天域九五 | 電力變壓器的主要部件

導讀：在上一期，我們介紹了變壓器的作用、分類和結構，今天我們來了解更多變壓器的主要部件。

1.鐵芯

鐵芯是變壓器最基本的組成部件之一，是變壓器的磁路部分，變壓器的一、二次繞組都在鐵芯上，為提高磁路導磁係數和降低鐵芯內渦流損耗，鐵芯通常用0.35毫米，表面絕緣的硅鋼片製成。鐵芯分鐵芯柱和鐵軛兩部分，鐵芯柱上套繞組，鐵軛將鐵芯連接起來，使之形成閉合磁路。

為防止運行中變壓器鐵芯、夾件、壓圈等金屬部件感應懸浮電位過高而造成放電，這些部件均需單點接地。為了方便試驗和故障查找，大型變壓器一般將鐵芯和夾件分別通過兩個套管引出接地。

2.繞組

繞組也是變壓器的最基本的部件之一。它是變壓器的電路部分，一般用絕緣紙包裹的銅線或者鋁線繞成。接到高壓電網的繞組為高壓繞組，接到低壓電網的繞組為低壓繞組。

大型電力變壓器採用同心式繞組。它是將高、低壓繞組同心地套在鐵芯柱上。通常低壓繞組靠近鐵芯，高壓繞組在外側。這主要是從絕緣要求容易滿足和便於引出高壓分接開關來考慮的。變壓器高壓繞組常採用連續式結構，繞組的盤(餅)和盤(餅)之間有橫向油道，起絕緣、冷卻、散熱作用。

3.絕緣材料及結構

變壓器的絕緣材料主要是電瓷、電工層壓木板及絕緣紙板。變壓器絕緣結構分為外絕緣和內絕緣兩種：外絕緣指的是油箱外部的絕緣，主要是一次、二次繞組引出線的瓷套管，它構成了相與相之間和相對地的絕緣；內絕緣指的是油箱內部的絕緣，主要是繞組絕緣和內部引線的絕緣以及分接開關的絕緣等。

繞組絕緣又可分為主絕緣和縱絕緣兩種。主絕緣指的是繞組與繞組之間、繞組與鐵心及油箱之間的絕緣；縱絕緣指的是同一繞組匝間以及層間的絕緣。

4.分接開關（調壓裝置）

變壓器的調壓方式分無載調壓和有載調壓兩種。需停電後才能調整分接頭電壓的稱無載調壓；可以帶電調整分接頭電壓的稱有載調壓。

分接開關的作用是：保證電網電壓在合理範圍內變動。分接開關一般從高壓繞組中抽頭，因為高壓側電流小，引線截面積及分接開關的接觸面可以減小，減少了分接開關的體積。

4.1.無載分接開關

無載分接開關又稱無勵磁分接開關，一般設有3到5個分接位置。操作部分裝於變壓器頂部，經操作桿與分接開關轉軸連接。

切換分接開關注意事項：1.切換前應將變壓器停電，做好安全措施；2.三相必須同時切換，且處於同一檔位置；3.切換時應來回多切換幾次，最後切到所需檔位，防止由於氧化膜影響接觸效果；4.切換後須測量三相直流電阻。

4.2.有載分接開關

有載分接開關由選擇開關、切換開關及操作機構等部分組成，供變壓器在帶負荷情況下調整電壓。有載調壓分接開關上部是切換開關，下部是選擇開關。變換分接頭時，選擇開關的觸頭是在沒有電流通過的情況下動作；切換開關的觸頭是在通過電流下動作，經過一個過渡電阻過渡，從一個檔轉換至另一個檔位。切換開關和過渡電阻器裝在絕緣筒內。

操作機構經過垂直軸、齒輪盒和絕緣水平軸與有載調壓開關相連接，這樣就可以從外部操作有載調壓開關。有載調壓分接開關有單獨的安全保護裝置，包括儲油櫃、安全氣道和氣體繼電器。

5.油箱

油箱是油浸式變壓器的外殼，變壓器的鐵芯和繞組置於油箱內，箱內注滿變壓器油。常見油箱有兩種類型：

1.箱式油箱：一般用於中小型變壓器

2.鐘罩式油箱：用於大型變壓器。

變壓器油的作用就是絕緣和冷卻。為防止變壓器油的老化，必須採取措施，防止油受潮，減少與空氣的接觸。

25#油：25#指變壓器油的凝固點是零下25攝氏度。

變壓器大修

6.儲油櫃

儲油櫃也稱作油枕，有常規油枕和波紋油枕之分，當變壓器油的體積隨油溫的升降而膨脹或縮小時，油枕就起著儲油和補油的作用，以保證油箱內始終充滿油。油枕的體積一般為變壓器總油量的8%～10%左右。

常規油枕有三種形式：敞開式、隔膜式和膠囊式。大型變壓器為了保證變壓器油的性能，防止油的氧化受潮，一般採用隔膜式和膠囊式，以避免油與空氣直接接觸。

油枕上裝有油位計，現在一般採用磁力油位計，變壓器的油位計和變壓器油的溫度相對應，用以監視變壓器油位的變化。

敞開式油枕通常使用玻璃管式的油位計，玻璃管旁邊標著刻度，油柜上標著相對應的溫度。現在一般也採用磁力油位計。

波紋油枕採用膨脹器的位置指示作為油位指示。

器的主要部件 -- 儲油櫃

儲油櫃油位變化示意圖

變壓器油溫與油位指示對應位置圖

7.變壓器的主要部件 -- 呼吸器

呼吸器又叫吸濕器，由油封、容器、乾燥劑組成。容器內裝有乾燥劑（如硅膠）；當油枕內的空氣隨著變壓器油體積膨脹或縮小時，排出或吸入的空氣都經過呼吸器，呼吸器內的乾燥劑吸收空氣中的水分，對空氣起過濾作用，從而保障了油枕內的空氣乾燥而清潔。呼吸器內的乾燥劑變色超過二分之一時應及時更換。

有載開關油枕的呼吸器乾燥劑更需及時更換，原因是油枕屬敞開式油枕，沒有膠囊或者隔膜，呼吸器一旦失去吸潮功能，水分就會直接沿管道進入開關內。波紋油枕沒有呼吸器。

8.冷卻裝置

變壓器運行時產生的銅損、鐵損等損耗都會轉變成熱量，使變壓器的有關部分溫度升高。

變壓器的冷卻方式有：

1、油浸自冷式(ONAN)；

2、油浸風冷式(ONAF)；

3、強迫油循環風冷式(OFAF)；

4、強迫油循環水冷式(OFWF)；

冷控系統是根據變壓器運行時的溫度或負荷高低手動或自動控制投入或退出冷卻設備，從而使變壓器的運行溫度控制在安全範圍。

變壓器冷卻方式代號含義

變壓器的冷卻方式是由冷卻介質和循環方式決定的。油浸變壓器分為油箱內部冷卻和油箱外部冷卻，因此油浸變壓器的冷卻方式是由四個字母代號表示的。

第一個字母：與繞組接觸的冷卻介質。

O：礦物油或燃點大於300℃的絕緣液體；

K：燃點大於300℃的絕緣液體；

L：燃點不可測出的絕緣液體；

第二個字母：內部冷卻介質的循環方式。

N：流經冷卻設備和繞組內部的油流是自然的熱對流循環；

F：冷卻設備中的油流是強迫循環，流經繞組內部的油流是熱對流循環；

D：冷卻設備中的油流是強迫循環，在主要繞組內的油流是強迫導向循環

第三個字母：外部冷卻介質。

A：空氣； W：水

第四個字母：外部冷卻介質的循環方式。

N：自然對流； F：強迫循環（風扇、泵等）

9.油流繼電器

油流繼電器是檢測潛油泵工作狀態的部件，安裝在油泵管路上。當油泵正常工作時，在油流的作用下，繼電器安裝在管道內部的擋板發生偏轉,帶動指針指向油流流動側，同時內部接點閉合，發出運行信號；當油泵發生故障停止或出力不足時,擋板沒有偏轉或偏轉角度不夠,指針偏向停止側,點接通,跳開相應不出力的故障油泵,從而啟動備用冷卻器,發信號。

10.壓力釋放器（閥）

壓力釋放器裝於變壓器的頂部。變壓器一旦出現故障，油箱內壓力增加到一定數值時，壓力釋放器動作，釋放油箱內壓力，從而保護了油箱本身。在壓力釋放過程中，微動開關動作，發出報警信號，也可使其接通跳閘迴路，跳開變壓器電源開關。此時，壓力釋放器動作，標誌桿升起，並突出護蓋，表明壓力釋放器已經動作。當排除故障後，投入運行前，應手動將標誌桿和微動開關復歸。壓力釋放器動作有15、25、35、55kPa等各種規格，根據變壓器設計參數選擇。

早期變壓器安裝的是一種防爆管，作用相當於變壓器壓力釋放閥，同樣起到安全閥的作用。

防爆膜一般用玻璃製作，中間用玻璃刀劃十字，降低玻璃機械強度，使其在設定壓力下正確動作。

11.電流互感器

俗稱升高座，既支撐和固定套管，內部還裝入套管式電流互感器，供繼電保護和電氣儀錶用。

12.氣體繼電器

氣體繼電器也稱瓦斯繼電器，它是變壓器的主要保護裝置，安裝在變壓器油箱與儲油櫃的連接管上。有1%-1.5%的傾斜角度，以使氣體能流到瓦斯繼電器內，當變壓器內部故障時，由於油的分解產生的油氣流，衝擊繼電器下擋板，使接點閉合，跳開變壓器各側斷路器。若空氣進入變壓器或內部有輕微故障時，可使繼電器上接點動作，發出預報信號，通知相關人員處理。瓦斯繼電器上部裝有試驗及恢復按鈕和放氣閥門。瓦斯繼電器上部有引出線，分別接入跳閘保護及信號。瓦斯應有防雨罩，防止進水。瓦斯繼電器應定期進行動作和絕緣校驗。