)圖（二）

▉干式電力變壓器鐵芯和線圈結(jié)構(gòu)圖圖9-10干式電力變壓器的鐵芯結(jié)構(gòu)圖圖9-11干式電力變壓器的線圈結(jié)構(gòu)圖

▉干式電力變壓器的溫控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖9-12干式電力變壓器的溫控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

▉干式電力變壓器防護(hù)外殼和35kV變壓器圖9-13干式電力變壓器的防護(hù)外殼結(jié)構(gòu)圖圖9-14特大干式35kV電

力變壓器外觀結(jié)構(gòu)圖

▉組合式電力變壓器的結(jié)構(gòu)概述組合式變壓器是將變壓器器身、高壓負(fù)荷開關(guān)、熔斷器及高低壓連線放置在全密封的油箱內(nèi)，用變壓器油作為帶電部分相間及對地的絕緣介質(zhì)的一種新型配電設(shè)備。由于組合式變壓器具有成套性強(qiáng)、體積小、占地少，能深入負(fù)荷中心、提高供電質(zhì)量、減少線路損耗，縮短送電周期，選址靈活、對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，且能美化城市環(huán)境、安裝方便、運(yùn)行可靠及投資少、見效快等一系列優(yōu)點(diǎn)，所以組合式變壓器有著廣闊的使用范圍，它適用于城市公共配電、高層建筑、住宅小區(qū)、公園、高速公路等，還適用于油田、工礦企業(yè)及施工場所等，是城市電網(wǎng)建設(shè)與改造的必需設(shè)備。

▉組合式電力變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）全絕緣、全密封結(jié)構(gòu)、可免維護(hù)、安裝方便。（2）體積小，占地面積少，美化城市環(huán)境。（3）低損耗，性能水平為11型，低噪音，低溫升，超銘牌容量負(fù)載能力大，抗突發(fā)短路能力強(qiáng)，性能優(yōu)越。（4）采用高品質(zhì)鋼板制作配電柜，極大地提高了產(chǎn)品的防腐能力，可確保產(chǎn)品30年不生銹。如圖9-15

組合式電力變壓器的外殼結(jié)構(gòu)圖。

▉組合式電力變壓器的高壓柜

（1）高壓部分采用了全絕緣的高壓進(jìn)出線端子和電纜附件，使高壓間隔內(nèi)沒有任何裸露的帶電部分，具有安全可靠的運(yùn)行特點(diǎn)。

（2）壓雙熔絲保護(hù)，插入式熔絲具有溫度、電流雙敏保護(hù)特性，后備熔絲對變壓器故障進(jìn)行保護(hù)；同時，具有齊全的運(yùn)行檢視儀器儀表，如壓力表、壓力閥、油位計、油溫表等。（3）高壓電器元件全部采用進(jìn)口件。

圖9-16

組合式電力變壓器的高壓柜結(jié)構(gòu)圖。

▉組合式電力變壓器的低壓柜

（1）裝設(shè)綜合參數(shù)測試儀，可在線調(diào)看或離線抄錄35天配變運(yùn)行參數(shù)，即定點(diǎn)測量電壓、電流、有功電度、無功電度、溫度等參數(shù)；裝設(shè)用戶自動抄表裝置，可通過載波或有線方式，自動抄錄本變壓器所有低壓用戶的用電量。

（2）低壓配電加裝缺相保護(hù)功能，可檢測缺相，并分勵各用戶，防止非全相運(yùn)行帶來的危害。

（3）低壓柜加裝風(fēng)扇，根據(jù)溫度自動投啟排熱，45℃啟動，40℃返回。如圖9-17

組合式電力變壓器的低壓柜結(jié)構(gòu)圖。

▉組合式電力變壓器的外殼和低壓柜結(jié)構(gòu)圖圖9-15組合式電力變壓器的外殼結(jié)構(gòu)圖圖9-17組合式電力變壓器的低壓柜結(jié)構(gòu)圖▉組合式電力變壓器的高壓柜結(jié)構(gòu)圖圖9-16組合式電力變壓器的高壓柜結(jié)構(gòu)圖第二節(jié)電力變壓器的負(fù)荷能力一、額定容量和負(fù)荷能力的基本概念二、變壓器發(fā)熱時的特點(diǎn)三、變壓器的絕緣老化四、變壓器的正常過負(fù)荷能力五、變壓器的事故過負(fù)荷▉?zhàn)儔浩黝~定容量和負(fù)荷能力的基本概念

變壓器的額定容量（即銘牌容量）是指在規(guī)定的環(huán)境溫度下，變壓器能獲得經(jīng)濟(jì)而合理的效率和具有正常的預(yù)期壽命（約20～30年）時所允許長期連續(xù)運(yùn)行的容量。

變壓器的負(fù)荷能力系指在短時間內(nèi)所能輸出的功率，在一定條件下，它可能超過額定容量。負(fù)荷能力的大小和持續(xù)時間決定于：①變壓器的電流和溫度不要超過規(guī)定的限值。②整個運(yùn)行期間，變壓器的絕緣老化不超過正常值，即不損害正常的預(yù)期壽命。▉?zhàn)儔浩黝~定容量和負(fù)荷能力的基本概念

為保證變壓器的安全和正常的預(yù)期壽命，國際電工標(biāo)準(zhǔn)（IEC）規(guī)定了變壓器過負(fù)荷運(yùn)行時不要超過表12-1的限值。▉?zhàn)儔浩靼l(fā)熱時的特點(diǎn)

（1）發(fā)熱元件如鐵芯、高、低壓繞組等所產(chǎn)生的熱量都傳遞給油，其發(fā)熱過程是獨(dú)立的，只與其本身的損耗有關(guān)。（2）在散熱過程中，引起的各部分溫度差別很大。沿變壓器的高度方向，繞組的溫度最高，最大熱點(diǎn)大約在高度方向的70%～75%處；沿截面方向（徑向），溫度最高處位于線圈厚度的1/3處。（3）變壓器主要有兩個散熱區(qū)段。一段是熱量由繞組和鐵芯表面以對流方式傳遞到變壓器油中，這部分約占總溫升的20%～30%；另一段是熱量由油箱壁以對流方式和輻射方式擴(kuò)散到周圍空氣中，這部分約占總溫升的60%～70%。▉?zhàn)儔浩鞯慕^緣老化

變壓器的絕緣老化是指絕緣受熱或其他物理、化學(xué)作用而逐漸失去其機(jī)械強(qiáng)度和電氣強(qiáng)度的現(xiàn)象。其主要原因是溫度、濕度、氧氣以及油中劣化產(chǎn)物的影響，其中高溫是促成絕緣老化的直接原因。在實(shí)際運(yùn)行中，絕緣介質(zhì)的工作溫度越高，氧化作用及其他化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得越快，引起機(jī)械強(qiáng)度及電氣強(qiáng)度喪失得就越快，即絕緣老化速度越快，變壓器的使用壽命也越短。在80～140℃的范圍內(nèi)基本按指數(shù)變化。

本節(jié)結(jié)束THANKYOUFORYOURATTENTION變壓器的正常過負(fù)荷能力變壓器正常運(yùn)行時，其負(fù)荷經(jīng)常變動。在保障變壓器的安全和正常的預(yù)期壽命這個前提下，變壓器過負(fù)荷期間超負(fù)荷的最大值怎么計算呢？變壓器的正常過負(fù)荷能力只要保證變壓器在過負(fù)荷期間多損失的壽命和低負(fù)荷期間少消耗的壽命相等，則仍然可達(dá)到規(guī)定的使用年限。

所以，變壓器的正常過負(fù)荷能力就是以不犧牲其正常壽命為原則而制定。同時滿足：（1）過負(fù)荷期間，繞組最熱點(diǎn)的溫度不得超過140℃，上層油溫不得超過95℃；（2）變壓器的最大過負(fù)荷不得超過額定負(fù)荷的50%。變壓器的正常過負(fù)荷能力

為了簡化計算，國際電工委員會根據(jù)上述原則，制定了各種類型變壓器的正常允許過負(fù)荷曲線，如下圖所示。[例1]有一臺10000KVA的自然油循環(huán)自冷變壓器，安裝在屋外，當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁貫?0°C。日負(fù)荷曲線中，上升前的起始負(fù)荷為5000KVA，求變壓器歷時2h的過負(fù)荷值。解：由題意得，低負(fù)荷系數(shù)K1=5000/10000=0.5由過負(fù)荷曲線可得

t=2h時，K2=1.53但是過負(fù)荷不得超過額定值的50%，所以K2=1.5則過負(fù)荷值為1.5×10000=15000（KVA）變壓器的正常過負(fù)荷能力變壓器的實(shí)際負(fù)荷曲線往往有多段，此時可將它轉(zhuǎn)化為等值的負(fù)荷曲線，然后再求出過負(fù)荷值和允許的持續(xù)時間。歸算的原則是：等值負(fù)荷期間，變壓器中產(chǎn)生的熱量與實(shí)際負(fù)荷運(yùn)行時產(chǎn)生的熱量等值。即【例2】某自然油循環(huán)變壓器，依照下圖的負(fù)荷曲線運(yùn)行，其中18時-22時過負(fù)荷運(yùn)行，求過負(fù)荷倍數(shù)。當(dāng)?shù)厝掌骄鶜鉁貫?0°C。解：首先將左圖的負(fù)荷曲線歸算成兩段負(fù)荷曲線，即求出低負(fù)荷期間等值負(fù)荷系數(shù)K1。查表可得，t=4h時對應(yīng)的過負(fù)荷系數(shù)為K2=1.33本節(jié)結(jié)束THANKYOUFORYOURATTENTION

變壓器的并列運(yùn)行

變壓器是電力網(wǎng)中的重要電氣設(shè)備，由于連續(xù)運(yùn)行的時間長，為了使變壓器安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及提高供電的可靠性和靈活性，在運(yùn)行中通常將兩臺或以上變壓器并列運(yùn)行。變壓器并列運(yùn)行，就是將兩臺或以上變壓器的一次繞組并聯(lián)在同一電壓的母線上，二次繞組并聯(lián)在另一電壓的母線上運(yùn)行。變壓器并列運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)

在發(fā)電廠和變電所中，通常將兩臺或數(shù)臺變壓器并列運(yùn)行，并列運(yùn)行與一臺大容量變壓器單獨(dú)運(yùn)行相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）提高供電可靠性。（2）提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

（3）減小備用容量。

（4）當(dāng)變壓器需要檢修時可以先并聯(lián)上備用變壓器，再將要檢修的變壓器停電檢修，這樣既能保證變壓器的計劃檢修，又能保證不中斷供電，提高供電的可靠性。變壓器并列運(yùn)行的條件

（1）具有相等的一、二次電壓，即變比相等；

（2）額定短路電壓相等；

（3）繞組連接組別相同，即