電工配電知識 油浸式變壓器工作原理

油浸式變壓器按相數區分可以分為三相變壓器和單相變壓器。在三相電力系統中,一般應用三相變壓器，當容量過大且受運輸條件限制時，在三相電力系統中也可以應用三臺單相式變壓器組成變壓器組。

油浸式變壓器的簡介

配電變壓器為工礦企業與民用建筑供配電系統中的重要設備。它將10(6)kV或35kV網絡電壓降至用戶使用的230/400V母線電壓。此類產品適用于交流50(60)Hz，三相最大額定容量2500kVA(單相最大額定容量833kVA，一般不推薦使用單相變壓器)，可在戶內(外)使用，容量在315kVA 及以下時可安裝在桿上。

油浸式變壓器的分類

1.按結構可分為鐵芯式變壓器和鐵殼式變壓器。若繞組包在鐵芯外圍則為鐵芯式變壓器;如鐵芯包在繞組外圍則為鐵殼式變壓器。二者不過在結構上稍有不同，在原理上沒有本質的區別。電力變壓器都屬于鐵芯式。

2.按相數區分可以分為三相變壓器和單相變壓器。在三相電力系統中,一般應用三相變壓器，當容量過大且受運輸條件限制時，在三相電力系統中也可以應用三臺單相式變壓器組成變壓器組。

3.按繞組區分可分為雙繞組變壓器和三繞組變壓器。通常的變壓器都為雙繞組變壓器，即在鐵芯上有兩個繞組，一個為原繞組，一個為副繞組。三繞組變壓器為容量較大的變壓器(在5600千伏安以上)，用以連接三種不同的電壓輸電線。在特殊的情況下，也有應用更多繞組的Satons變壓器。

油浸式變壓器的原理

油浸式變壓器組成部件包括器身(鐵芯、繞組、絕緣、引線)、油浸式變壓器油、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、儲油柜及測溫裝置等)和出線套管。

油浸式變壓器是電力系統中主要用來改變電壓、傳遞電能的重要設備，是電網安全、經濟運行的基礎。油浸式變壓器主要是根據電磁感應原理進行工作的。在閉合的鐵芯上，繞有兩個互相絕緣的繞組，其中，接入電源的一側叫一次繞組，輸出電能的一側叫二次繞組。

當交流電源電壓加到一次側繞組后，就有交流電流通過該繞組，在鐵芯中產生交變磁通。這個交變磁通不僅穿過一次側繞組，同時也穿過二次側繞組，兩個繞組中分別產生感應電勢E1和E2。這時，如果二次側繞組與外電路的負載接通，便有電流流入負載，即二次側繞組有電能輸出。

油浸式變壓器的結構

變壓器主要由鐵芯、繞組、油箱、油枕、絕緣套管、分接開關和氣體繼電器等組成。

1.鐵芯是變壓器的磁路部分。運行時要產生磁滯損耗和渦流損耗而發熱。為降低發熱損耗和減小體積和重量，鐵芯采用小于0.35mm導磁系數高的冷軋晶粒取向硅鋼片構成。依照繞組在鐵芯中的布置方式，有鐵芯式和鐵殼式之分。
在大容量的變壓器中，為使鐵芯損耗發出的熱量能夠被絕緣油在循環時充分帶走，以達到良好的冷卻效果，常在鐵芯中設有冷卻油道。

2.繞組和鐵芯都是變壓器的核心元件。由于繞組本身有電阻或接頭處有接觸電阻，由I2Rt知要產生熱量。故繞組不能長時間通過比額定電流高的電流。另外，通過短路電流時將在繞組上產生很大的電磁力而損壞變壓器。其基本繞組有同心式和交疊式兩種。

3.變壓器繞組主要故障是匝間短路和對外殼短路。匝間短路主要是由于絕緣老化，或由于變壓器的過負荷以及穿越性短路時絕緣受到機械的損傷而產生的。變壓器內的油面下降，致使繞組露出油面時，也能發生匝間短路;另外有穿越短路時，由于過電流作用使繞組變形，使絕緣受到機械損傷，也會產生匝間短路。 匝間短路時，短路繞組內電流可能超過額定值，但整個繞組電流可能未超過額定值。在這種情況下，瓦斯保護動作，情況嚴重時，差動保護裝置也會動作。 對外殼短路的原因也是由于絕緣老化或油受潮、油面下降，或因雷電和操作過電壓而產生的。除此以外，在發生穿越短路時，因過電流而使繞組變形，也會產生對外殼短路的現象。對外殼短路時，一般都是瓦斯保護裝置動作和接地保護動作。

4.油浸式變壓器的器身(繞組及鐵芯)都裝在充滿變壓器油的油箱中，油箱用鋼板焊成。中、小型變壓器的油箱由箱殼和箱蓋組成，變壓器的器身放在箱殼內，將箱蓋打開就可吊出器身進行檢修。

油浸式變壓器的特點

油浸式變壓器采用全密封結構，油浸式變壓器油與空氣隔絕，減慢了油的變化。表面靜電噴塑，美觀且抗腐蝕。油浸式變壓器在嚴重過載的情況下，線圈絕緣不會老化、熱擊穿，在使用期間內保持極佳的電氣性能和機械性能。重新設計的線圈油道降低了熱點濕度。重新設計的油箱，增大了散熱面，確保嚴重過載的情況下不會導致油的老化。

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