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油浸式变压器的工作原理和结构(油浸式变压器的原理)

油浸式变压器,又称油浸式试验变压器。 1000kVA及以上油浸式变压器必须配备户外信号温度计,并可接远方信号。 800kVA及以上油浸式变压器应设有气体继电器和压力保护装置。 800kVA以下的油浸式变压器根据使用要求并与制造厂协商也可配备气体继电器。接下来我们来了解一下油浸式变压器的结构以及油浸式变压器的工作原理。

油浸式变压器结构

油浸式变压器的工作原理和结构(油浸式变压器的原理)

结构分类:可分为铁芯变压器和铁壳式变压器。如果绕组缠绕在铁芯上,则为铁芯变压器;如果铁芯缠绕有绕组,则为铁壳式变压器。两者只是结构上略有不同,但原理上并无本质区别。电力变压器均为铁芯式。

变压器主要由铁芯、绕组、油箱、油枕、绝缘套管、分接开关和气体继电器等组成。

1.铁芯

铁芯是变压器的磁路部分。工作时会产生磁滞损耗和涡流损耗并产生热量。为了减少发热损耗,减小体积和重量,铁芯采用小于0.35mm高磁导率的冷轧取向硅钢片组成。根据绕组在铁芯内的排列方式,有铁芯式和铁壳式。

在大容量变压器中,为了保证铁芯损耗发出的热量在循环过程中能被绝缘油充分带走,达到良好的冷却效果,铁芯内常设有冷却油道。

2. 绕线

绕组和铁芯是变压器的核心部件。由于绕组本身有电阻或者接头处有接触电阻,I2Rt就会产生热量。因此,绕组不能长期通过高于额定电流的电流。另外,当短路电流通过时,绕组上会产生很大的电磁力,损坏变压器。其基本绕组是同心、重叠的。

变压器绕组的主要故障是匝间短路和对外壳短路。匝间短路主要是由于绝缘老化,或变压器过载、短路造成绝缘机械损坏。当变压器内油位下降,导致绕组露出油面时,也会发生匝间短路;另外,发生跨路时,绕组因过电流而变形,造成绝缘机械损坏,也可发生匝间短路。当匝间短路时,短路绕组中的电流可能超过额定值,但整个绕组的电流不得超过额定值。在这种情况下,气体保护装置就会动作。当情况严重时,差动保护装置也会动作。绝缘老化、油中潮湿、油位下降、雷击、操作过电压等也会造成外壳短路。另外,当发生贯通短路时,绕组会因过电流而变形,也会发生与外壳的短路。当外壳发生短路时,气体保护装置和接地保护一般都会动作。

3.油箱

油浸式变压器的本体(绕组和铁芯)安装在充满变压器油的油箱内,油箱用钢板焊接而成。中小型变压器油箱由箱壳和箱盖组成。变压器本体置于箱壳内。打开水箱盖后,可将本体取出进行维修。

油浸式变压器工作原理

变压器的基本原理是电磁感应原理。现以单相二绕组变压器为例,说明其基本工作原理:当初级绕组上施加电压1时,电流1流过,铁芯中产生交变磁通。1.这些磁通量称为主磁通量。在其作用下,两侧绕组分别感应出电势1和2。感应电势公式为:E=4.44fN?m

式中:E——感应电势有效值

f——频率

N——匝数

m——主磁通最大值

由于次级绕组和初级绕组的匝数不同,因此感应电势E1和E2的大小也不同。当忽略内部阻抗压降时,电压1和2的大小也不同。

当变压器次级侧空载时,只有主磁通的电流(0)流过初级侧。该电流称为励磁电流。当次级侧加上负载并且负载电流2流过时,铁芯中也会产生磁通量,试图改变主磁通量。但当原边电压不变时,主磁通不变,原边会流过两部分电流,一部分是励磁电流0,一部分用来平衡2,所以这部分电流随着2 的变化而变化。当电流乘以匝数时,就是磁势。

上述平衡效应本质上是磁势平衡效应,变压器通过磁势平衡效应实现原副边能量传递。

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