1變壓器基礎知識

1. 概述

變壓器是借助於電磁感應，以相同的頻率，在兩個或更多的繞組之間交換交流電壓或電流的一種電氣裝置。

從電廠發出的電能，要經過很長的輸電線路輸送給遠方的使用者，為了減少輸電線路上的電能損耗，必須採用高壓或超高壓輸送。而目前一般發電廠發出的電壓，由於受到絕緣水平的限制，電壓不能太高，這就要經過變壓器將電廠發出的電壓進行公升高送到電力網。這種變壓器統稱公升壓變壓器。

對各使用者來說，各種電氣裝置所要求的電壓又不太高，也要經過變壓器，將電力系統的高電壓變成符合使用者各種電氣裝置要求的額定電壓。作為這種用途的變壓器統稱降壓變壓器。

由上述可知，電力變壓器是電力系統中，用以改變電壓的主要電氣裝置。

再從電力系統的角度來看，乙個電力網將許多的、發電廠和使用者聯在一起，分成主系統和若干個分系統。各個分系統的電壓並不一定相同，而主系統必須是統一的電壓等級，這也需要各種規格和容量的變壓器來聯接各個系統。所以說電力變壓器是電力系統中不可缺少的一種電氣裝置。

2. 變壓器的分類

變壓器有不同的使用條件、安裝環境，有不同的電壓等級和容量級別，有不同的結構形式和冷卻方式，所以應按不同原則進行分類。

本公司生產的變壓器有如下幾種：

三相卷鐵心全密封油浸配電變壓器；例：s11-m.r-100/10；s9-m.r-100/10 ；

三相疊鐵心全密封油浸配電變壓器；例：s11-m -100/10； s9-m -100/10 ；

三相卷鐵心乾式配電變壓器；例：sg10- r-1000/10；

三相疊鐵心乾式配電變壓器；例：sg10 -1000/10；

3. 執行原理

簡單地說，變壓器的的基本原理是：電磁感應原理，即「電生磁，磁生電」。

以變壓器三相中的一相為例（如圖）：它由二個繞組和乙個鐵心組成。在一次側施加交流電壓u1,流過的電流為i1,則在鐵心中會有交變的磁通φ產生,使這兩個繞組發生電磁聯絡.

根據電磁感應原理,交變磁通穿過這兩個繞組就會感應電動勢e1.e2.當二次側接入負載後,在電動勢e2的作用下,將有二次電流i2通過,該電流產生的磁動勢f2也將作用在同一鐵心上,起到反向去磁的作用.

但因主磁通φm定於電源電壓u1,而u1基本不變,所以主磁通φm也基本不變.故一次繞組電流i1必將自動增加乙個分量產生磁動勢f1,以抵消二次繞組電流i2所產生的磁動勢f2.

4. 結構

1.鐵心

普通變壓器矽鋼片疊成，卷鐵芯變壓器的鐵芯由矽鋼帶繞製而成。它的作用有二：一是在原邊線圈交流電流的作用下形成工頻交變磁通φ；二是通過鐵芯中的交變磁通感生出副邊線圈中的電動勢，形成低壓電源。

鐵芯是完成電能---磁能---電能轉換的主體。

2.繞組(俗稱線圈)

一般用絕緣扁銅線或圓銅線在繞線模上繞製而成。包含一次、二次（高壓、低壓）兩組。一次線圈是將原邊電能引進變壓器中一部分完成勵磁過程，另一部分填補二次線圈中的電能，二次線圈是將磁能轉換成電能並傳送出去。

線圈通常是依照一定的電氣迴路連線方法（d角接或y星接）連線的。

3．器身絕緣

包括初次級絕緣，匝間絕緣和與鐵芯絕緣，與外殼間絕緣。所用材料有：紙板，環氧樹脂，各種絕緣材料，變壓器油，電工木材等。

其中變壓器油除了具備良好的絕緣作用外，還有幫助變壓器散熱的作用，用以冷卻執行的鐵芯和線圈。我公司產品選用國標25#（凝固點-25℃）

4.油箱及底座

油箱裝有絕緣和冷卻用的變壓器油，用鋼板加工製成，要求機械強度高，變形小，焊接處不滲漏。我公司採用波紋片結構，既能滿足變壓器執行散熱要求，又滿足變壓器油膨脹收縮的要求，省去了油枕，變壓器油與空氣良好隔離，大大降低了油的氧化速度，延長了使用期限和檢修週期，大大降低了變壓器的執行成本。

5．附件

1）套管和引線

一、二次繞組與外部線路的連線部件。既可固定引線，又起引線對地的絕緣作用。

2）分接開關

連線和切斷變壓器繞組分接頭，實現調壓的裝置。分無載分接開關和有載分接開關。我公司產品採用

無載分接開關，無載分接開關必須在切斷變壓器電源後進行調壓。

3）壓力釋放閥:

當變壓器內部壓力達到一定值時，壓力釋放閥動作，可排除油箱內的過壓。內部壓力經釋放後，釋放閥自動關閉。

4）氣體繼電器

氣體繼電器是變壓器重要的保護元件。當變壓器內部發生故障，油中產生氣體或油氣流動時，則氣體繼電器動作，發出訊號或切斷電源，以保護變壓器，另外，發生故障後，可以通過氣體繼電器的視窗觀察氣體顏色，以及取氣體進行分析，從而對故障的性質做出判斷。

5. 型號含義

s 9（11）-m.（r）-10~2000/10

電壓等級

額定容量

卷鐵心密封型

效能水平代號

三相6. 主要技術引數

變壓器在規定的使用環境和執行條件下，主要技術資料一般都都標註在變壓器的銘牌上。主要包括：額定容量、額定電壓及其分接、額定頻率、繞組聯結組以及額定效能資料（阻抗電壓、空載電流、空載損耗和負載損耗）和總重。

a、額定容量（kva）：額定電壓.額定電流下連續執行時,能輸送的容量。

b、額定電壓（kv）：變壓器長時間執行時所能承受的工作電壓.為適應電網電壓變化的需要,變壓器高壓側都有分接抽頭,通過調整高壓繞組匝數來調節低壓側輸出電壓.

c、額定電流(a):變壓器在額定容量下,允許長期通過的電流.

d、空載損耗（kw）: 當以額定頻率的額定電壓施加在乙個繞組的端子上，其餘繞組開路時所吸取的有功功率。與鐵心矽鋼片效能及製造工藝、和施加的電壓有關.

e、空載電流（%）: 當變壓器在額定電壓下二次側空載時,一次繞組中通過的電流.一般以額定電流的百分數表示.

f、負載損耗（kw）: 把變壓器的二次繞組短路,在一次繞組額定分接位置上通入額定電流,此時變壓器所消耗的功率.

g、阻抗電壓（%）：把變壓器的二次繞組短路,在一次繞組慢慢公升高電壓,當二次繞組的短路電流等於額定值時,此時一次側所施加的電壓.一般以額定電壓的百分數表示.

h、相數和頻率：三相開頭以s表示，單相開頭以d表示。中國國家標準頻率f為50hz。國外有60hz的國家（如美國）。

i、溫公升與冷卻：變壓器繞組或上層油溫與變壓器周圍環境的溫度之差,稱為繞組或上層油麵的溫公升.油浸式變壓器繞組溫公升限值為65k、油麵溫公升為55k。

冷卻方式也有多種：油浸自冷、強迫風冷，水冷，管式、片式等。

j、絕緣水平：有絕緣等級標準。絕緣水平的表示方法舉例如下：

高壓額定電壓為35kv級，低壓額定電壓為10kv級的變壓器絕緣水平表示為 li200ac85/li75ac35，其中li200表示該變壓器高壓雷電衝擊耐受電壓為200kv，工頻耐受電壓為85kv，低壓雷電衝擊耐受電壓為75kv，工頻耐受電壓為35kv.奧克斯高科技****目前的油浸變壓器產品的絕緣水平為li75ac35，表示變壓器高壓雷電衝擊耐受電壓為75kv，工頻耐受電壓為35kv，因為低壓是400v，可以不考慮。

k、聯結組標號：根據變壓器一.二次繞組的相位關係,把變壓器繞組連線成各種不同的組合,稱為繞組的聯結組。

為了區別不同的聯結組,常採用時鐘表示法,即把高壓側線電壓的相量作為時鐘的長針,固定在12上,低壓側線電壓的相量作為時鐘的短針,看短針指在哪乙個數字上,就作為該聯結組的標號.如dyn11表示一次繞組是（三角形）聯結，二次繞組是帶有中心點的（星形）聯結，組號為(11)點。

1.星形聯結（y-聯結）：三相變壓器每個相繞組的一端或組成三相組的單相變壓器的三個具有相同額定電壓繞組的一端連線到乙個公共點（中性點），而另一端連線到相應的線路端子。

2. 三角形聯結（d-聯結）：三相變壓器的三個相繞組或組成三相組的單相變壓器的三個具有相同額定電壓繞組相互串聯連線成乙個閉合迴路。

k、物理指標：重量，體積（l，、w、h）

7.s11-mr變壓器效能特點

1. 良好的節能特性。（鐵心設計為橫截面為圓型的卷鐵心結構，無接縫，全封閉磁路，成自然緊固狀態，無需夾件緊固，避免了因鐵心夾緊所帶來的鐵心效能惡化，損耗增加。

鐵心經退火工藝後，其導磁性能可恢復到機加工前的原有水平。使得空載損耗比s9系列下降30~40%，空載電流比s9系列下降70~80%。）

2. 噪音低。（卷鐵心自身是乙個無接縫的整體，且結構緊湊，在執行時的噪音水平降低到30～45db，大大優於國標要求(44～57db)，保護了環境。）

3. 油箱採用全密封式波紋片結構，變壓器油與空氣良好隔離，降低了油的氧化速度，延長了使用期限和檢修週期，降低了執行成本。

4. 高、低壓側採用筒式骨架，加強線圈機械強度，配合卷鐵心結構，顯著增強變壓器的抗短路能力，其中，500kva以上的變壓器採取了箔式繞線工藝。

5. 低壓繞組採用紙包扁線及層間採用了網點上膠紙工藝，加大層間電容量，從而增加變壓器的抗雷電衝擊能力。

6. 採用真空注油工藝，徹底清除油中的水分子，確保變壓器免維護執行。

7. 加強端部與尾部的絕緣，提高變壓器抗高壓衝擊的能力。

8. 線圈與鐵芯相互不可拆分，農電使用具備一定的防盜性。

二生產工藝

1．鐵心製造工藝流程

1）卷鐵心

2）疊鐵心

1變壓器鐵芯用矽鋼片全部採用進口的27rgh110、27zh110高導磁低損耗晶粒取向冷軋矽鋼片。疊片式變壓器矽鋼片的橫剪下在德國喬格公司進口的矽鋼片剪下生產線上進行，毛刺小於0.02mm。

鐵芯疊裝係數高，渦流損耗小。

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