電力變壓器故障診斷(已修改)
2025-04-21 12:03 本頁(yè)面
【正文】 8 變壓器8．1 變壓器及其絕緣材料8．1．1 概述受絕緣水平的限制，發(fā)電機(jī)的輸出電壓不可能太高。從火、水、核等發(fā)電站發(fā)出的電能，要經(jīng)過(guò)升壓電力變壓器將電壓升高送到電力網(wǎng)，然后又將電力網(wǎng)的高電壓經(jīng)過(guò)電力變壓器變成符合用戶各種電氣設(shè)備要求的額定電壓；同時(shí)，為了減少輸電線路上的電能損耗，必須采用高壓或超高壓甚至特高壓輸電線路輸送電能，但從區(qū)域電網(wǎng)到大區(qū)電網(wǎng)和大區(qū)電網(wǎng)之間的互聯(lián)，不僅各區(qū)域電網(wǎng)的主系統(tǒng)與分系統(tǒng)間需要各種電壓等級(jí)和容量的變壓器連接，而且其主干網(wǎng)架與受端網(wǎng)架之間的電壓等級(jí)變化也是通過(guò)電力變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，電力變壓器和與之配套的電抗器、電流互感器、電壓互感器等是電力系統(tǒng)最重要的電氣設(shè)備，這些充有礦物絕緣油和以紙或?qū)訅杭埌鍨榻^緣材料的電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)（特別是電力變壓器的運(yùn)行狀態(tài)）對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性具有決定性意義。一般認(rèn)為，變壓器容量為630kVA以下的屬小型變壓器，800~6300kVA的變壓器屬中型變壓器，8000~63000kVA的變壓器為大型變壓器，9000kVA以上的統(tǒng)稱為特大型變壓器。充油變壓器是由導(dǎo)電材料（銅、鋁合金等）、矽鋼片、絕緣材料(紙、油等)、結(jié)構(gòu)材料(鐵、不銹鋼)等很多部件和材料構(gòu)成的。充油變壓器的構(gòu)造如圖81所示。絕緣紙通常是使用電纜紙和馬尼拉紙，但是為滿足高電場(chǎng)下高氣密性與高耐熱化要求，也采用聚酰亞胺的復(fù)合紙。 圖81 充油變壓器由于變壓器絕緣中的油隙較大，電壓基本上都加在油隙上。根據(jù)變壓器中電極的形狀，一般采用的設(shè)計(jì)電場(chǎng)強(qiáng)度為3kV/mm。在充油變壓器中，絕緣油也起著作為冷卻媒體的重要作用。由于變壓器的能量損耗使得其發(fā)熱量較大，而且隨著外界負(fù)載的變化溫度的變化也很大。因此，要求變壓器油必須熱穩(wěn)定性好、且不容易發(fā)生化學(xué)變化、不易氧化，為此變壓器油以使用礦物油為主。另外，對(duì)于以油循環(huán)為冷卻方式的變壓器，必須在內(nèi)部形狀及絕緣油方面采取措施，避免由于油的流動(dòng)帶電而引起的絕緣破壞。下面，對(duì)變壓器的結(jié)構(gòu)加以說(shuō)明。小型變壓器的線圈有用雙層紗包線和漆包線包覆的圓截面導(dǎo)體等，大型變壓器則使用紙絕緣包覆的矩形截面導(dǎo)體。以上這些線圈的成型方法有直繞式和模繞式之分。直繞式如圖82所示，在層疊鐵芯上加上絕緣材料，然后在其上繞制線圈，并進(jìn)一步進(jìn)行絕緣處理之后，再繞上高壓線圈。這種方法主要用于小容量(鐵芯式構(gòu)造)的柱上變壓器。圖82直繞式繞組的布置圖 82 直繞式繞組的布置模繞式則是在木制的繞線模和絕緣筒上繞上線圈，在進(jìn)行絕緣處理之后再與鐵芯組合起來(lái)。這種方法的使用范圍很廣。圖83所示為各種模繞式線圈。圖上83(a)所示的是繞線方法上最為簡(jiǎn)單的筒型線圈。圖83(b)(a)中的筒型線圈進(jìn)行多重疊合得到的。圖83(c)表示的是將繞成餅狀的線圈進(jìn)行多層重疊的結(jié)果，這是在大容量高壓線圈中使用最為廣泛的一種方法。將厚度為1~4mm、寬度為5~15mm的紙包扁銅線重疊卷好后得到的線圈作為一個(gè)單元，把兩個(gè)這樣的線圈連接起來(lái)得到雙線圈。在這個(gè)雙線圈之間加上足夠數(shù)
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