变压器结构简介

套 管



套管是变压器的载流组件，对变压器的绝缘性能 有直接影响。 常用的套管型式：注油式、油纸电容式、胶纸式 另外还有油气式套管、电缆套管 注油式用于较低电压等级； 油纸电容式用于高压与超高压。

胶纸套管目前很少应用，宜用于均匀电场中， 当用于不均匀电场中，绝缘性能不稳定。要 保证局部放电量时一般不用胶纸套管。
箔式绕组

使用铜箔或铝箔之间用绝缘材料加以间隔 开。
特点：辅向漏磁通很小，他引起的轴向点 动力不大，抗短路能力强。纵向电容大于 对地电容，冲击电压作用下有良好的冲击 分布

饼式线圈
线圈的线匝在辐向形成线饼（线段）后，再沿轴向排 列的称为饼式线圈。 由扁铜线盘绕形成一个饼状线段，（有若干线绕成 一个饼）为了使线圈的起始头和终了头都在线圈的 外侧，常作成双饼，把双饼外部端头并联或串联起 来组成一个完整的线圈。
为改善变压器在受到冲击电压(大气过电压或操 作过电压)袭击时线圈首端的梯度分布，希望线 圈具有较高的串联电容，因此而发展出纠结式 线圈结构。它是连续式线圈的一个“变种”， 在线段中其相邻导线在电气上不是直接与前一 匝或后一匝相连，而是间隔几个线匝后再串联 起来的．因此相邻导线间不是变压器的“匝电 压”，而是若干倍的匝电压，由于相邻导体间 电压增高达到提高串联电容的目的。所以有的 国家称这种纠结式线圈为“高串联电容线圈”
管之间空间距离和套管沿面爬距。
变压器线圈

对电力变压器来说，其线圈与高压输电线路相连， 当线路上发生单相接地故障或受雷电袭击发生大 气过电压时，以及线路上断路器的动作产生操作 冲击波时．线圈都将承受高于额定工作电压很多 的瞬时过电压，当变压器线端发生短路故障时， 线圈内部将有大于其额定电流许多倍的短路电流， 这种短路电流会在线周内部产生巨大的机械力(轴 向与辐向)，同时会瞬时地使线圈温度升至极高的 危险程度，由此产生了线圈的动热稳定问题。
螺旋式线圈

由若干根扁线沿辐向叠在—· 起，再沿轴向 绕成一个螺旋线式的线圈，它的每—匝即 形成一个“饼式”线段，匝间用横垫块间 隔并既供散热又作绝缘用，因此也属于饼 式线圈结构，螺旋式线圈，可绕成单列或 双列，两个双列可构成四列，有时也用三 列，但三列螺旋的导线换位略复杂一些。 螺旋式线圈多用于大型变压器的低压线圈。
它们的区别主要在磁路即铁心分布上。 壳式变压器铁心的轭包围住线圈，好象形成一个外 壳，因此而得名。 芯式变压器铁心大部分在线圈之中，只一部分在线 圈之外构成铁轭作为磁回路。
பைடு நூலகம்
变压器铁心结构
铁心在变压器中构成一个闭合的磁路．又是安装线 圈的骨架．对变压器电磁性能和机械强度是极为重 要的部件。但对大多数变压器来说是采用叠积式的 铁心。对心式变压器来说，套装线圈的铁心柱总是 由多级叠片组成一个近似圆形的截面，以求得在圆 形线圈内部更有效地利用空间．铁轭即不套线圈的 部分一般可与心柱的截面形状相同，但有时为降低 铁心高度采用变形轭，这时铁轭截面可做成矩形、 椭园形，再进一步要求降低铁心高度时，就要应用 旁轭，旁轭截面形状一般均为椭园形或矩形。




引线之间，纯油隙愈小，电场愈不均匀。 纯油隙之间，低压电压汇流排之间，汇流排对油 箱或其它结构件。 绕组匝间和饼间，饼间绝缘为油隙、纸、纸板， 匝间绕组包有不同厚度绝缘覆盖。 引线之间或小容量变压器绕组匝间，视电压等级 不同，导线外包有不同厚度的绝缘层或覆盖其他 绝缘材料。 油—隔板绝缘，绕组间的主绝缘结构 油—隔板绝缘，绕组对油箱、铁心柱，绕组端部 对铁轭。
变压器分类
从冷却和绝缘介质的不同可归纳以下几类：


油浸式变压器：采用矿物油作为冷却和绝 缘介质的变压器。 气体绝缘变压器：采用人工合成某种气体 （SF6气体）作为冷却和绝缘介质的变压 器 干式变压器：用空气冷却，固体绝缘介质 的变压器。
变压器两大基本结构形式：
壳式变压器 芯式变压器
钟罩式油箱
采用钟罩油箱的变压器在检 修时只需吊开钟罩，器身原 地不动就能暴露出来．这就 不要求运行地点再安装重型 起重设备了。 右图 是罩式 油箱的典型结构。为适应运 输外部的要求，顶部做成斜 面，呈“屋脊”形。下节箱 高度较小，只包含一部分下 轭，除去钟罩后线圈部分可 完全外露。如采用强油循环 导向油冷却结构时，常利用 箱底上两条长袖方向的加强 槽钢兼做导油通道。
变压器结构简介
变压器分类


电力变压器：用于电力系统借以输送电能的变压器。 配变变压器：指容量较小，由较高电压降到最后一 级配电电压， 直接作为配电使用的电力变压器。 换流变压器：在直流输电系统中向变流器供电的电 力变压器。 试验变压器：根据需要，产生高电压和大电流的变 压器。 用于不同工业的专用变压器，例如：电炉变压器、 整流变压器、牵引变压器、启动变压器、矿用变压 器等等。 用于电子工业的变压器。
变压器端部绝缘结构

变压器端部绝缘结构是指绕组的端部对上下铁轭 之间的绝缘。 由于上下铁轭的几何形状而使该部 位的电场是极不均匀的电场。绕组的端部往往要 承受较高幅值的工频和冲击电压。由于电极形状 差所以不得不增加电极之间的距离。端部绝缘距 离增大，将使变压器铁窗高度增加，变压器体积 和重量也随之增加。因此要求在不增加成本,不降 低绝缘强度的前提下尽可能的减小端部的绝缘距 离。
变压器主绝缘结构

绕组之间，绕组对油箱，绕组对铁心柱， 异相绕组之间绝缘结构基本上属于比较均 匀电场，因此采用把大油距分割成小油距 的油隔板结构。
分割有两种类型：一种是大油道厚纸筒结构，它的特点是 在工频和冲击电压下允许油道有放电现象，全部电压有厚 纸筒承受而不被击穿。但这种配合不能保证在试验电压下 固体绝缘不受损伤。因此在高电压等级变压器上不采用。 另一类是薄纸筒小油道绝缘结构。它的基本特点是油体积 减小时，油耐压强度提高。因不同材料具有不同的介电常 数ε，故需要进行合理配置。使油间隙在试验电压下期场 强不超过油间隙起始局部放电场强。
油油套管
油气套管
油纸电容式
变压器散热部件
自冷方式
风冷方式
强油风冷方式
强油水冷方式
随着低损耗技术的发展，采用油浸、自冷式冷 却的容量上限在增加，63000kVA及以下额定容 量的变压器可选用油浸自冷冷却方式。优点是 不要辅助供风扇用的电源．没有风扇所产生的 噪声，散热器可直接挂在变压器油箱上，也可 集中装在变压器附近，油浸自冷式变压器的维 护简单，始终可在额定容量下运行。 如选用可膨胀式片式散热器，变压器可不装储 油柜，并可设计成全密封型，维护量更少了， 一般可在2500kVA及以下配电变压器上采用。
M型
V型
R型
三相自耦 式变压器 高压有载 开关
M型 有载 开关
V型有载开关
压力释放阀
压力释放阀的原理如图，在油箱顶部的阀座由金属盖借弹簧 进行压力密封，此密封压力可通过提高弹簧质量，对弹簧进 行筛选，控制在较小时范围之内。压盖的密封采用双层密封 圈结构。当油箱内压力大于弹簧控制限度后，内层密封即失 效，这时等于增大压盖面积，压盖所受的力突然增大面快速 打开压盖，可以做到在2毫秒内动作启开压盖，释放压力。当 压力降低后压盖可以复位重新实现密封。在平时不会出现密 封不良，进水进气的毛病。压力释放阀目前已由专业厂生产 做为商品提供给变压器应用。其关键技术指标是压力的准确 度和启开时间．常用的数据为动作启开时间．常用的数据为 动作压力54000±10%帕，复位压力30000帕，启动时间不大 于2毫秒。
内屏蔽式（插入电容式）

在连续式绕组中插入一根屏蔽线绕制，增 加绕组纵电容，改善冲击电压时梯度电压 的分布
内屏连续式线圈
纠结连续式（内屏）线圈
变压器油箱结构
大中型变压器油箱主要分为两大类： 1）桶式油箱 2）钟罩式油箱
桶式油箱
桶式油箱制造方便，节省材料， 强度较好。但当检修或检查变 压器器身时．必须用较大的起 重机将器身吊出油箱之外。为 此在安装工地需备有较高的检 修间，并安装起重能力很大的 吊车．这会增加不少建设投 资．因此当变压器容量增大到 一定限度时，运行部门就不希 望采用这种结构
线圈的类型及其特点
根据结构和工艺特点，线圈可分为以下几种基本类 型：
一、层式线圈 1）圆筒式线圈 2）箔式线圈 二、饼式线圈 1）连续式线圈 2）纠结式线圈 3）内屏蔽式线圈 4）螺旋式线圈
圆筒式线圈


圆筒式线圈有单层、双层、多层的结构，单层多 用于小容量变压器的低压圈，大容量变压器调压 线圈有时也采用单层圆筒式结构。 多层圆筒式线圈多用于小容量变压器的高压圈
可膨胀式片式 散热器
风冷式散热器是利用风扇改变进入散热器与流出散热器 的油温差，提高散热器的冷却效率，使散热器数量减少， 占地面积缩小。8000kVA及以上容量的变压器可选用风 冷冷却方式。但此时要引入风扇的噪声，风扇的辅助电 源。停开风扇时可按自冷方式运行，但是输出容量要减 少，要降低到三分之二的额定容量。对管式散热器而言， 每个散热器上可装两个风扇，对片式散热器而言，可用 大容量风机集中吹风，或一个风扇吹几组散热器。
线圈间的绝缘纸筒。（起着主绝缘作用。） 线圈间内、外角环。（起着加强线圈端部绝缘和改善端部电场 作用） 绝缘纸筒间的油道撑条。
绝缘压板、绝缘垫板。
静电环。（改善端部电场作用） 分相线圈间的绝缘隔板。 引线绝缘夹木。
线圈绝缘纸筒
绝缘压板
端部角环
端部静电环
引线夹木
变压器外部结构：主要是套管对地和套
调压装置
无励磁分接开关：无励磁调压时，不是变压器二 次不带负载，而是把变压器各侧都与电网断开， 在变压器无励磁情况下变换绕组的分接头 有载分接开关：是在带负载情况下，变换变压器 的分接，以达到调节电压的目的。 常见型号 1）M型开关 2）V型开关 3) R型开关