| 電力變壓器的構(gòu)造 |
| Three-phase Transformer Structure |
| 1. 電力變壓器的結(jié)構(gòu) |
| 這是一個三相電力變壓器的照片（照片來自網(wǎng)絡），是通常供電用的變壓器，在戶外經(jīng)常可以看到。從外觀看主要由變壓器的箱體、高壓絕緣套管、低壓絕緣套管、油枕、散熱管組成。 |
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下面通過一個電力變壓器的模型來介紹電力變壓器的基本組成與結(jié)構(gòu)。 三相變壓器的鐵心由導磁良好的硅鋼片疊成，見圖2.左圖。三相變壓器有A、B、C三個繞組，每個繞組又分為高壓繞組與低壓繞組，一般是低壓繞組在內(nèi)層，高壓繞組在外層，見圖2右圖。 電力變壓器根據(jù)不同的用途，三相繞組的3個線圈的連接也不相同，高壓繞組多為星形連接，低壓繞組為星形接法或三角形連接，星形連接又有中性線引出或不引出的之分。本變壓器模型不顯示中性線引出端。 |
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| 把3個繞組插入鐵心，（圖3左圖），在鐵心上安裝夾件，把鐵心緊固，（圖3右圖） |
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| 繞組引出線通過絕緣套管內(nèi)的導電桿連到箱體外，導電桿外面是瓷套管，通過它固定在箱蓋上，保證導電桿與箱體絕緣。為減小因灰塵與雨水引起的漏電，瓷套管外型為多級傘形。由于高壓端電壓很高，高壓絕緣套管比較長，見圖4。 |
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| 變壓器箱體，由于箱體內(nèi)裝滿變壓器油，箱體也稱為油箱。箱體四周布滿散熱管，每根管上下端與箱體連通，圖5是剖開的箱體。 |
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| 把鐵芯與繞組放入箱體，見圖6。 |
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變壓器箱體（即油箱）里灌滿變壓器油，鐵芯與繞組浸在油里。變壓器油比空氣絕緣強度大，可加強各繞組間、繞組與鐵芯間的絕緣，同時流動的變壓器油也幫助繞組與鐵芯散熱。圖7是電力變壓器外觀圖。 |
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| 2. 大型主變壓器 |
主變壓器，簡稱主變，是發(fā)電廠輸出的升壓變壓器，變電站總變壓器，或大單位中的總降壓變壓器。主變壓器的容量比較大，電壓比較高。主變壓器雖大，組成與結(jié)構(gòu)與普通電力變壓器基本相同。 下面是一臺容量為400000kVA的主變壓器模型，其低壓端電壓為20kV，高壓端電壓為220kV。通過這個模型來介紹主變壓器的基本組成與結(jié)構(gòu)， 鐵心與繞組的基本結(jié)構(gòu)見圖8左，繞組線端通過瓷套管通到變壓器外，瓷套管要長一些，特別是高壓端（圖8右）。 |
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| 鐵芯與繞組放入箱體后如圖9。大型變壓器為保證散熱，裝有專門的變壓器油冷卻器，冷卻器通過上下油管與油箱連接，冷卻器安裝風扇使其迅速降溫。 |
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圖10為該模型的外觀圖。 |
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圖11為某發(fā)電廠的主變壓器 |
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3. 變壓器的散熱 |
| 變壓器箱體（即油箱）里灌滿變壓器油，鐵芯與繞組浸在油里，變壓器油比空氣絕緣強度大，可加強各繞組間、繞組與鐵芯間的絕緣，同時流動的變壓器油也幫助繞組與鐵芯散熱。油箱外排列著許多散熱管，運行中的鐵芯與繞組產(chǎn)生的熱能使油溫升高，溫度高的油密度較小上升進入散熱管，變壓器外部氣溫比箱體內(nèi)低得多，油在散熱管內(nèi)溫度降低密度增加，在管內(nèi)下降重新進入油箱，鐵芯與繞組的熱量通過油的自然循環(huán)散發(fā)出去，見圖12。 |
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| 大型變壓器通過專門的冷卻器散熱，冷卻器就是一個熱交換器，內(nèi)有密集的銅管簇，由風扇的風對銅管降溫。變壓器油通過銅管簇迅速降溫，再由下方的油泵將冷卻的油再打入油箱內(nèi)，實行強制循環(huán)降溫。見圖10、圖11。 |
4. 油枕（儲油柜） |
在箱體上部有油枕，也稱為儲油柜，有油管與箱體連通，變壓器油一直灌滿油枕，充分保證箱體內(nèi)灌滿變壓器油。為防止變壓器油受潮與氧化，變壓器油與外部空氣要隔離，在油枕內(nèi)有隔離裝置把油與空氣隔開，這是油枕的主要用途。由于變壓器油熱脹冷縮，油枕內(nèi)的隔離裝置必須是可改變的，以適應油體積的變化。油枕一般有膠囊密封式、隔模密封式、金屬波紋管式，這里介紹金屬波紋管式油枕，具有維護量少，壽命長的優(yōu)點。 金屬波紋管式油枕采用不銹鋼波紋管作為容積補償元件和隔離密封元件。油枕下部有管道連通箱體，上部有注油管口，用來向變壓器注油，注滿油后關(guān)閉。波紋管與油枕是密閉結(jié)合的，波紋管右端通過呼吸管通往油枕外面，所以波紋管內(nèi)部充滿空氣，見圖13。 圖13左圖是變壓器油溫較低時，波紋管被拉伸；當變壓器油因溫度升高膨脹時，箱體內(nèi)的油上升到油枕，波紋管被壓縮，見圖13右圖。所以油枕可完滿解決變壓器油的熱脹冷縮與隔離問題。 |
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5. 無油枕變壓器 |
圖14為采用無油枕結(jié)構(gòu)的電力變壓器（照片來自網(wǎng)絡），變壓器為全密封式。在變壓器油箱上方有一根管子（油柱），使變壓器的油位不低于變壓器瓷套管。油箱四周布滿散熱片，散熱片為中空薄板，直接連通油箱，油溫升高油體積增大時，散熱片會向兩面凸起，眾多散熱片可容納膨脹的油。 由于散熱片的散熱效果較差，一般用于容量較小的變壓器。 |
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6. 干式電力變壓器 |
目前，在城市內(nèi)、大型建筑內(nèi)使用的變壓器已逐漸采用干式電力變壓器，變壓器沒有油箱，鐵芯與繞組安裝在普通箱體內(nèi)。干式變壓器繞組用環(huán)氧樹脂澆注等方法保證密封與絕緣，容量較大的繞組內(nèi)還有散熱通道，大容量變壓器并配有風機強制通風散熱。由于材料與工藝的限制，目前干式電力變壓器的電壓不超過35kV，容量不大于20000kVA，大型高壓的電力變壓器仍采用油冷方式。 圖15是干式電力變壓器結(jié)構(gòu)圖片（圖片來自網(wǎng)絡），該變壓器采用強制風冷。 |
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