油浸式變壓器主要部件及結構

　　油浸式變壓器具備散熱好、消耗低、容量大、價錢低等特性。目前電網上運轉的電力變壓器大部分為油浸式變壓器，其中80%以上是選用自然油循環的冷卻方式。自然油循環變壓器線圈中設置導向板是如今普遍使用的一種制冷構造。本文著重分析油浸式電力變壓器的構造、運行和維護，而且具體分析了油浸式電力變壓器的油系統，簡要的闡述了油浸式電力變壓器的故障。希望能夠增加掌握分析我國的油浸式電力變壓器。

　　油浸式變壓器結構

　　三相油浸式變壓器的關鍵部分是由關閉鐵心和套在鐵心柱上的繞阻構成。此外，也有油箱、儲油柜、套管、呼吸器、防爆管、散熱器、分接開關、瓦斯繼電器、溫度表、凈油器等。

　　(1)鐵心

　　鐵心是變壓器的磁路部分。為了減小鐵心里的磁滯與渦流損耗，鐵心由0.35mm～0.5mm厚的硅鋼片折成，硅鋼片表層涂成絕緣漆或利用表層氧化膜使片間彼此絕緣。按照繞阻在鐵心里的布局方法，有鐵心式和鐵殼式之分。三相變壓器的鐵心中直立部分叫鐵心柱，在柱上套著變壓器的低壓繞組和高壓繞組;水平部分叫鐵軛，用于組成關閉磁路。

　　在大容量的變壓器中，為使鐵芯損耗傳出熱量能夠被絕緣油在循環時充足帶去，以達到較好的制冷效果，常在鐵心中配有冷卻油道。

　　(2)繞阻

　　繞阻也叫線圈，是變壓器的電路部分，分成原、副兩種繞組。其中與電源相連的繞阻叫原繞組，與負荷相連的繞阻叫副繞組。原、副繞組都是用包有高韌性絕緣物的銅線或鋁線繞成的。

　　三相變壓器的每一相原、副繞組都制成圓柱形套在同一鐵心柱上，匝數少的低壓繞組套在里面靠近鐵心，匝數多的高壓繞組套在低壓繞組的外面。這樣放置是由于低壓繞組對鐵芯絕緣很容易。低壓繞組和鐵心之間及高壓繞組和低壓繞組之間都用絕緣材料制成的套筒防護，將它們可靠地絕緣起來。為了方便排熱，在高、低繞阻之間留有一定間隙做為油道，使變壓器油可以流通。

　　變壓器繞阻關鍵故障是匝間短路與對機殼短路。匝間短路主要是由于絕緣老化，或由于變壓器的過負荷及其穿越性短路時絕緣遭受機械損害而引起的。變壓器里的油位降低，導致繞阻外露油位時，也能發生匝間短路;此外有穿越短路時，因為過電流功效使繞組變形，使絕緣遭受機械損傷，也會帶來匝間短路。

　　匝間短路時，短路繞阻內電流可能超出額定值，但整個繞阻電流可能未超過額定值。在這種情況下，瓦斯保護動作，情況嚴重時，差動保護設備也會動作。

　　對機殼短路的原因也是因為絕緣老化或油返潮、油位降低，或因雷擊和操作過電壓而引起的。除此之外，當發生穿越短路時，因過電流進而繞組變形，也會帶來對機殼短路的情況。對機殼短路時，一般都是瓦斯保護設備動作和接地保護動作。

　　(3)油箱

　　油箱是變壓器外殼，鐵心、繞阻都裝到里邊，并充滿變壓器油。針對容積較大的變壓器，在油箱外邊配有散熱器或導熱管。滲油是油箱常見的現象。

　　變壓器油是一種絕緣性能較好的礦物油，它有兩個作用：

　　一是絕緣功效，變壓器油的絕緣性能比空氣好，繞阻浸在油里可以提高各處絕緣性能，而且防止與空氣觸碰，預防繞阻返潮;

　　二是排熱功效，運用油的對流，把鐵芯和繞阻產生的熱量根據箱壁和導熱管釋放到外面。變壓器油以它凝點不同分為10號、25號、45號三種規格，它們凝點分別是-10℃、-25℃、-45℃，一般結合當地氣候條件給予采用。

　　(4)儲油柜(油枕)

　　儲油柜俗稱油枕，為一圓桶行器皿，橫放于油箱上邊，用管道與變壓器的油箱連接，儲油柜的體積一般為油箱體積的10%上下。該儲油柜為膠襄式儲油柜，膠襄將儲油柜里的油和外界氣體阻隔開。當變壓器油熱脹時，油由油箱流入儲油柜;當變壓器油冷縮時，油由儲油柜流入油箱。儲油柜有兩個作用：一是當變壓器油的體積隨著油溫的變化而膨脹或縮小時，儲油柜起儲油和補油的作用，確保油箱內充滿油及鐵心和繞阻浸在油內;二是能夠減小油位和空氣的接觸面，避免變壓器油返潮和變質。

　　儲油柜的油量表明選用連桿式鐵磁油位計，以觀察油位高低，當因為漏水等原因導致油量不足時，需及時注油加以補充。油位計上刻著油溫在-30℃、+20℃和+40℃時的油位高度基準線，做為裝油的規范。油位標上+40℃表明安裝地點變壓器在環境最高溫為+40℃時滿載運作中油位最高限額線，油量不能超過此線;+20℃表明年平均溫度為+20℃時滿載運作時的油量高度;-30℃表明環境為-30℃時滿載變壓器最低油位線，不能低于此線，若油量太低，應給油。油枕上配有呼吸孔，使油枕上端空間和大氣互通。變壓器油熱漲冷縮時，油枕上部的氣體根據呼吸孔進出，油位能夠升高或降低，避免油箱變形或受損。

　　(5)套管

　　變壓器繞阻引線根據擺桿與外電路相接，套管是擺桿與機蓋之間的絕緣物，它起到絕緣和固定擺桿的功效。套管有高壓套管和低壓套管兩種。

　　絕緣管

　　變壓器繞阻的引線從箱里搭出油箱引出時需要經過絕緣管，以使帶電的導線絕緣。絕緣管主要由中心導電桿和磁套構成。導電桿在油箱內的一端與繞阻連接，在外面一端與外線路連接。這是變壓器易出故障的部件。

　　絕緣管的構造完全取決于電壓等級。電壓低的一般采用簡單的實芯磁套管。電壓較高時，為了加強絕緣能力，在瓷套和導電桿間留出一道充油層，這類套管稱為充油套管。電壓在110kV以上，選用電容式充電套管，稱之為電容式套管。電容式套管除了在瓷套內壁中充油外，在中心導電桿(中空銅管)與法蘭之間，也有電容式絕緣物裹住導電桿，做為法蘭與導電桿之間的主絕緣。

　　變壓器套管滲油是最常見的故障，套管滲油的原因是套管上端算盤珠狀硅膠密封圈和套管底端橡膠平墊老化造成。

　　(6)呼吸器

　　呼吸器又稱吸濕器，一般由一根管路和玻璃器皿構成，內窗防潮劑(硅膠或活性氧化鋁)。當油枕內的空氣隨變壓器油的體積膨脹或縮小時，排出或吸進的空氣都經過呼吸器，呼吸器里的防潮劑吸收空氣中的水分，對空氣起過濾作用，進而維持油的清理。浸有氯化鈷的硅膠，其顆粒在干燥時是鈷藍色的，但隨著硅膠吸收水分貼近飽和時，粒狀硅膠將轉化成粉白色或紅色，由此可判斷硅膠是否已失效。返潮后的硅膠可通過加溫烘干而再生，當硅膠顆粒色調變為鈷藍色時，再生工作就完成。

　　(7)壓力釋放設備

　　壓力釋放裝置在維護電力變壓器層面起著重要作用。充有變壓器油電力變壓器中，假如內部出現異常或短路，電弧放電便會在瞬間使油氣化，造成油箱內壓力很快上升。若不能很快釋放該壓力，油箱便會裂開，將易燃油噴射到很大的區域，可能引發火災，導致更大破壞，所以必須采取措施避免這種情況發生。壓力釋放設備有防爆管與壓力釋放器兩種，防爆管用以小型變壓器，壓力釋放器用以大、中型變壓器。

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