13895725053-李明臣
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展開編輯本段簡介在電器設備和無線電路中,變壓器常用作昇降電壓、  油式變壓器
匹配阻抗,安全隔離等。在發電機中,不管是線圈運動通過磁場或磁場運動通過固定線圈,均能在線圈中感應電勢,此兩種情況,磁通的值均不變,但與線圈相交鏈的磁通數量卻有變動,這是互感應的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應,變換電壓,電流和阻抗的器件。
變壓器的最基本形式,包括兩組繞有導線之線圈,並且彼此以電感方式稱合一起。當一交流電流(具有某一已知頻率)流於其中之一組線圈時,于另一組線圈中將感應出具有相同頻率之交流電壓,而感應的電壓大小取決于兩線圈耦合及磁交鏈之程度。
一般指連接交流電源的線圈稱之為一次線圈;而跨於此線圈的電壓稱之為一次電壓。在二次線圈的感應電壓可能大於或小於一次電壓,是由一次線圈與二次線圈間的匝數比所決定的。因此,變壓器區分為升壓與降壓變壓器兩種。
大部分的變壓器均有固定的鐵芯,其上繞有一次與二次的線圈。  變壓器(圖1)
基於鐵材的高導磁性,大部分磁通量侷限在鐵芯里,因此,兩組線圈藉此可以獲得相當高程度之磁耦合。在一些變壓器中,線圈與鐵芯二者間緊密地結合,其一次與二次電壓的比值幾乎與二者之線圈匝數比相同。因此,變壓器之匝數比,一般可作為變壓器升壓或降壓的參考指標。由於此項升壓與降壓的功能,使得變壓器已成為現代化電力系統之一重要附屬物,提升輸電電壓使得長途輸送電力更為經濟,至於降壓變壓器,它使得電力運用方面更加多元化,可以這樣說,沒有變壓器,現代工業實無法達到目前發展的現狀。
變壓器又有其做試驗而用的,稱之為試驗變壓器,分別可以分為充氣式,油浸式,干式等試驗變壓器,是發電廠、供電局及科研單位等廣大用戶的用來做交流耐壓試驗的基本試驗設備,通過了國家質量監督局的標準,用於對各種電氣產品、電器元件、絕緣材料等進行規定電壓下的絕緣強度試驗。
1、防止變壓器過載運行:如果長期過載運行,會引起線圈發熱,使絕緣逐漸老化,造成匣間短路、相間短路或對地短路及油的分解;
2、防止變壓器鐵芯絕緣老化損坏:鐵芯絕緣老化或夾緊螺栓套管損坏,會使鐵芯產生很大的渦流,引起鐵芯長期發熱造成絕緣老化;
3、防止檢修不慎破坏絕緣:變壓器檢修吊芯時,應注意保護線圈或絕緣套管,如果發現有擦破損傷,應及時處理。
編輯本段產量隨着中國經濟持續健康高速發展,電力需求持續快速增長。2011年全國全社會用電量4.69萬億千瓦時,比上年增長11.7%,消費需求依然旺盛。人均用電量3483千瓦時,比上年增加351千瓦時,超過世界平均水平。
中國電力建設的迅猛發展帶動了中國變壓器製造行業的發展。2011年,全國變壓器的產量達14.3億千伏安,同比增長6.86%。2011年,中國變壓器製造行業規模以上(主營業務收入2000萬元以上)企業有1461家;實現銷售額2901.40億元,實現利潤總額166.08億元,資產規模為2638.40億元,產品銷售利潤為339.72億元。
中國變壓器行業競爭激烈,外資跨國公司搶占了很大市場份額,國內變壓器製造企業數量也在快速增長。中低端變壓器市場競爭激烈,具備220KV變壓器生產能力的企業有20余家,具備110KV變壓器產品生產能力的企業有100余家。而生產500KV等級以上變壓器企業通過技術和產能構筑了很高的進入壁壘,市場格局趨於穩定。
根據規劃,國家電網“十二五”期間將投資約2.55萬億用於電網建設,相比“十一五”期間的1.5萬億元,“十二五”電網投資額同比提升了68%。細分來看,2.55萬億中將有5000億用於特高壓電網投資,5000億用於配電網投資,另外約1.55萬億用於其他電壓等級的電網線路投資。
在特高壓電網投資中,特高壓交流的投資額約為2700億元。特高壓交流的主要設備包括特高壓變壓器、電抗器、GIS組合開關、互感器等設備。在特高壓投資中,設備投資約占45%,其中變壓器(含電抗器)占設備投資約30%,由此測算,“十二五”期間,變壓器(含電抗器)的市場容量超過360億[1]元。
編輯本段基本組成變壓器組成部件包括器身(鐵芯、繞組、絕緣、引線)、變壓器油、  變壓器(圖2)
油箱和冷卻裝置、調壓裝置、保護裝置(吸濕器、安全氣道、氣體繼電器、儲油櫃及測溫裝置等)和出線套管。
1、鐵芯
鐵芯是變壓器中主要的磁路部分。通常由含硅量較高,厚度分別為0.35 mm\0.3mm\0.27 mm,由表面塗有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成。
鐵芯分為鐵芯柱和橫片兩部分,鐵芯柱套有繞組;橫片是閉合磁路之用。
鐵芯結構的基本形式有心式和殼式兩種。
2、繞組
繞組是變壓器的電路部分,它是用雙絲包絕緣扁線或漆包圓線繞成。
工作原理
變壓器是變換交流電壓、交變電流和阻抗的器件,  上海碩工——變壓器
當初級線圈中通有交流電流時,鐵芯(或磁芯)中便產生交流磁通,使次級線圈中感應出電壓(或電流)。
變壓器由鐵芯(或磁芯)和線圈組成,線圈有兩個或兩個以上的繞組,其中接電源的繞組叫初級線圈,其餘的繞組叫次級線圈。
編輯本段技術參數對不同類型的變壓器都有相應的技術要求,可用相應的技術參數表示。如電源變壓器的主要技術參數有:額定功率、額定電壓和電壓比、額定頻率、工作溫度等級、溫升、電壓調整率、絕緣性能和防潮性能,對於一般低頻變壓器的主要技述參數是:變壓比、頻率特性、非線性失真、磁屏蔽、靜電屏蔽、效率等。
電壓比
變壓器兩組線圈圈數分別為N1和N2,N1為初級,N2為次級。  變壓器(圖4)
在初級線圈上加一交流電壓,在次級線圈兩端就會產生感應電動勢.當N2>N1時,其感應電動勢要比初級所加的電壓還要高,這種變壓器稱為升壓變壓器:當N2<N1時,其感應電動勢低於初級電壓,這種變壓器稱為降變壓器。初級次級電壓和線圈圈數間具有下列關係:
U1/U2=N1/N2
式中n稱為電壓比(圈數比),當n<1時,則N1>N2,U1>U2,該變壓器為降壓變壓器。反之則為升壓變壓器.
另有電流之比I1/I2=N2/N1
電功率P1=P2
注意:上面的式子,只在理想變壓器只有一個副線圈時成立。當有兩個副線圈時,P1=P2+P3,U1/N1=U2/N2=U3/N3,電流則須利用電功率的關係式去求,有多個時,依此類推。
效率
在額定功率時,變壓器的輸出功率和輸入功率的比值,叫做變壓器的效率,即:
η=(P2÷P1)x100%
式中,η為變壓器的效率;P1為輸入功率,P2為輸出功率。  大功率高壓配電變壓器
當變壓器的輸出功率P2等於輸入功率P1時,效率η等於100%,變壓器將不產生任何損耗。但實際上這種變壓器是沒有的。變壓器傳輸電能時總要產生損耗,這種損耗主要有銅損和鐵損。
銅損是指變壓器線圈電阻所引起的損耗.當電流通過線圈電阻發熱時,一部分電能就轉變為熱能而損耗。由於線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成,因此稱為銅損。
變壓器的鐵損包括兩個方面:一是磁滯損耗,當交流電流通過變壓器時,通過變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變化,使得硅鋼片內部分子相互摩擦,放出熱能,從而損耗了一部分電能,這便是磁滯損耗。另一是渦流損耗,當變壓器工作時,鐵芯中有磁力線穿過,在與磁力線垂直的平面上就會產生感應電流,由於此電流自成閉合迴路形成環流,且成旋渦狀,故稱為渦流。渦流的存在使鐵芯發熱,消耗能量,這種損耗稱為渦流損耗。
變壓器的效率與變壓器的功率等級有密切關係,通常功率越大,損耗與輸出功率就越小,效率也就越高。反之,功率越小,效率也就越低。
參數判別
電源變壓器標稱功率、電壓、電流等參數的標記,日久會脫落或消失。有的市售變壓器根本不標註任何參數。這給使用帶來極大不便。下面介紹無標記電源變壓器參數的判別方法。此方法對選購電源變壓器也有參考價值。
1、識別電源變壓器
1)從外形識別:常用電源變壓器的鐵芯有E形和C形兩種。  變壓器(圖5)
E形鐵芯變壓器呈殼式結構(鐵芯包裹線圈),採用D41.D42優質硅鋼片作鐵芯,應用廣氾。C形鐵芯變壓器用冷軋硅鋼帶作鐵芯,磁漏小,體積小,呈芯式結構(線圈包裹鐵芯)。
2)從繞組引出端子數識別:電源變壓器常見的有兩個繞組,即一個初級和一個次級繞組,因此有四個引出端。有的電源變壓器為防止交流聲及其他干擾,初、次級繞組間往往加一屏蔽層,其屏蔽層是接地端。因此,電源變壓器接線端子至少是4個。
3)從硅鋼片的疊片方式識別:E形電源變壓器的硅鋼片是交叉插入的,E片和I片間不留空氣隙,整個鐵芯嚴絲合縫。音頻輸入、輸出變壓器的E片和I片之間留有一定的空氣隙,這是區別電源和音頻變壓器的最直觀方法。至於C形變壓器,一般都是電源變壓器。
2、功率的估算
電源變壓器傳輸功率的大小,取決于鐵芯的材料和橫截面積。所謂橫截面積,不論是E形殼式結構,或是E形芯式結構(包括C形結構),均是指繞組所包裹的那段芯柱的橫斷面(矩形)面積。在測得鐵芯截面積S之後,即可按P=S2/1.5估算出變壓器的功率P。式中S的單位是cm2。
3、各繞組電壓的測量
要使一個沒有標記的電源變壓器利用起來,找出初級的繞組,並區分次級繞組的輸出電壓是最基本的任務。
編輯本段繞制材料要繞制一個變壓器我們必須對與變壓器有關的材料要有一定的認識,為此這裡我就介紹一下這方面的知識。
1、鐵芯材料
變壓器使用的鐵芯材料是鐵片中加入硅能降低鋼片的導電性,增加電阻率,它可減少渦流,使其損耗減少。我們通常稱為加了硅的鋼片為硅鋼片,變壓器的質量所用的硅鋼片的質量有很大的關係,硅鋼片的質量通常用磁通密度B來表示,一般黑鐵片的B值為6000-8000、低硅片為9000-11000,高硅片為12000-16000。
2、繞制變壓器通常用的材料
漆包線,紗包線,絲包線紙包線,最常用的漆包線。對於導線的要求,是導電性能好,絕緣漆層有足夠耐熱性能,並且要有一定的耐腐蝕能力。一般情況下 用QZ型號的高強度的聚脂漆包線。
3、絕緣材料
在繞制變壓器中,線圈框架層間的隔離、繞阻間的隔離,均要使用絕緣材料,一般的變壓器框架材料可用酚醛紙板製作,環氧板,或紙板。層間可用聚脂薄膜,電話紙,6520復合紙等作隔離,繞阻間可用黃臘布,或亞胺膜作隔離。
4、浸漬材料
變壓器繞制好后,還要過 一道工序,就是浸漬絕緣漆,它能增強變壓器的機械強度、提高絕緣性能、延長使用壽命,一般情況下,可採用甲酚清漆作為浸漬材料 或1032絕緣漆,樹脂漆。
編輯本段主要分類一般常用變壓器的分類可歸納如下:
1、按相數分:
1)單相變壓器:用於單相負荷和三相變壓器組。
2)三相變壓器:用於三相系統的升、降電壓。
2、按冷卻方式分:
1)干式變壓器:依靠空氣對流進行自然冷卻或增加風機冷卻,多用於高層建築、高速收費站點用電及局部照明、電子線路等小容量變壓器。
2)油浸式變壓器:依靠油作冷卻介質、如油浸自冷、油浸風冷、油浸水冷、強迫油循環等。
3、按用途分:
1)電力變壓器:用於輸配電系統的升、降電壓。
2)儀用變壓器:如電壓互感器、電流互感器、用於測量儀表和繼電保護裝置。
3)試驗變壓器:能產生高壓,對電氣設備進行高壓試驗。
4)特種變壓器:如電爐變壓器、整流變壓器、調整變壓器、電容式變壓器、移相變壓器等。
4、按繞組形式分:
1)雙繞組變壓器:用於連接電力系統  箱式變壓器
中的兩個電壓等級。
2)三繞組變壓器:一般用於電力系統區域變電站中,連接三個電壓等級。
3)自耦變電器:用於連接不同電壓的電力系統。也可做為普通的升壓或降后變壓器用。
5、按鐵芯形式分:
1)芯式變壓器:用於高壓的電力變壓器。
2)非晶合金變壓器:非晶合金鐵芯變壓器是用新型導磁材料,空載電流下降約80%,是目前節能效果較理想的配電變壓器,特別適用於農村電網和發展中地區等負載率較低的地方。
3)殼式變壓器:用於大電流的特殊變壓器,如電爐變壓器、電焊變壓器;或用於電子儀器及電視、收音機等的電源變壓器。
編輯本段乾燥處理感應加熱法
這種方法是將器身放在油箱內,外繞組線圈通以工頻電流,利用油箱壁中渦流損耗的發熱來乾燥。此時箱壁的溫度不應超過115~120℃,器身溫度不應超過90~95℃。為了纏繞線圈的方便,盡可能使線圈的匝數少些或電流小些,一般電流選150A,導線可有用35~50mm2的導線。油箱壁上可墊石棉條多根,導線繞在石棉條上。
熱風乾燥法
這種方法是將器身放在乾燥室內通熱風進行乾燥。進口熱風溫度應逐漸上升, 溫度不應超過95℃,在熱風進口處應裝設過濾器以防止火星和灰塵進人。熱風不要直接吹向器身,盡可能從器身下面均勻地吹向各個方向,使潮氣由箱蓋通氣孔放出。
編輯本段常見故障變壓器的滲漏是變壓器故障的常見問題,特別是一些運行年限已久的變壓器更為普遍,輕者污染設備外表影響美觀,重者威脅設備安全運行甚至人員生命,變壓器的滲漏包括進出空氣(正常經吸濕器進入的空氣除外和滲漏油。
變壓器的滲漏原因
造成滲漏的原因主要有兩個方面:一方面是在變壓器設計及製造工藝過程中 下來的;另一方面是由於變壓器的安裝和維護不當引起的。變壓器主要滲漏部位經常出現在散熱器接口、平面碟閥帽子、套管、瓷瓶、焊縫、砂眼、法蘭等部位。 
1、進出空氣
進出空氣是一種看不見的滲漏形式。例如套管頭部、儲油櫃的隔膜、安全氣道的玻璃、焊縫砂眼以及鋼材夾砂等部位的進出空氣都是看不見的。多年來,電力系統的主要惡性事故大多是繞組的燒傷事故和因變壓器低壓出口短路對器身的嚴重損坏。
2、滲漏油的分類
變壓器的滲漏油可分為內漏和外漏兩種,而外漏又可分為焊縫滲漏和密封面滲漏兩種。
1)內漏:內漏最普遍的就是充油套管中的油以及有載調壓裝置切換開關油室的油向變壓器本體滲漏。
2)外漏:外漏分為焊縫滲漏和密封面滲漏兩種:
焊縫滲漏:焊縫滲漏是由於鋼板焊接部位存在砂眼所造成的。
密封面滲漏:密封面滲漏情況比較複雜,要具體問題具體分析。在變壓器大修或安裝過程中應把防止密封面滲漏作為一項重要工作。
故障分析解決方案
1、焊接處滲漏油
主要是焊接質量不良,存在虛焊,脫焊,焊縫中存在針孔,砂眼等缺陷,變壓器出廠時因有焊藥和油漆覆蓋,運行后隱患便暴露出來,另外由於電磁振動會使焊接振裂,造成滲漏。對於已經出現滲漏現象的,首先找出滲漏點,不可遺漏。針對滲漏嚴重部位可採用扁剷或尖沖子等金屬工具將滲漏點鉚死,控制滲漏量后將治理表面清理乾淨,目前多採用高分子復合材料進行固化,固化后即可達到長期治理滲漏的目的。
2、密封件滲漏油
密封不良原因,通常箱沿與箱蓋的密封是採用耐油橡膠棒或橡膠墊密封的,如果其接頭處處理不好會造成滲漏油故障,有的是用塑料帶綁紮,有的直接將兩個端頭壓在一起,由於安裝時滾動,接口不能被壓牢,起不到密封作用,仍是滲漏油。可用福世藍材料進行粘接,使接頭形成整體,滲漏油現象得到很大的控制;若操作方便,也可以同時將金屬殼體進行粘接,達到滲漏治理目的。
3、法蘭連接處滲漏油
法蘭表面不平,緊固螺栓鬆動,安裝工藝不正確,使螺栓緊固不好,而造成滲漏油。先將鬆動的螺栓進行緊固后,對法蘭實施密封處理,並針對可能滲漏的螺栓也進行處理,達到完全治理目的。對鬆動的螺栓進行緊固,必須嚴格按照操作工藝進行操作。
4、鑄鐵件滲漏油
滲漏油主要原因是鑄鐵件有砂眼及裂紋所致。針對裂紋滲漏,鑽止裂孔是消除應力避免延伸 方法。治理時可根據裂紋的情況,在漏點上打入鉛絲或用手錘鉚死。然後用丙酮將滲漏點清洗乾淨,用材料進行密封。鑄造砂眼可直接用材料進行密封。
5、螺栓或管子螺紋滲漏油
出廠時加工粗糙,密封不良,變壓器密封一段時間后便產生滲漏油故障。採用高分子材料將螺栓進行密封處理,達到治理滲漏的目的。另一種辦法是將螺栓(螺母)旋出,表面塗抹福世藍脫模劑后,再在表面塗抹材料后進行緊固,固化后即可達到治理目的。
6、散熱器滲漏油
散熱器的散熱管通常是用有縫鋼管壓扁后經沖壓製成在散熱管彎曲部分和焊接部分常產生滲漏油,這是因為沖壓散熱管時,管的外壁受張力,其內壁受壓力,存在殘餘應力所致。將散熱器上下平板閥門(蝶閥)關閉,使散熱器中油與箱體內油隔斷,降低壓力及滲漏量。確定滲漏部位后進行適當的表面處理,然後採用福世藍材料進行密封治理。
7、瓷瓶及玻璃油標滲漏油
通常是因為安裝不當或密封失效所制。高分子復合材料可以很好的將金屬、陶瓷、玻璃等材質進行粘接,從而達到滲漏油的根本治理。
編輯本段檢查規定1、日常巡視每天應至少一次,  油浸式電力變壓器
夜間巡視每周應至少一次。
2、下列情況應增加巡視檢查次數:
1)首次投運或檢修、改造后投運72h內;
2)氣象突變(如雷雨、大風、大霧、大雪、冰雹、寒潮等)時;
3)高溫季節、高峰負載期間;
4)變壓器過載運行時。
3、變壓器日常巡視檢查應包括以下內容:
1)油溫應正常,應無滲油、漏油,儲油櫃油位應與溫度相對應;
2)套管油位應正常,套管外部應無破損裂紋、無嚴重油污、無放電痕跡及其它異常現象;
3)變壓器音響應正常;
4)散熱器各部位手感溫度應相近,散熱附件工作應正常;
5)吸濕器應完好,吸附劑應乾燥;
6)引線接頭、電纜、母線應無發熱跡象;
7)壓力釋放器、安全氣道及防爆膜應完好無損;
8)分接開關的分接位置及電源指示應正常;
9)氣體繼電器內應無氣體;
10)各控制箱和二次端子箱應關嚴,無受潮;
11)干式變壓器的外表應無積污;
12)變壓器室不漏水,門、窗、照明應完好,通風良好,溫度正常;
13)變壓器外殼及各部件應保持清潔。
編輯本段安全操作規程崗位安全職責
1.負責電力變壓器安裝前的檢查和保養,並做好檢查和保養的記錄。
2.負責安裝過程中的變壓器的完好無損。
3.嚴格按安全技術交底和操作規程實施作業。[2]
崗位任職條件
1.接受過專門的專業安全技術及技能培訓。
2.有統一配發的變配電設備安裝上崗証,持証上崗。
上崗作業準備
1.接受安全技術交底,清楚其內容,具體包括:變壓器的安裝高度、一次高壓引下線、二次出線、配電箱安裝等。
2.施工前,檢查電力變壓器規格型號是否滿足設計要求。
3.施工前,施工負責人必須親自檢查現場佈置情況,作業人員應認真檢查各自操作項目的現場佈置情況。
安全操作規程
1.大型油浸變壓器安裝前必須依據安裝使用說明書編寫安全施工措施。
2.充氮變壓器未經充分排氮(其氣體含氧密度>18%),嚴禁工作人員入內。充氮變壓器注油時,任何人不得在排氣孔處停留。
3大型油浸變壓器在放油及濾油過程中,外殼及各側繞組必須可靠接地。
4.變壓器吊芯檢查時,不得將芯子疊放在油箱上,應放在事先準備好的乾淨支墊物上。在放鬆起吊繩索前,不得在芯子上進行任何工作。
5.變壓器吊罩檢查時,應移開外罩並放置乾淨墊木上,再開始芯部檢查工作。吊罩時四週均應設專人監護,嚴禁外罩碰及芯部任何部位。
6.變壓器吊芯或吊罩時必須起落平穩。
7.進行變壓器內部檢查時,通風和照明必須良好,並設專人監護;工作人員應穿無鈕扣、無口袋的工作服、耐油防滑靴,帶入的工具必須拴繩、登記、清點,嚴防工具及雜物遺留在器體內。
8.外罩法蘭螺栓必須對稱均勻地鬆緊。
9檢查大型變壓器芯子時,應搭設腳手架,嚴禁攀登引線木架上下。
10.儲油和油處理現場必須配備足夠可靠的消防器材,必須制定明確的消防責任制,場地應平整、清潔,10m範圍內不得有火種及易燃易爆物品。
11.變壓器附件有缺陷需要進行焊接處理時,應放盡殘油,除淨表面油污,運至安全地點后進行。
12.變壓器引線焊接不良需在現場進行補焊時,應採取絕熱和隔離措施。
13.對已充油的變壓器微小滲漏允許補焊。
14.變壓器的頂部應有開啟的孔洞。
15.焊接部位必須在油面以下。
16.嚴禁火焊,應採用斷續的電焊。
17.焊點週圍油污應清理乾淨。
18.應有妥善的安全防火措施,並對參加人員進行安全技術交底。
19.變壓器進行乾燥前應制定安全技術措施及必要的管理制度。
20.乾燥變壓器使用的電源及導線應經計算,電路中應有過負荷自動切斷裝置及過熱報警裝置。
21.乾燥變壓器時,應根據乾燥的方式,在鐵芯、繞組或上層油面上裝設溫度計,但嚴禁使用水銀溫度計。
22.乾燥變壓器應設值班人員。值班人員應經常巡視各部位溫度有無過熱及異常情況,並作好記錄。值班人員不得擅自離開乾燥現場。
23.採用短路乾燥時,短路線應連接牢固。採用渦流乾燥時,應使用絕緣線;使用裸線時必須用低壓電源,並應有可靠的絕緣措施。
24.使用外接電源進行乾燥時,變壓器外殼應接地。
25.使用真空熱油循環進行乾燥時,其外殼及各側繞組必須可靠接地。
26.乾燥變壓器現場不得放置易燃物品,並應準備足夠的消防器材。
其他注意事項
1.在電力變壓器安裝過程中,應由經驗豐富的設備安裝負責人現場指揮。
2.非施工人員不得進入作業區。
3.夜間施工時,作業區應有良好的照明。
編輯本段移相方法最簡單的移相方法就是二次側採用量、角聯結的兩個繞組,可以使整流電爐的脈波數提高一倍。
對於大功率整流設備,需要脈波數也較多,脈波數為18、24、36等應用的日益增多,這就必須在整流變壓器一次側設置移相繞組來進行移相。移相繞組與主繞組聯結方式有三種,即曲折線、六邊形和延邊三角形。
用於電化學行業的整流變壓器的調壓範圍比電爐變壓器要大的多,對於化工食鹽電解,整流變壓器調壓範圍通常是56%--105%,對於鋁電解來說,調壓範圍通常是5%--105%。常用的調壓方式如電爐變壓器一樣有變磁通調壓,串聯變壓器調壓和自耦調壓器調壓。
另外,由於整流元件的特性,可以在整流電爐的閥側直接控制硅整流元件導通的相位角度,可以平滑的調整整流電壓的平均值,這種調壓方式稱為相控調壓。實現相控調壓,一是採用晶閥管,二是採用自飽和電抗器,自飽和電抗器基本上是由一個鐵心和兩個繞組組成的,一個是工作繞組,它串聯聯結在整流變壓器二次繞組與整流器之間,流過負載電流;另一個是直流控制繞組,是由另外的直流電源提供直流電流,其主要原理就是利用鐵磁材料的非線性變化,使工作繞組電抗值有很大的變化。調節直流控制電流,即可調節相控角α,從而調節整流電壓平均值。
編輯本段絕緣等級變壓器的絕緣等級,並不是絕緣強度的概念,而是允許的溫升的標準,即絕緣等級是指其所用絕緣材料的耐熱等級,分A、E、B、F、H級。絕緣的溫度等級分為A級E級B級F級H級。各絕緣等級具體允許溫升標準如下:
等級 A E B F H
允許溫度(℃) 105 120 130 155 180
繞組溫升限值(K) 60 75 80 100 125
性能參考溫度(℃) 80 95 100 120 145
編輯本段主要區別穩壓器與變壓器的區別:
穩壓器與變壓器是相對的,變壓器是改變交流電壓的裝置,主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵心(磁芯)。
變壓器在電器設備和無線電路中,常用作昇降電壓、匹配阻抗,安全隔離等。
而穩壓器由調壓電路、控制電路、及伺服電機等組成,當輸入電壓或負載變化時,控制電路進行取樣、比較、放大,然後驅動伺服電機轉動,使調壓器碳刷的位置改變,通過自動調整線圈匝數比,從而保持輸出電壓的穩定。容量較大的穩壓器,還採用電壓補償的原理工作。
編輯本段運行維護1、防止變壓器過載運行:如果長期過載運行,會引起線圈發熱,使絕緣逐漸老化,造成匣間短路、相間短路或對地短路及油的分解。
2、保証絕緣油質量:變壓器絕緣油在貯存、運輸或運行維護中,若油質量差或雜質、水分過多,會降低絕緣強度。當絕緣強度降低到一定值時,變壓器就會短路而引起電火花、電弧或出現危險溫度。因此,運行中變壓器應定期化驗油質,不合格的油應及時更換。 把安全工程師站點加入收藏夾
3、防止變壓器鐵芯絕緣老化損坏:鐵芯絕緣老化或夾緊螺栓套管損坏,會使鐵芯產生很大的渦流,引起鐵芯長期發熱造成絕緣老化。
4、防止檢修不慎破坏絕緣:變壓器檢修吊芯時,應注意保護線圈或絕緣套管,如果發現有擦破損傷,應及時處理。
5、保証導線接觸良好:線圈內部接頭接觸不良,線圈之間的連接點、引至高、低壓側套管的接點、以及分接開關上各支點接觸不良,會產生局部過熱,破坏絕緣,發生短路或斷路。此時所產生的高溫電弧會使絕緣油分解,產生大量氣體,變壓器內壓力加。當壓力超過瓦斯斷電器保護定值而不跳閘時,會發生爆炸。
6、防止 :電力變壓器的電源一般通過架空線而來,而架空線很容易遭受雷擊,變壓器會因擊穿絕緣而燒燬。
7、短路保護要可靠:變壓器線圈或負載發生短路,變壓器將承受相當大的短路電流,如果保護系統失靈或保護定值過大,就有可能燒燬變壓器。為此,必須安裝可靠的短路保護裝置。
8、保持良好的接地:對於採用保護接零的低壓系統,(考試.大)變壓器低壓側中性點要直接接地當三相負載不平衡時,零線上會出現電流。當這一電流過大而接觸電阻又較大時,接地點就會出現高溫,引燃週圍的可燃物質。
9、防止超溫:變壓器運行時應監視溫度的變化。如果變壓器線圈導線是A級絕緣,其絕緣體以紙和棉紗為主,溫度的高低對絕緣和使用壽命的影響很大,溫度每升高8℃,絕緣壽命要減少50%左右。變壓器在正常溫度(90 ℃)下運行,壽命約20年;若溫度升至105℃,則壽命為7年5溫度升至120℃,壽命僅為兩年。所以變壓器運行時,一定要保持良好的通風和冷卻,必要時可採取強制通風,以達到降低變壓器溫升的目的。
編輯本段日常保養一、允許溫度
變壓器運行時,它的線圈和鐵芯產生銅損和鐵損,這些損耗變為熱能,使變壓器的鐵芯和線圈溫度上升。若溫度長時間超過允許值會使絕緣漸漸失去機 械彈性而使絕緣老化。
變壓器運行時各部分的溫度是不相同的,線圈的溫度 ,其次是鐵芯的溫度,絕緣油溫度低於線圈和鐵芯的溫度。變壓器的上部油溫高于下部油溫。變壓器運行中的允許溫度按上層油溫來檢查。對於A 級絕緣的變壓器在正常運行中,當週圍空氣溫度 為400C 時,變壓器繞組的極限工作溫度是1050C。由於繞組的溫度比油溫度高 100C,為防止油質劣化,規定變壓器上層油溫 不超過950C,而在正常情況下,為防止絕緣油過速氧化,上層油溫不應超過850C。對於採用強迫油循環水冷卻和風冷的變壓器,上層油溫不宜經常超過750C。
二、允許溫升
只監視變壓器運行中的上層油溫,還不能保証變壓器的安全運行,還必須 監視上層油溫與冷卻空氣的溫差—即溫升。變壓器溫度與週圍空氣溫度的差值,稱為變壓器的溫升。對A 級絕緣的變壓器,當週圍 溫度為400C 時,國家 標準規定繞組的溫升650C,上層油溫的允許溫升為550C。只要變壓器溫升不超 過規定值,就能保証變壓器在額定負荷下規定的運行年限內安全運行。(變壓器在正常運行時帶額定負荷可連續運行20 年)
三、合理容量
在正常運行時,應使變壓器承受的用電負荷在變壓器額定容量的75—90% 左右。
四、變壓器低壓 不平衡電流不得超過額定值的25%;變壓器電源電壓變化允許範圍為額定電壓的正負5%。
如果超過這一範圍應採用分接開關進行調整,使電壓達到規定範圍。通常是改變一次繞組分接抽頭的位置實現調壓的,連接及切換分接抽頭位置的裝置叫分接開關,它是通過改變變壓器高壓繞組的匝數來調整 變比的。電壓低對變壓器本身無影響,只降低一些出力,但對用電設備有影響;電壓增高,磁通增加,鐵芯飽和,鐵芯損耗增加,變壓器溫度升高。
五、過負荷
過負荷分正常過負荷和事故過負荷兩種情況。正常過負荷是在正常供電情況下,用戶用電量增加而引起的。它將使變壓器溫度升高,導致變壓器絕緣加速老化,使用壽命降低,因此,一般情況下不允許過負荷運行。特殊情況變壓器可在短時間內過負荷運行,但在冬季不得超過額定負荷30%,夏季不得超過額 定負荷的15%。此外,應根據變壓器的溫升與製造廠規定來確定變壓器的過負荷能力。
當電力系統或用戶變電站發生事故時,為保証對重要設備的連續供電,故允許變壓器短時間過負荷運行,即事故過負荷,事故過負荷時會引起線圈溫度超過允許值,因此對絕緣來講比正常條件老化要快。但事故過負荷的機會少,在一般情況下變壓器又是欠負荷運行,所以短時的過負荷致于損坏變壓器的絕緣。事故過負荷的時間及倍數應根據製造廠規定執行。[3]
編輯本段變壓器的構成一個變壓器通常包括:
兩組或以上的線圈:以輸入交流電電流與輸出感應電流。
一圈金屬芯:它把互感的磁場與線圈耦合在一起。
變壓器一般運行在低頻、導線圍繞鐵芯纏繞成繞組。雖然鐵芯會造成一部分能量的損失,但這有助于將磁場限定在變壓器內部,並提高效率。 電力變壓器按照鐵芯和繞組的結構分為芯式結構和殼式結構,以及按照磁通的分支數目(三相變壓器有3,4或5個分支)分類。它們的性能各不相同。

薄片鋼芯
變壓器通常採用硅鋼材料的鐵芯作為主磁路。這樣可以使線圈中磁場更加集中,變壓器更加緊湊。 電力變壓器的鐵芯在設計的時候必須保防止達到磁路飽和,有時需要在磁路中設計一些氣隙減少飽和。 實際使用的變壓器鐵芯採用非常薄,電阻較大的硅鋼片疊壓而成。 這樣可以減少每層渦流帶來的損耗和產生的熱量。 電力變壓器和音頻電路有相似之處。典型分層鐵芯一般為E和I字母的形狀,稱作“EI變壓器”。 這種鐵芯的一個問題就是當斷電之後鐵芯中會保持剩磁。 當再次加電后,剩磁會造成鐵芯暫時飽和。 對於一些容量超過數百瓦的變壓器會造成的嚴重後果,如果沒有採用限流電路,涌流可造成主熔斷器熔斷。 更嚴重的是,對於大型電力變壓器,涌流可造成主繞組變形、損害。
實芯鐵芯
在如開關電源之類的高頻電路中,有時使用具有較高的磁導率和電阻率的鐵磁材料粉末鐵芯。 在更高的頻率下,需要使用絕緣體導磁材料,常見的有各種稱作鐵素體的陶瓷材料。 在一些調頻無線電電路中的一些變壓器鐵芯採用可調鐵芯,來配合耦合電路達到諧振。
空氣芯
卷鐵芯
線圈線圈由電磁線所構成,用於環繞鐵蕊,藉以通電產生磁場,或是經由磁場產生感應電流。
絕緣保護
屏蔽物
冷卻劑有的變壓器利用液態物質的循環進行熱量的疏散。常用的液態物質為變壓器油(英語:transformer oil),其主要成分為烷烴、環烷烴、芳香烴等化合物。變壓器油比熱容較大,它吸收熱量體積膨脹上升,在管中形成循環,再通過散熱裝置將熱量散髮到空氣中。 有的變壓器利用氣態物質(如六氟化硫)作為冷卻劑。由於導熱能力的限制,氣體冷卻劑一般應用於小容量變壓器。
關於變壓器油,絕大多數採用的是礦物油, 極少數的變壓器採用的是植物油。礦物油洩露可能會對環境造成污染,而植物油污染程度就會少很多。而且植物油的閃點要比礦物油的高。所以,在將來,植物油可能會取代礦物油。[4]
編輯本段變壓器的保護變壓器綜合保護
變壓器綜合保護專用於電力變壓器中性點,以實現變壓器中性點接地運行或不接地運行兩種不同的運行方式;從而避免由於系統故障,引發變壓器中性點電壓升高造成對變壓器的損害。本產品廣氾應用於電力、冶金、石化、建築、環保等領域。
變壓器差動保護
變壓器的差動保護是變壓器的主保護,是按循環電流原理裝設的。 主要用來保護雙繞組或三繞組變壓器繞組內部及其引出線上發生的各種相間短路故障,同時也可以用來保護變壓器單相匝間短路故障。 在繞組變壓器的兩側均裝設電流互感器,其二次側按循環電流法接線,即如果兩側電流互感器的同級性端都朝向母線側,則將同級性端子相連,並在兩接線之間並聯接入電流繼電器。在繼電器線圈中流過的電流是兩側電流互感器的二次電流差,也就是說差動繼電器是接在差動迴路的。 從理論上講,正常運行及外部故障時,差動迴路電流為零。實際上由於兩側電流互感器的特性不可能完全一致等原因,在正常運行和外部短路時,差動迴路中仍有不平衡電流Iumb流過,此時流過繼電器的電流IK為 Ik=I1-I2=Iumb 要求不平衡點流應儘量的小,以確保繼電器不會誤動。 當變壓器內部發生相間短路故障時,在差動迴路中由於I2改變了方向或等於零(無電源側),這是流過繼電器的電流為I1與I2之和,即 Ik=I1+I2=Iumb 能使繼電器可靠動作。 變壓器差動保護的範圍是構成變壓器差動保護的電流互感器之間的電氣設備、以及連接這些設備的導線。由於差動保護對保護區外故障不會動作,因此差動保護不需要與保護區外相鄰元件保護在動作值和動作時限上相互配合,所以在區內故障時,可以瞬時動作。
變壓器保護裝置
變壓器保護裝置[5]是集保護、監視、控制、通信等多種功能于一體的電力自動化高新技術產品,是構成智能化開關櫃的理想電器單元。該產品內置一個由二十多個標準保護程序構成的保護庫,具有對一次設備電壓電流模擬量和開關量的完整強大的採集功能(電流測量通過保護CT實現)。

 


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    當變壓器的初級繞組通電后,線圈所產生的磁通在鐵芯流動,因為鐵芯本身也是導體,在垂直于磁力線的平面上就會感應電勢,這個電勢在鐵芯的斷面上形成閉合迴路並產生電流,好像p一個旋渦所以稱為“渦流”。這個“渦流”使變壓器的損耗增加,並且使變壓器的鐵芯發熱變壓器的溫升增加。由“渦流”所產生的損耗我們稱為“鐵損”。另外要繞制變壓器需要用大量的銅線,這些銅導線存在着電阻,電流流過時這電阻會消耗一定的功率,這部分損耗往往變成熱量而消耗,我們稱這種損耗為“銅損”。所以變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產生的。從測量可知,該變壓器有4個繞組,是屏蔽層引出端子。對於降壓式電源變壓器,初級繞組的線徑較細,匝數也比次級繞組多。因此,像圖4這樣的降壓變壓器,其電阻 是初級繞組。 第三步:確定所有次級繞組的電壓。 由於變壓器存在着鐵損與銅損,所以它的輸出功率永遠小於輸入功率,為此我們引入了一個效率的參數來對此進行描述,η=輸出功率/輸入功率。

A.電壓比:

  變壓器兩組線圈圈數分別為N1和N2,N1為初級,N2為次級.在初級線圈上加一交流電壓,在次級線圈兩端就會產生感應電動勢.當N2>N1時,其感應電動勢的電壓還要高,這種變壓器稱為升壓變壓器:當N2   U1/U2=N1/N2式中n稱為電壓比(圈數比).當n<1時,則N1>N2,U1>U2,該變壓器為降壓變壓器.反之則為升壓變壓器.另有電流之比I1/I2=N2/N1電功率P1=P 注意上面的式子只在理想變壓器只有一個副線圈時成立當有兩個副線圈時P1=P2+P3,U1/N1=U2/N2=U3/N3,電流則須利用電功率的關係式去求,有多個時依此推類B.變壓器的效率:
在額定功率時,變壓器的輸出功率和輸入功率的比值,叫做變壓器的效率,即η=(P2÷P1)x100%式中η為變壓器的效率;P1為輸入功率,P2為輸出功率.當變壓器的輸出功率P2等於輸入功率P1時,效率η等於100%,變壓器將不產生任何損耗.但實際上這種變壓器是沒有的.變壓器傳輸電能時總要產生損耗,這種損耗主要有銅損和鐵損.銅損是指變壓器線圈電阻所引起的損耗.當電流通過線圈電阻發熱時,一部分電能就轉變為熱能而損耗.由於線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成,因此稱為銅損.變壓器的鐵損包括兩個方面.一是磁滯損耗,片內部分子相互摩擦,放出熱能,從而損耗了一部分電能,這便是磁滯損耗.另一是渦流損耗,當變壓器工作時.鐵芯中有磁力線穿過,在與磁力線垂直的平面上就會產生感應電流,由於此電流自成閉合迴路形成環流,且成旋渦狀,故稱為渦流.渦流的存在使鐵芯發熱,消耗能量,這種損耗稱為渦流損耗。徐州恆力變壓器有限公司成立于2001年具有十多年的變壓器生產經驗,產品質優價廉,
專業生產設備和試驗設備齊全,技術力量雄厚。本公司生產S9、S11系列:電壓等級為10KV、20KV、35KV、110KV容量為10-2000KVA油浸式變壓器及干式變壓器、歐式變壓器、美式變壓器、礦用變壓器、配電櫃等。變壓器的技術標準採用GB1094;GB/T6451,產品技術達到國家 水平,公司建立了完善的管理平台,實行5S現場管理體系,並于2001年通過ISO9001質量管理體系認証。更多詳情請咨詢
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