电力变压器的结构组成是怎样的?
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变压器是一种能量转换装置,是一种相对可靠的电气设备,但其一旦发生故障影响十分巨大,它牵涉到用户停电和花费较大的修理费用且修理时间也较长。了解变压器的结构,对于分析变压器的故障有很大的帮助作用。电力变压器是根据电磁感应原理制造出来的电气设备,因此,电力变压器至少应有能高效利用电磁感应的铁心和绕组。电力变压器的主要部分是铁心、绕组、绝缘、外壳和必要的组件等。由于容量、电压的不同,电力变压器的铁心、绕组、绝缘、外壳和必要的组件的结构形式可以是不一样的。
1.铁芯
铁芯是变压器的磁路部分,是变压器结构的骨架。变压器的初、次级绕组都绕在铁芯上。铁芯多用厚度为0.35~0.5mm的硅钢片交叉叠制而成,上面涂有绝缘漆。
2.线圈
线圈是变压器的电路部分,通常由绝缘铜线或铝线制成,铜线的外面采用电缆纸绝缘。电力变压器的线圈采用筒形方式绕制,即高、低压线圈套在一起,都在一个同心圆上,低压线圈套在靠近铁芯的地方,高压线圈套在低压线圈的外面。高、低压线圈之间用绝缘纸板隔离开,并留有油道,使变压器油能在两线圈之间自由流通。图11-2所示为高、低压线圈的外形图。
3.油箱
油箱就是变压器的外壳,用钢板焊接而成,里面除了装置铁芯、线圈等部件之外,还有变压器油。铁芯和线圈都浸在变压器油中,油箱保护铁芯和线圈不受外力及潮气的侵蚀,同时通过变压器油的对流,将运行中铁芯和线圈产生的热量传递给箱壁。在箱壁的外侧装有散热管,箱内热油通过箱壁和散热管,将热量散到周围的空气中,对油进行冷却。
4.变压器油
变压器油是一种上等的绝缘油,它不仅可以冷却线圈和铁芯,同时还有增强各层线圈之间、线圈与铁芯之间绝缘性能的作用。变压器油在线圈的间隙里流通,把内部的热量传导到油箱外壳,经过外壳的表面散发到空气里去。
5.油枕
油枕又称储油柜,是一个圆筒形的容器,装在油箱顶盖上部,通过管道与变压器的油箱连通。变压器油充满油箱并达到油枕的一半。当变压器运行时,温度升高油膨胀,油箱中的油流进油枕;当油温下降时,油又流入油箱中,使油箱里始终充满油。油枕上装有油表,通过油表可以监视油面的高低。
6.绝缘套管
绝缘套管由外部的瓷套与中心的导电杆组成。变压器的出线从油箱内部引到油箱外部时,必须穿过绝缘套管,以使带电的导线与接地的油箱绝缘。绝缘套管一般做成多级伞状,以增加表面放电距离,高压套管外形高大,低压套管外形矮小。
7. 磁路:磁路由铁芯组成,铁芯是将变压器的磁通集中、导出、传送的重要部分。铁芯分为高压侧铁芯和低压侧铁芯,两者通过中线连接在一起。铁芯材料通常采用硅钢片,其主要作用是通过减小铁芯中的磁阻,提高铁芯的磁导率,从而提高变压器的效率及性能。
8. 绕组:绕组又分为高压侧绕组和低压侧绕组,由铜线或铜箔绕制而成。绕组的主要作用是将输入的电能变成可用的电能,并且在绕组中会产生电流,从而在绕组内产生磁通,使铁芯中的磁通随之变化,从而实现电压的传递。
9. 冷却系统:由于变压器在工作时会有一定的热损耗,因此需要进行散热。变压器的冷却系统主要有内部冷却和外部冷却两种形式。内部冷却就是通过变压器自身的散热系统来散热,并采用油来冷却变压器。外部冷却则是利用空气或水通过变压器表面的散热片对变压器进行散热。
总之,电力变压器的基本结构主要由磁路、绕组和冷却系统三个部分组成。其中,磁路是将变压器的磁通集中、导出、传送的重要部分;绕组将输入的电能变成可用的电能,实现电压的传递;冷却系统则是对变压器散热的重要部分,以保证变压器能稳定、高效、安全地工作。