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三相变压器结构、工作原理与连接方式介绍
时间:2018年08月24日  信息来源:本站原创  点击:

三相电力变压器:在电力系统中,用于变换三相交流电压的变压器称为三相电力变压器.
一、三相变压器的结构简介
电力变压器是利用电磁感应原理进行工作的,因此其最基本的结构组成是电路和磁路部分.变压器的电路部分就是它的绕组,对于降压变压器,与系统电路和电源连接的称为一次绕组,与负载连接的为二次绕组;变压器的铁心构成了它的磁路,铁心由铁轭和铁心柱组成,绕组套在铁心柱上;为了减少变压器的涡流和磁滞损耗,采用表面涂有绝缘漆膜的硅钢片交错叠成铁心.
1、铁心
铁心是变压器中主要的磁路部分.通常由含硅量较高,厚度为 0.35 \0.3\0.27 mm,表面涂三相变压器有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装或绕制而成,铁心分为铁心柱和横片俩部分,铁心柱套有绕组;横片是闭合磁路之用.铁心结构的基本形式有心式和壳式两种.
2、绕组
绕组是变压器的电路部分,它是用双丝包(纸包)绝缘扁线或漆包圆线绕成.
二、常用三相电力变压器
三相油浸式电力变压器的结构
1—信号温度计;2—铭牌;3—吸湿器;4—油枕(储油柜);5—油位指示器;6—防爆管;7—气体继电器;8-高压套管;9—低压套管;10—分接开关;11—油箱及散热油管;12—铁心;13—绕组及绝缘;14—放油阀;15—小车;16—接地端子.
(1)油箱 油箱由箱体、箱盖、散热装置、放油阀组成,其主要作用是把变压器连成一个整体及进行散热.内部是绕组、铁心和变压器的油.变压器油既有循环冷却和散热作用,又有绝缘作用.绕组与箱体(箱壁、箱底)有一定的距离,由油箱内的油绝缘.油箱一般有四种结构:
a.散热管油箱,散热管的管内两端与箱体内相通,油受热后,经散热管上端口流人管体,冷却后经下端口又流回箱内,形成循环,用于1600kV·A及以下的变压器.
b.带有散热器的油箱,用于2000kV·A以上的变压器.
c.平顶油箱.
d.波纹油箱(瓦楞型油箱).
(2)高低压套管 套管为瓷质绝缘管,内有导体,用于变压器一、二次绕组接入和引出端的固定和绝缘.
(3)气体继电器 容量在800kV·A及以上的油浸式变压器(户内式的变压器容量在400kV·A及以上)才安装,用于在变压器油箱内部发生故障时进行气体继电保护.
(4)储油柜 又叫油枕,内储有一定的油,它的作用一是补充变压器因油箱渗油和油温变化造成的油量下降,二是当变压器油发生热胀冷缩时保持与周围大气压力的平衡.其附件吸湿器与油枕内油面上方空间相连通,能够吸收进入变压器的空气中的水分,以保证油的绝缘强度.
(5)防爆管 其作用是防止油箱发生爆炸事故.当油箱内部发生严重的短路故障,变压器油箱内的油急剧分解成大量的瓦斯气体,使油箱内部压力剧增,这时,防爆管的出口处玻璃会自行破裂,释放压力,并使油流向一定方向喷出.
(6) 分接开关 用于改变变压器的绕组匝数以调节变压器的输出电压.
2.环氧树脂浇注的三相干式变压器
环氧树脂浇注绝缘的干式变压器又称树脂绝缘干式变压器,它的高低压绕组各自用环氧树脂浇注,并同轴套在铁心柱上;高低压绕组间有冷却气道,使绕组散热;三相绕组间的连线也由环氧树脂浇注而成,因此其所有带电部分都不暴露在外.其容量从30kV·A到几千kV·A,最高可达上万kV·A,高压侧电压有6、10、35kV,低压侧电压为230/400V.目前我国生产的干式变压器有SC系列和SG系列等.
三、三相变压器工作原理与连接方式
相变压器工作原理:变压器的基本工作原理是电磁感应原理.当交流电压加到一次侧绕组后交流电流流入该绕组就产生励磁作用,在铁芯中产生交变的磁通,这个交变磁通不仅穿过一次侧绕组,同时也穿过二次侧绕组,它分别在两个绕组中引起感应电动势.这时如果二次侧与外电路的负载接通,便有交流电流流出,于是输出电能.
三相变压器是电力工业常用的变压器.用于国内变压器的高压绕组一般联成Y接法,中压绕组与低压绕组的接法要视系统情况而决定.所谓系统情况就是指高压输电系统的电压相量与中压或低压输电系统的电压相量间关系.如低压系配电系统,则可根据标准规定决定.
高压绕组常联成Y接法是由于相电压可等于线电压的57.7%,每匝电压可低些.
1)国内的500、330、220与110kV的输电系统的电压相量都是同相位的,三相变压器所以,对下列电压比的三相三绕组或三相自耦变压器,高压与中压绕组都要用星形接法.当三相三铁心柱铁心结构时,低压绕组也可采用星形接法或角形接法,它决定于低压输电系统的电压相量是与中压及高压输电系统电压相量为同相位或滞后30°电气角.
500/220/LVkV─YN,yn0,yn0或YN,yn0,d11
220/110/LVkV─YN,yn0,yn0或YN,yn0,d11
330/220/LVkV─YN,yn0,yn0或YN,yn0,d11
330/110/LVkV─YN,yn0,yn0或YN,yn0,d11
2)国内60与35kV的输电系统电压有二种不同相位角.
如220/60kV变压器采用YNd11接法,与220/69/10kV变压器用YN,yn0,d11接法,这二个60kV输电系统相差30°电气角.
当220/110/35kV变压器采用YN,yn0,d11接法,110/35/10kV变压器采用YN,yn0,d11接法,以上两个35kV输电系统电压相量也差30°电气角.
所以,决定60与35kV级绕组的接法时要慎重,接法必须符合输电系统电压相量的要求.根据电压相量的相对关系决定60与35kV级绕组的接法.否则,即使容量对,电压比也对,变压器也无法使用,接法不对,变压器无法与输电系统并网.
3)国内10、6、3与0.4kV输电与配电系统相量也有两种相位.在上海地区,有一种10kV与110kV输电系统电压相量差60°电气角,此时可采用110/35/10kV电压比与YN,yn0,y10接法的三相三绕组电力变压器,但限用三相三铁心柱式铁心.
4)但要注意:单相变压器在联成三相组接法时,不能采用YNy0接法的三相组.三相壳式变压器也不能采用YNy0接法.
三相五柱式铁心变压器必须采用YN,yn0,yn0接法时,在变压器内要有接成角形接法的第四绕组,它的出头不引出(结构上要做电气试验时引出的出头不在此例).
5)不同联结组的变压器并联运行时,一般的规定是联结组别标号必须相同.
6)配电变压器用于多雷地区时,可采用Yzn11接法,当采用z接法时,阻抗电压算法与Yyn0接法不同,三相变压器同时z接法绕组的耗铜量要多些.Yzn11接法配电变压器的防雷性能较好.
7)三相变压器采用四个卷铁心框时也不能采用YNy0接法.
8)以上都是用于国内变压器的接法,如出口时应按要求供应合适的接法与联结组标号.
9)一般在高压绕组内都有分接头与分接开关相联.因此,选择分接开关时(包括有载调压分接开关与无励磁调压分接开关),必须注意变压器接法与分接开关接法相配合(包括接法、试验电压、额定电流、每级电压、调压范围等).对YN接法的有载调压变压器所用有载调压分接开关而言,还要注意中点必须能引出.

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