主变压器结构、各部件作用

运行培训教案

主变压器结构、各部件作用

运行部

二〇一〇年八月

主变压器结构、各部件作用

一、变压器的基本结构与分类

变压器是一种改变交流电源的电压、电流而不改变频率的静止电气设备，它具有两个（或几个）绕组，在相同频率下，通过电磁感应将一个系统的交流电压和电流转换为另一个（或几个）系统的交流电压和电流而借以传送电能的电气设备。通常，它所连接的至少两个系统的交流电压和电流值是不相同的。

由此可见，变压器是一种通过电磁感应而工作的交流电气设备。主变压器系统由线圈、铁芯、主变油箱、变压器油、调压装置、瓦斯继电器、油枕及油位计、压力释放器、测温装置、冷却系统、潜油泵等组成。另外，主变压器还安装了气相色谱在线监测装置，每周对变压器油进行溶解气体检测，以便判断设备运行状况。

变压器的分类有多种方法：按用途不同可分为电力变压器、工业用变压器及其他特种用途的专用变压器；按绕组与铁芯的冷却介质不同可分为油浸式变压器与干式变压器；按铁芯的结构型式不同可分为心式变压器与壳式变压器；按调压方式不同可分为无励磁调压变压器与有载调压变压器；按相数不同可分为三相变压器与单相变压器；按铁芯柱上的绕组数不同可分为双绕组变压器与多绕组变压器；按不同电压的绕组间是否有电的连接可分为独立绕组变压器与自耦变压器等等。

二、变压器的各部件作用

我厂500kV主变压器由日本三菱公司生产，共19台（一台备用）型号为SUW的单相、双卷、油浸式水冷无载分接升压壳式变压器组，三台单相变压器以Y0/△—11型接线组成与发电机组成单元接线，额定容量3×214MVA，额定电压550/18kV，无载分接范围550—4×％，阻抗电压15％。高压侧出线经高压套管与SF6绝缘封闭母线联接，变压器中性点三相经穿墙套管联接在 B 相主变室经电缆接地；变压器的冷却方式为强迫油循环水冷（ODWF）；每台单相变压器共三组冷却器，运行方式为两台优先、一台备用。主变压器高压侧中性点直接接地方式，低压侧经软连接辫与离相封闭母线联接，高压侧通过SF6管道母线与500kV电缆联接。

表1.主变压器主要参数

1.铁芯

铁芯是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高，厚度为或 mm，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成。铁芯分为铁芯柱和铁轭俩部分，铁芯柱套有绕组；铁轭闭合磁路之用。

铁芯结构的基本形式有心式和壳式两种。

二滩电厂为壳式变压器，铁芯由高质量、无时效、冷扎、晶粒取向、高磁导率的硅钢片叠成，有两个平行的磁回路，铁芯水平布置，这样铁芯能环绕线圈。壳式变压器有一个含有常规宽度硅钢穿孔的铁芯，这些硅钢穿孔在底部油箱法兰上层叠形成搭接接头，上部油箱降低到线芯和线圈的装置上，这样就能用焊接方式焊接到底箱上以达到对铁芯的固定。铁芯也因油箱侧板的张力作用被紧固在外部设备上，减小了噪音并排除在运行中发生松动的可能；同时狭小的铁芯大大提高了冷却效果。与传统心式变压器不同的是壳式变压器为外铁型结构，铁芯无须加装油道来改善铁芯的冷却效果。

2.绕组线圈

绕组是变压器的电路部分，它是用纸包的绝缘扁线或圆线绕成。

变压器线圈的导体元件用矩形断面具有高导电率的铜线制成，外部包以两层牛皮纸达到绝缘目的，n根铜线用绝缘纸连续层状包扎在一起做成线圈元件，线圈层间嵌相同材料的绝缘垫板，铜线数量依工作电压而定，这样的线圈元件层间具有足够的绝缘强度。在绝缘纸最外层使用胶结剂，每一包扎层都胶结在一起，构成了紧密的线圈。为减小涡流损耗，在导体元件的预定位置进行线路交叉。壳式变压器的线圈为垂直固定，为防止错位，在线圈与铁芯间插入木楔，线圈所有端部都被线芯和油箱固定，外力平布于一个大区域内，使其机械强度大大提高。

线圈接线方式：二滩500KV壳式变压器采用的是Y/△-11的接线方式，具体方式如下图2所示：

图1.主变压器绕组接线图

3. 防电涌绝缘材料

三菱壳式变压器利用一个具有较高绝缘强度的防电涌线圈来抵抗脉冲电压的影响，由于壳式变压器使用了具有较大表面积的线圈，线圈间的串联电容大，当施加一电涌时，能将电压合理分配，该电涌线圈是一个无振荡绕组，可对由于脉冲电压引起的电压振荡起抑制作用。

4. 油箱

变压器的油箱由高抗张强度的钢板焊接而成，分为上下两个部分。壳式变压器的线圈完全用绝缘材料密封，并依次用线芯环绕，因此不会因外部影响而担心损伤，而且无须提供绝缘空间。基于此，壳式变压器铁芯与油箱内壁只留有一点装配空间，油箱与铁芯、绕组配合紧密，油箱为完全焊接结构，无螺栓把合，这与传统的变压器有着很大的差别。器身装在油箱内，油箱内充满变压器油。

变压器油是一种矿物油，具有很好的绝缘性能。变压器油起两个作用：①在变压器绕组与绕组、绕组与铁芯及油箱之间起绝缘作用。②变压器油受热后产生对流，对变压器铁芯和绕组起散热作用。油箱有许多散热油管，以增大散热面积。

5. 变压器的无载调压装置，

在变压器无载时对变压器高压绕组进行档位调整，主变高压绕组具有五个档分别各

档位对应的高压侧额定电压及额定电流为下表：

表2.主变压器各档对应电流

档位12345

额定电压（KV）

550000

/√3

536250

/√3

522500

/√3

508750

/√3

495000

/√3

额定电流

（A）

674691709729749在主变内部高压侧触头引线引至一个断路抽头变换器，可移动接点具有两对并联触点，被弹簧紧紧压在固定点上；断路抽头变换器的转动靠其连接的联杆，联杆与外部的操作杆通过齿轮联接配合，而操作杆接至变压器下部操作箱。操作分接头控制箱内的操作把手，通过各部件的伞齿轮配合，达到操作主变内部断路抽头变换器的动触头的位置。

图2.主变压器示意图

6. 保护装置

温度计

通常，变压器上安装的温度计用于温度测量与采集温度信号的控制。用于测量的有就地测量与远方测量两种；用于控制的有控制冷却设备的起停与温度报警。少数变压器还装设有模拟式绕组温度计，那是一种根据变压器的负载电流（通过套管式电流互感器