变压器的基本构造

    变压器由铁心和绕组两部分组成，它们合称为器身。为了安全可靠地运行，油浸式变压器的器身放置于灌满变压器油的油箱中，油箱中还配置有储油柜、绝缘套管、安全气道、气体继电器、散热器及其他附属设备，如图4 3所示。

 

图4 3变压器的基本构造

    1．高、低压绝缘套管

    变压器高、低压绝缘套管是变压器箱外的主要绝缘装置，也是变压器对地绝缘、固定高低压绕组的接线与外电路连接的主要部件，如图4 4所示。绝缘套管的作用是将高压和低压绕组由箱内引至箱外，大部分变压器绝缘套管的外部采用陶瓷制成，中间为导电杆。绝缘套管装在变压器油箱的顶盖上，导电杆的一端在油箱内部，分别与变压器的高、低压绕组的接线端点连接，在油箱外部的一端与外部电路相连。

 

图4 4  变压器的高低压绝缘套管

    变压器高压套管的外形高而大，低压套管的外形矮而小。通常町以由套管的大小来识别一台变压器的高、低压侧。

    安装中在拧卸高、低压套管上的螺钉时，一定要注意不要使螺栓转动，以免引起变压器内部引线短路，造成事故。

    2．油箱

    油箱是变压器的外壳，用钢板焊成，如图4 5所示。容量大的变压器多采用油浸式，把整个铁心和绕组放在油箱内，这是因为变压器油的绝缘性能比空气好，从而可缩小变压器尺寸，节省材料。并且，油加热后可加速对流作用，及时将绕组和铁心的热量传到油箱壁和散热器壁，有效地改善了散热条件。

 

图4—5  变压器的油箱

    3．电压分接开关

    电压分接开关又叫无载调压开关或调压装置，如图4 6所示。

    其作用是改变变压器高压绕组的抽头以改变变压器的电压比进行调压。在变压器一次侧的三相绕组中，根据不同匝数引出几个抽头，这几个抽头按照一定的接线方式，接在分接开关上。开关的中心有一个转动的触点，当变压器需要调整电压时，改变分接开关的位置，实际上是通过转动触点改变了绕组匝数，这样就改变了变压器的电压比。分接开关有无励磁调压和有载调压两种，无励磁调压指变压器一次、二次电压绕组均断开，在电源停电后，处于无励磁状态下调节抽头；有载调压指变压器带负载，在不停电状态下调节抽头。一般变压器的分接开关装于变压器的高压侧绕组上，这是由于高压侧绕组电流小，绕组抽头及其触点较容易制作和进行调节，但绝缘要求相对较高。考虑到电力系统运行连续性等原因，在较大容量及较高电压等级的变压器中广泛应用的是有载调压分接开关。通常，电压在35kV及其以下、容量在1000kV．A及其以下的电力变压器中，其分接开关一般有3个分接抽头，中间一个为额定电压，上、下两个分别为额定电压±5%的电压偏移量。

 

图4-6  电压分接开关

a)外形图  b）接线图

    4．铁心

    铁心是构成变压器磁路的部件，由铁心柱和铁轭两部分组成，铁心柱上套装有绕组，而铁轭使整个磁路形成闭合回路，如图4-7所示。芯式变压器的铁心柱被绕组所包围，壳式变压器的铁心包围着绕组。芯式变压器结构简单，易于制造。电力变压器一般都采用芯式变压器。

    为了提高磁路的磁导率、减小涡流和铁心的功率损耗，铁心一般由0．35mm厚的硅钢片交错叠装而成，片间涂以0. 01～0.013 mm厚的漆膜，硅钢片分为热轧和冷轧两种。冷轧片由于顺碾压方向而具有良好的导磁性能，所以采用了斜接缝切片交错叠装的方法，各层的接缝应错开，一般采用45。斜接缝，这样可以减少拐角处的附加损耗。目前生产的电力变压器其铁心都采用冷轧片制造。

    中小型单相变压器采用单相双柱式铁心。两个铁心柱上均可套装绕组，既可互相串联也可并联，铁心柱与铁轭截面相同。

 

    图4 7变压器的铁心和绕组

    a)实物图b）叠装法c）铁心与绕组

1铁轭2铁心柱3低压绕组4高压绕组

    变压器铁心必须一点接地，因为变压器运行时，铁心处在强电场中，具有很高的电位，如果不接地，势必与接地的油箱、铁轭之间产生较高的电位差而导致放电现象，造成变压器事故。若铁心硅钢片多点接地，则硅钢片沿接地处形成涡流通路，使涡流损失加大，造成铁心局部发热．这是不允许的。硅钢片之间虽然涂有绝缘漆，但其绝缘电阻较小，只能隔断涡流而不能阻止高压感应电流，故只要将一片硅钢片接地就相当于整个铁心都接地了。

    5．绕组

    绕组是变压器的电路部分，如图4-8所示，一般变压器都有一次、二次绕组。变压器的绕组由具有良好绝缘性的漆包线、纱包线或丝包线绕成一定形状、一定匝数的线圈组成。和电源相连的绕组，即接受外加交流电能的线圈称为一次绕组。而与负载相连接的绕组，是向外输出电能的线圈，称为二次绕组。

    小型电力变压器常用漆包线绕制，中大型电力变压器中常采用绝缘扁铜线或铝线制成，环氧树脂干式浇注变压器也可用铝箔绕制。

    变压器的绕组一般采用同心式绕制。为便于绝缘及安装电压分接头，低压绕组置于内层，靠近铁心，高压绕组置于外层，因为高压绕组绝缘要求高。若低压绕组在外，高压绕组就贴近铁心，这样必须加强绝缘，造成变压器造价提高。内外层绕组之间留有油道，供变压器油循环冷却时流通。

    根据绕制方式不同，变压器的绕组可分为圆筒式、螺旋式、连续式与纠结式四种。

 

图4 8变压器的绕组

    6．变压器油

    在油箱里装有大量的变压器油，变压器油（如图4 9所示）主要有两个作用：一是绝缘作用，变压器油的绝缘能力比空气强，绕组浸在油里可以加强绝缘，并且避免与空气接触，预防绕组受潮；二是散热作用，变压器运行时，其内部各处温度是不一样的，利用热油上升和冷油下降的对流作用，把铁心和绕组产生的热量通过箱壳和散热管散发到外面去。

    常用的变压器油有10#、25#、4#三种规格，其标号表示这种油开始凝固时的零下温度，例如25#表示这种油在-25℃时开始凝固，实际使用时应根据当地的气候条件选用。变压器新油为淡黄色，长期使用后呈现深黄色或浅红色。

 

图4 9  变压器油

    7．油枕

    油枕就是储油器，如图4 10所示。油枕装在变压器顶盖上用钢板制成的圆筒内，充以适量的油，与油箱连通。变压器运行负载变化或周围环境温度变化，会引起变压器油随之发生热胀冷缩变化，变压器油的体积随油温升高而膨胀时，油箱里的油充入油枕，而当油的体积因温度下降而收缩时，油枕里的油又流入油箱，油枕起着储油和补油的作用。油枕还可减少变压器油与大气的接触面积，以防止变压器油的过快衰老和受潮，油枕上部可以补油，下部可以放出污秽油污。油枕上部设有油位指示针，指出变压器空载下对应环境温度时变压器应有的油位，便于运行人员检查油位。

 

图4 10变压器的油枕

    8．吸湿器

    其作用是使油枕内的油通过它与大气相连通时，由它吸收空气中的潮气和杂质，以保持绝缘油的良好性能。吸湿器内部装有干燥剂硅胶（如图4-11所示)．干燥的硅胶呈蓝色．吸潮后变为粉红色，应在更换或经烘干后再次使用。

 

图4-11吸湿器

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