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1.4 配电变压器的结构部件
配电变压器主要分为油浸式变压器和干式变压器。干式变压器结构较为简单,下面主要介绍油浸式配电变压器的结构组成。油浸式变压器主要分为本体、油箱、储油柜、绝缘套管、分接开关、保护装置等,其外观结构如图1-5所示。
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图1-5 油浸式变压器外观图
1—油箱 2—铁心 3—储油柜 4—绕组及绝缘 5—高、低压绝缘套管 6—分接开关 7—气体继电器 8—温度计
1.本体
本体包含了铁心、绕组及绝缘油三部分,绕组组成了变压器的电路部分,铁心组成了变压器的磁路部分,二者构成变压器的核心即电磁部分,具体如下:
(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0.35mm或0.5mm、表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成,铁心分为铁心柱和铁轭两部分,铁心柱套有绕组,供铁轭闭合磁路之用。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,一般用绝缘扁铜线或圆铜线在绕线模上绕制而成。绕组套装在变压器铁心柱上,低压绕组在内层,高压绕组套装在低压绕组外层,低压绕组和铁心之间、高压绕组和低压绕组之间,都用绝缘材料做成的套筒分开,以便于绝缘。
(3)绝缘油。变压器油的成分较复杂,主要是由环烷烃、烷烃和芳香烃构成,在配电变压器中变压器油起两个作用:一是在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间起绝缘作用。二是变压器油受热后产生对流,对变压器铁心和绕组起散热作用。常用的变压器油有10号、25号和45号三种规格,其标号表示油在零摄氏度以下开始凝固时的温度,例如“25号油”表示这种油在-25℃时开始凝固,应该根据当地的气候条件选择油的规格。
2.油箱
配电变压器油箱的作用是将变压器内部与外界空气隔离,因为其机械强度较高,且所需油量较少,一般做成椭圆形。然而,要做到完全不透气是很难的,因为当油受热后膨胀会把油箱中的空气排出,而冷却的时候收缩又会从外界吸进潮湿的空气,这种现象称为呼吸作用。所以为了减小油与空气的接触面积以降低油的氧化速度和进入变压器油的水分,通常在油箱上安装一个储油柜。
油箱顶盖装有一个排气管,亦称安全气道,它是作为保护变压器油箱用的。排气管的上端部装有一定厚度的玻璃板。当变压器内部发生严重事故而有大量气体形成时,排气管内的压力增加,油和气体将冲破玻璃板向外喷出,以免油箱受到强烈的压力而爆裂。
3.储油柜
储油柜又称油枕,安装在油箱的顶盖上,为一圆筒形容器。储油柜的体积是油箱体积的10%左右。当变压器的体积随着油的温度变化而膨胀或缩小时,储油柜起着储油和补油的作用,保证铁心和绕组浸在油内;同时由于装了储油柜,缩小了油和空气的接触面,减少了油的劣化速度。
储油柜侧面有油标,在玻璃管的旁边有油温在-30℃、+20℃和+40℃时的油面高度标准线,表示未投入运行的变压器应该达到的油面高度。标准线主要可以反映变压器在不同温度下运行时,油量是否充足。
储油柜上装着通气管道,使储油柜上部空间和大气相通。在通气管道中存放有氯化钙等干燥剂,用以吸收空气中的水分。变压器油热胀冷缩时,储油柜上部的空气可以通过通气管道出入,使油面可以上升或下降,防止油箱变形甚至损坏。储油柜的底部还装有沉积器,以沉聚侵入变压器油中的水分和污物,定期加以排除。
4.绝缘套管
绝缘套管是变压器油箱外的主要绝缘装置,大部分变压器绝缘套管采用瓷质绝缘套管。变压器通过高、低压绝缘套管,把变压器高、低压绕组的引线从油箱内引至油箱外,使变压器绕组对地(外壳和铁心)绝缘,并且还是固定引线与外电路连接的主要部件。一般地高压瓷套管比较高大,低压瓷套管比较矮小。
5.分接开关
变压器高压绕组改变抽头的装置,调整分接位置,可以增加或减少一次绕组部分匝数,以改变电压比,使输出电压得到调整。
6.保护装置
(1)气体继电器。气体继电器装于变压器油箱与储油柜连接管中间,与控制电路连通构成瓦斯保护装置。气体继电器上接点与轻瓦斯信号构成一个单独回路,气体继电器下接点连接外电路构成重瓦斯保护,重瓦斯保护动作使高压断路器跳闸并发出重瓦斯动作信号。
(2)防爆管。防爆管是变压器的一种安全保护装置,装于变压器大盖上面,防爆管与大气相通,故障时热量会使变压器油汽化,触动气体继电器发出报警信号或切断电源避免油箱爆裂。