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●变压器的基本结构及主要部件
1. 电力变压器的结构
这是一个三相电力变压器的照片(照片来自网络),是通常供电用的变压器,在户外经常可以看到。从外观看主要由变压器的箱体、高压绝缘套管、低压绝缘套管、油枕、散热管组成。
图1—三相电力变压器
图2--变压器铁心与三相绕组
把3个绕组插入铁心,(图3左图),在铁心上安装夹件,把铁心紧固,(图3右图)
图3—变压器铁心装入三相绕组
绕组引出线通过绝缘套管内的导电杆连到箱体外,导电杆外面是瓷套管,通过它固定在箱盖上,保证导电杆与箱体绝缘。为减小因灰尘与雨水引起的漏电,瓷套管外型为多级伞形。由于高压端电压很高,高压绝缘套管比较长,见图4。
图4—变压器铁心绕组与瓷套管
变压器箱体,由于箱体内装满变压器油,箱体也称为油箱。箱体四周布满散热管,每根管上下端与箱体连通,图5是剖开的箱体。
图5—变压器箱体
把铁芯与绕组放入箱体,见图6。
图6—电力变压器剖视图
变压器箱体(即油箱)里灌满变压器油,铁芯与绕组浸在油里。变压器油比空气绝缘强度大,可加强各绕组间、绕组与铁芯间的绝缘,同时流动的变压器油也帮助绕组与铁芯散热。图7是电力变压器外观图。
图7--电力变压器外观
2. 大型主变压器
主变压器,简称主变,是发电厂输出的升压变压器,变电站总变压器,或大单位中的总降压变压器。主变压器的容量比较大,电压比较高。主变压器虽大,组成与结构与普通电力变压器基本相同。
下面是一台容量为400000kVA的主变压器模型,其低压端电压为20kV,高压端电压为220kV。通过这个模型来介绍主变压器的基本组成与结构, 铁心与绕组的基本结构见图8左,绕组线端通过瓷套管通到变压器外,瓷套管要长一些,特别是高压端(图8右)。
图8—主变压器铁心与绕组
铁芯与绕组放入箱体后如图9。大型变压器为保证散热,装有专门的变压器油冷却器,冷却器通过上下油管与油箱连接,冷却器安装风扇使其迅速降温。
图9--主变压器剖视图
图10为该模型的外观图。
图10--主变压器外观图
图11为某发电厂的主变压器
图11--发电厂的主变压器
3. 变压器的散热
变压器箱体(即油箱)里灌满变压器油,铁芯与绕组浸在油里,变压器油比空气绝缘强度大,可加强各绕组间、绕组与铁芯间的绝缘,同时流动的变压器油也帮助绕组与铁芯散热。油箱外排列着许多散热管,运行中的铁芯与绕组产生的热能使油温升高,温度高的油密度较小上升进入散热管,变压器外部气温比箱体内低得多,油在散热管内温度降低密度增加,在管内下降重新进入油箱,铁芯与绕组的热量通过油的自然循环散发出去,见图12。
图12—变压器散热
大型变压器通过专门的冷却器散热,冷却器就是一个热交换器,内有密集的铜管簇,由风扇的风对铜管降温。变压器油通过铜管簇迅速降温,再由下方的油泵将冷却的油再打入油箱内,实行强制循环降温。见图10、图11。
4. 油枕(储油柜)
图13--金属波纹管式油枕工作原理
5. 无油枕变压器
图14为采用无油枕结构的电力变压器(照片来自网络),变压器为全密封式。在变压器油箱上方有一根管子(油柱),使变压器的油位不低于变压器瓷套管。油箱四周布满散热片,散热片为中空薄板,直接连通油箱,油温升高油体积增大时,散热片会向两面凸起,众多散热片可容纳膨胀的油。
由于散热片的散热效果较差,一般用于容量较小的变压器。
图14--无油枕变压器
6. 干式电力变压器
图15--干式电力变压器结构
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