配電變壓器為工礦企業(yè)與民用建筑供配電系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一,它將10(6)kV或35kV網(wǎng)絡(luò)電壓降至用戶使用的230/400V 母線電壓。此類產(chǎn)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(nèi)(外)使用,容量在315kVA 及以下時可安裝在桿上,環(huán)境溫度不高于40℃,不低于-25℃,最高日平均溫度30℃,最高年平均溫度20℃,相對濕度不超過90%(環(huán)境溫度25℃),海拔高度不超過1000m。若與上述使用條件不符時,應(yīng)按GB6450-86的有關(guān)規(guī)定,作適當(dāng)?shù)亩~調(diào)整。
壓器油是石油類的液體,有燃燒的可能性,環(huán)保方面有缺點(diǎn)。但由于變壓器油具有性能優(yōu)良和價格低廉的特點(diǎn),絕大多數(shù)的電力變壓器仍使用變壓器油作為絕緣和冷卻介質(zhì)。
19世紀(jì)末,變壓器開始使用變壓器油作為絕緣和冷卻介質(zhì),出現(xiàn)了油浸式變壓器,變壓器油除天然存儲量豐富、價格低廉外,由于變壓器油具有下列特點(diǎn),因而得到廣泛的應(yīng)用。
1)和纖維材料配合使用,絕緣性能良好,可以減少絕緣距離,降低成本。
2)變壓器油的粘度低,傳熱性能良好。
3)能很好地保護(hù)鐵心和繞組,免受空氣中濕氣的影響。
4)保護(hù)絕緣紙和絕緣紙板不受氧的作用,減少絕緣材料的老化,延長變壓器壽命。
除一些特殊用途的中小容量變壓器和氣體變壓器外,絕大多數(shù)大中型變壓器仍使用變壓器油作為冷卻和絕緣介質(zhì)。
用變壓器油浸漬的變壓器,其絕緣的耐熱等級是A級,長期工作溫度是105℃。
相數(shù)區(qū)分
可以分為三相變壓器和單相變壓器。在三相電力系統(tǒng)中,一般應(yīng)用三相變壓器,當(dāng)容量過大且受運(yùn)輸條件限制時,在三相電力系統(tǒng)中也可以應(yīng)用三臺單相式變壓器組成變壓器組。
繞組區(qū)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(yīng)用更多繞組的Satons變壓器。
結(jié)構(gòu)分類
則可分為鐵芯式變壓器和鐵殼式變壓器。如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(jié)構(gòu)上稍有不同,在原理上沒有本質(zhì)的區(qū)別。電力變壓器都系鐵芯式。
變壓器主要由鐵芯、繞組、油箱、油枕、絕緣套管、分接開關(guān)和氣體繼電器等組成。
1.鐵芯
鐵芯是變壓器的磁路部分。運(yùn)行時要產(chǎn)生磁滯損耗和渦流損耗而發(fā)熱。為降低發(fā)熱損耗和減小體積和重量,鐵芯采用小于0.35mm導(dǎo)磁系數(shù)高的冷軋晶粒取向硅鋼片構(gòu)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(fā)出的熱量能夠被絕緣油在循環(huán)時充分帶走,以達(dá)到良好的冷卻效果,常在鐵芯中設(shè)有冷卻油道。
2.繞組
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,由焦耳定律
可知要產(chǎn)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(chǎn)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。
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(fù)荷以及穿越性短路時絕緣受到機(jī)械的損傷而產(chǎn)生的。變壓器內(nèi)的油面下降,致使繞組露出油面時,也能發(fā)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(jī)械損傷,也會產(chǎn)生匝間短路。 匝間短路時,短路繞組內(nèi)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(hù)動作,情況嚴(yán)重時,差動保護(hù)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(chǎn)生的。除此以外,在發(fā)生穿越短路時,因過電流而使繞組變形,也會產(chǎn)生對外殼短路的現(xiàn)象。對外殼短路時,一般都是瓦斯保護(hù)裝置動作和接地保護(hù)動作。
3.油箱
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(nèi),將箱蓋打開就可吊出器身進(jìn)行檢修。
絕緣冷卻分類
可分為油浸式變壓器和干式變壓器。為了加強(qiáng)絕緣和冷卻條件,變壓器的鐵芯和繞組都一起浸入灌滿了變壓器油的油箱中。在特殊情況下,例如在路燈,礦山照明時,也用干式變壓器。
油浸式型式
1、非封閉型油浸式變壓器:主要有S8、S9、S10等系列產(chǎn)品,在工礦企業(yè)、農(nóng)業(yè)和民用建筑中廣泛使用。
2、封閉型油浸式變壓器:主要有S9、S9-M、S10-M 等系列產(chǎn)品,多用于石油、化工行業(yè)中多油污、多化學(xué)物質(zhì)的場所。
3、密封型油浸式變壓器:主要有BS9、S9- 、S10- 、S11-MR、SH、SH12-M等系列產(chǎn)品,可做工礦企業(yè)、農(nóng)業(yè)、民用建筑等各種場所配電之用。
此外,尚有各種專門用途的特殊變壓器。例如,試驗(yàn)用高壓變壓器,電爐用變壓器,電焊用變壓器和可控硅線路中用的變壓器,用于測量儀表的電壓互感器與電流互感器。