DQZHAN技術(shù)訊：電力變壓器基礎(chǔ)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(fā)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(fā)電廠提供內(nèi)部用電。
（5）站用變壓器：為變電站提供內(nèi)部用電。
（6）換流變壓器：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(lián)絡(luò)變等。
（3）自藕變壓器：用于降壓變、聯(lián)絡(luò)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(jié)構(gòu)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(xiàn)場后再組合起來的變壓器，用于交通不便地區(qū)。
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(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
（2）舉例
SFPSL—120000/110：110kV、120MVA三相三線圈強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷鋁線圈變壓器
OSFPSZ—240000/330：330kV、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、電力變壓器的線圈
線圈是電力變壓器中*重要、*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是并聯(lián)導(dǎo)線的根數(shù)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(jī)械穩(wěn)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(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。這種線圈無論是電壓等級還是容量范圍，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(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，來達(dá)到改善沖擊電壓分布的目的。其結(jié)構(gòu)特點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(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
電力變壓器用的硅鋼片是0.3~0.5mm厚的冷釓硅鋼片，目前國內(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(nèi)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(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(huán)，F(xiàn)—強(qiáng)迫油循環(huán)，D—強(qiáng)迫導(dǎo)向循環(huán)。
第三個字母：A—空氣，W—水。
第四個字母：N—自然對流，F(xiàn)—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、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)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)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、66kV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；下部浸入變壓器油中。
八、電力變壓器的調(diào)壓方式
1、調(diào)壓方式
變壓器的調(diào)壓方式有無勵磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。無勵磁調(diào)壓又稱為無載調(diào)壓，是在變壓器停止運行、不帶負(fù)荷的狀態(tài)下進(jìn)行調(diào)壓；有載調(diào)壓是在變壓器運行中、帶負(fù)荷的狀態(tài)下運行調(diào)壓。無勵磁調(diào)壓的調(diào)壓裝置叫無載分接開關(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
變壓器有載調(diào)壓的位置有中性點調(diào)壓、中壓線端調(diào)壓和高壓線圈線端調(diào)壓三種。其中中性點調(diào)壓的結(jié)構(gòu)和工藝比較簡單，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)。目前國內(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，其中從德國MR和瑞典ABB公司進(jìn)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(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、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(jù)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(huán)烷基油。過去45號變壓器油要從國外進(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(guān)、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(guān)、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(dǎo)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(jī)械強(qiáng)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(guān)—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(huán)—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(jìn)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(chǎn)品中抽測1~2臺變壓器來進(jìn)行的試驗項目；特殊試驗是由用戶提出，并與制造廠協(xié)商同意的試驗項目。
1、對高電壓絕緣試驗的基本要求和規(guī)定
變壓器繞組是按*高運行電壓Um以及相應(yīng)的絕緣水平進(jìn)行檢驗的，下表是國家標(biāo)準(zhǔn)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(guī)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(jìn)行的測量。
（2）變比測量：在所有分接位置上進(jìn)行測量。
（3）接線組別檢測：在額定分接位置上進(jìn)行測試。
（4）絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)測量：220kV及以上變壓器才進(jìn)行極化指數(shù)測量。
（5）繞組tanδ和電容量測試:35kV及以上變壓器都要進(jìn)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(jìn)行tanδ和電容量測試
（7）變壓器油的試驗：油化分析、絕緣強(qiáng)度、tanδ、色譜分析等項目，750kV及以上變壓器還要進(jìn)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(fù)進(jìn)行。
（8）空載損耗和空載電流測量：在額定電壓接線下進(jìn)行試驗。
（9）負(fù)載損耗和短路阻抗測量：在額定電壓接線下進(jìn)行試驗。
（10）局部放電試驗：放電量不作為考核，僅作為能否進(jìn)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(yīng)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(zhuǎn)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(jīng)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(fēng)扇電機(jī)和油泵電機(jī)吸收的功率測量。
（5）暫態(tài)電壓傳輸特性測量。
（6）承受短路能力試驗。
