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构造


三相油浸式变压器的核心部份是由闭合铁芯和套在铁芯柱上的绕组组成。此外,还有油箱、储油柜、套管、呼吸器、防爆管、散热器、分接开关、瓦斯继电器、温度计、净油器等。


(1) 铁芯

铁芯是变压器的磁路部分。为了减小铁芯中的磁滞与涡流损耗,铁芯由0.35mm~0.5mm厚的硅钢片叠成,硅钢片表面涂有绝缘漆或利用表面氧化膜使片间彼此绝缘。三相变压器的铁芯中直立部分叫铁芯柱,在柱上套着变压器的低压绕组和高压绕组;水平部分叫铁轭,用来构成闭合磁路。


(2) 绕组


绕组又叫线圈,是变压器的电路部分,分为原、副两种绕组。其中与电源连接的绕组叫原绕组,与负载连接的绕组叫副绕组。原、副绕组都是用包有高强度绝缘物的铜线或铝线绕成的。三相变压器的每一相原、副绕组都制成圆筒形套在同一铁芯柱上,匝数少的低压绕组套在里面靠近铁芯,匝数多的高压绕组套在低压绕组的外面。这样放置是因为低压绕组对铁芯绝缘比较容易。低压绕组和铁芯之间及高压绕组和低压绕组之间都用绝缘材料做成的套筒隔离,把它们可靠地绝缘起来。为了便于散热,在高、低绕组之间留有一定的间隙作为油道,使变压器油能够流通。


(3) 油箱

油箱是变压器的外壳,铁芯、绕组都装在里面,并充满变压器油。对于容量比较大的变压器,在油箱外面装有散热片或散热管。


变压器油是一种绝缘性能良好的矿物油,它有两个作用:一是绝缘作用,变压器油的绝缘性能比空气好,绕组浸在油里可以提高各处绝缘性能,并且避免和空气接触,预防绕组受潮;二是散热作用,利用油的对流,把铁芯和绕组产生的热量通过箱壁和散热管散发到外面。变压器油以它的凝固点不同分为10号、25号、45号三种规格,它们的凝固点分别为-10℃、-25℃、-45℃,一般根据当地气候条件予以选用。


(4)  储油柜

储油柜俗称油枕,为一圆筒行容器,横放于油箱上方,用管道与变压器的油箱连接,储油柜的体积一般为油箱体积的10%左右。该储油柜为胶囊式储油柜,胶囊将储油柜内的油与外界空气隔绝开。当变压器油热胀时,油由油箱流向储油柜;当变压器油冷缩时,油由储油柜流向油箱。储油柜有两个作用:一是当变压器油的体积随着油温的变化而膨胀或缩小时,储油柜起储油和补油的作用,保证油箱内充满油及铁芯和绕组浸在油内;二是可以减小油面与空气的接触面积,防止变压器油受潮和变质。


储油柜的油位显示采用连杆式铁磁油位计,以观测油面的高低,当由于渗漏等原因造成油量不足时,应及时注油加以补充。油位计上刻有油温在-30℃、+20℃和+40℃时的油面高度标准线,作为装油的标准。油位标上+40℃表示安装地点变压器在环境最高温度为+40℃时满载运行中油位的最高限额线,油位不得超过此线;+20℃表示年平均温度为+20℃时满载运行时的油位高度;-30℃表示环境为-30℃时空载变压器的最低油位线,不得低于此线,若油位过低,应加油。油枕上装有呼吸孔,使油枕上部空间和大气相通。变压器油热胀冷缩时,油枕上部的空气通过呼吸孔出入,油面可以上升或下降,防止油箱变形或损坏。


(5) 套管

变压器绕组引出线通过导杆与外电路相连,套管是导杆与箱盖之间的绝缘体,它起着绝缘和固定导杆的作用。套管有高压套管和低压套管两种。


(6)  防爆管

防爆管安装在变压器箱盖上,当变压器内部发生剧烈的突发性故障时,油箱内的压力将迅速升高,为防止因压力过分升高而引发油箱爆炸事故。动作后即释放箱体内部压力并接通触头报警或跳闸。


(7) 瓦斯气体继电器

利用法兰将瓦斯继电器安装在储油柜与变压器油箱盖的连接管之间,运行中瓦斯继电器充满油,当变压器内部发生轻微故障而产生气泡时,它们会首先聚集在瓦斯继电器的上部空间,并迫使油面下降,使上开口杯失去浮力自身质量加重,从而反向偏转,使磁铁靠近干簧管动作。下接点挡板式原理相同。


(8) 测温装置

油面温升是指变压器在额定状态下工作时,油箱中油面温度允许超出周围环境温度的数值。

该主变本体油温暂设定报警为80℃,跳闸为100℃。


(9) 中性点接地闸刀

我国110kV电力系统中性点接地方式主要采用中性点直接接地方式(包括中性点经小电阻接地方式),即大接地电流系统。因为系统在发生单相接地故障时,接地短路电流很大。


变压器停送电操作时,其中性点一定要接地。因为该变压器绕组是半绝缘(又称分级绝缘)的,即变压器的绕组近中性点部分的主绝缘,其绝缘水平比绕组端部的绝缘水平低。所以,为防止过电压损坏变压器绝缘变压器停送电操作时,其中性点一定要接地。


(10) 分接开关

储油柜用于有载调压变压器时,在储油柜的底装一个无胶囊的开关储油柜。

变压器调压方式分有载调压和无载调压两种:

有载调压是指变压器在运行中可以调节其分接头位置,从而改变变压器变比,以实现调压目的。

变压器分接头一般都从高压侧抽头,其主要是考虑:


(1)变压器高压绕组一般在外侧,抽头引出连接方便;


(2)高压侧电流小些,引出线和分头开关的载流部分导体截面小些,接触不良的影响好解决。


原理上,抽头在哪一侧都可以,要进行经济技术比较,如500kV大型降压变压器抽头是从220kV侧抽出的,而500kV侧是固定的。


接头才能达到要求时,需要重点注意的情况:

应一档一档地调节,即每按一下N+1或N-1按钮,中间停顿1分钟,待档位指示器上出现新的数字时,再按一下按钮。依次重复上面的过程,一直达到最终目标。当电动操作出现连动(即操作一次,会出现调整一个以上分接头,俗称滑档)现象时,应在主变控制屏的档位指示器上出现第二个分接头位置后,立即按急停按钮,并改为手动操作。



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变压器的运行与维护


为了保证变压器能安全运行和可靠的供电,当变压器发生异常情况时,能及时发现,及时处理,将故障消除在萌芽状态,以防止事故的发生与扩大,因此,对运行中的变压器必须作定期的巡回检查,并作好运行记录。


(1) 变压器的正常运行方式

① 额定运行方式。变压器在规定的冷却条件下,可按铭牌规范运行。油浸变压器运行中的允许温度应按上层油温来检查。上层油温应遵守制造厂的规定,但最高不得超过95℃。为了防止变压器油劣化过速,上层油温不宜经常超过85℃。


  变压器的外加电压,一般不得超过额定值的105%,这时变压器2次侧可带额定电流。个别情况下,经过试验或经制造厂的同意,外加电压可为额定电压的110%。


②   允许过负荷。变压器可以在正常过负荷或事故过负荷的情况下运行。正常过负荷可以经常使用,其允许值根据变压器的负荷曲线、冷却条件以及过负荷前变压器所带负荷等来确定。事故过负荷只允许在事故情况下(还能运行的变压器)使用。


事故过负荷的允许值应遵守制造厂的规定;如无制造厂的规定时,对于自冷油浸变压器,可按下表中的要求运行。


(2) 变压器的不正常运行和应急处理


(a) 运行中的不正常现象。变压器在运行中发现有任何不正常现象时(如漏油、油枕内油面高度不够、发热不正常、声响不正常等)应设法消除。如有下列情形之一者应立即停下修理。


① 内部声响较大,很不均匀,有爆裂声。

② 在正常冷却条件下,温度不正常并不断上升。

③ 油枕喷油或防爆管喷油。

④ 漏油使油面下降低于油位指示计上的限度。

⑤ 油色变化过甚,油内出现碳质。

⑥ 套管有严重的破损和放电现象。

 

(b) 不允许的过负荷、不正常的温升和油面。如变压器过负荷超过允许值时,应及时调整变压器的负荷。变压器油温的升高超过许可限度时,应判明原因,采取办法使其降低,因此必须进行下列工作。


① 检查变压器的负荷和冷却介质的温度,并与在这种负荷和冷却温度下应有的温度核对。

② 核对温度表。

③ 检查变压器机械冷却装置或变压器室的通风情况。


若发现油温较平时同样的负荷和冷却温度下高出10℃以上,或负荷不变,油温不断上升,经检查冷却装置、变压器室通风和温度计都正常,则可能是变压器内部故障(如铁芯起火、线圈层间短路等),应立即停下修理。


如变压器的油已凝固时,允许将变压器带负荷投入运行,但必须注意上层油温和油循环是否正常。


当发现变压器的油面较当时油温应有的油位显著降低时,应立即加油。如因大量漏油而使油位迅速下降时,禁止将瓦斯继电器改为只动作于信号,而必须迅速采取堵漏措施,并立即加油。

 

(c) 瓦斯继电器动作时的处理。瓦斯继电器信号动作时,应检查变压器,查明信号动作原因,是否因空气侵入变压器内,或因油位降低,或是二次回路故障。如变压器外部不能查出故障时,则需鉴定继电器内积聚的气体的性质。如气体是无色无臭且不可燃,则是油中分离出来的空气,变压器仍可继续运行。如气体是可燃的,必须停下变压器,仔细研究动作原因。


检查气体是否可燃时,须特别小心,不要将火靠近继电器顶端,而要在其上5~6cm处。


如瓦斯继电器动作不是因为空气侵入变压器所引起,则应检查油的闪点,若闪点较过去记录降低5℃以上,则说明变压器内已有故障。


如变压器因瓦斯继电器动作而跳闸,并经检查证明是可燃性气体,则变压器在未经特别检查和试验合格前不许再投入运行。


瓦斯继电器的动作,根据故障性质的不同,一般有两种:一种是信号动作而不跳闸;一种是两者同时动作。


信号动作而不跳闸者,通常有下列几个原因。


① 因漏油、加油或冷却系统不严密,致使空气进入变压器。

② 因温度下降或漏油致使油面缓缓低落。

③ 因变压器故障而产生少量气体。

④   由于发生穿越性短路而引起。