第4章开关量控制系统梯形图设计方法.ppt

课题二变压器的结构与冷却方式 复习提问： 1.电机与变压器在电能利用中所起的作用 2.变压器的分类 讲授新课 一、变压器的结构 根据用途的不同，变压器的结构也有所不同，大功率变压器的结构比较复杂，而多数电力变压器是油浸式的。油浸式变压器由绕组和铁心组成器身，为了解决散热、绝缘、密封、安全等问题，还需要油箱、绝缘套管、储油柜、冷却装置、压力释放阀、安全气道、温 度计和气体继电器等附件，其结构如图1-1所示。 2、变压器铁心 铁心是主磁通的通道，也是安放绕组的骨架。 (1)铁心材料选用。铁心材料的质量，直接影响到变压的性能。高磁导率、低损耗和价格，是选择铁心材料的关键。为提高铁心导磁能力，增大变压器容量、减少体积、提高效率，铁心常用硅钢片叠装而成，而硅钢片可分热轧和冷轧，其性能和特点见表1-3。 思考题： 为什么变压器铁心常用硅钢片叠装而成？ 答：为了减少工作过程中交变磁场在铁心中产生的涡流及磁滞损耗，避免铁心过热。 目前，有的变压器铁心采用非晶合金材料。非晶合金材料是20世纪70年代问世的一种新型合金材料、，该合金具有优异的导磁性、耐蚀性、耐磨性、高硬度、高强度等独特性能特点。利用非晶合金制作铁心而成的变压器，比利用硅钢片制作铁心变压器的空载损耗下降75%左右，空载电流下降约80%，现在越来越多用于安全和防火要求较高场合的大、中型变压器中。（但是价格较贵，脆性难加工，限制了它的推广） (2)铁心类型。变压器的铁心因绕组放置的位置不同，可分芯式和壳式，见表1-4。 (3)铁心柱与铁扼的装配工艺。 铁心由铁心柱与铁轭构成，铁心柱是铁心安装绕组的部分，铁扼是连接铁心柱形成闭合磁路的铁心部分，如图1-2所示。 铁心柱与铁辄的装配工艺有对接式和叠接式两种，见表1-5。 大、中型变压器中采用高导磁、低损耗的冷轧硅钢，冷轧硅钢片顺碾压方向导磁性好、损耗小，所以冷轧硅钢片叠装时要求硅钢片在对接处按45。角剪裁，以保证磁力线与碾压方向一致。现在铁心加工工艺一般不打穿心孔，改用新的夹紧工艺，可以提高铁心装配质量，减少铁耗。 二、变压器冷却方式 变压器绕组和铁心在运行中，虽然效率可高达99%，但还是有部分损耗的电能转化成热能，使变压器的钱心和绕组的温度升高。温度越高，绝缘老化越快。当绝缘老化到一定程度时，在运行振动和电动力作用下，绝缘容易破裂，易发生电气击穿而造成故障。运行温度直接影响到变压器的输出容量、安全和使用寿命。因此，必须有效地对运行中的变压器铁心和绕组进行冷却。我国生产的电力变压器多数采用油浸式冷却，根据容量不同，可分为下列4种。 1三相油浸自冷式(ONAN) 主要有SJ系列和SJL系列(铝线)。冷却方式为:当变压器运行、油温上升时，根据热油上升、冷油下降原理形成自然对流，流动的油将热量传给油箱体和外侧的散热器，然后依靠空气的对流传导将热量向周围散发，从而达到冷却效果。起冷却作用的散热器可分为管式、扁管式、片式和波纹油箱，其结构如图1-3所示。 为了防止因油温变化和空气进入了由箱使油质变差等，三相油浸式变压器还在油箱顶上设计了一只储油柜(见图1-1)。 2、三相油浸风冷式(ONAF) 主要有SP系列，其结构如图1-4所示。冷却方式: 是在油浸自冷式的基础上，在油箱壁或散热管上加装风扇，利用吹风机帮助冷却。而且风力可调，以适用于短期过载。加装风冷后可使变压器的容量增加30%~35%。多应用于容量在10 000 kV·A及以上的变压器。 3、三相强迫油循环风冷式(OFA) 主要有SFP系列。冷却方式:在油浸自冷式的基础上. 利用油泵强迫油循环，并且在散热器外加风扇风冷，以提高散热效果。 4、三相强迫油循环水冷式(OFWF〉 主要有SSP系列。冷却原理:在油浸自冷式的基础上. ; 用循环水作冷却介质，以提高散热效果。 变压器冷却方式随容量增大而有所不同。变压器容量越大，变压器冷却方式要求越高。 三、变压器的主要附件 1气体继电器(瓦斯继电器) 气体继电器装在油箱与储油柜之间的管道中，当变压器发生故障时，器身就会过热使油分解产生气体。气体进入继电器内，使其中一个水银开关接通（上浮筒动作)，发出报警信号。 此时应立即将继电器中气体放出检查，若系无色、不可燃的气体，变压器可继续运行；若系有色、有焦昧、可燃气体，则应立即停电检查。当事故严重时，变压器油膨胀，冲击继电器内的挡板，使另一个水银开关接通跳闸回路(即下浮筒动作) ， 切断电源，避免故障扩大。为了提高继电器的可靠性，现在多采用挡板式气体继电器，当继电器中气体达到一定容积后，开口杯下沉，上磁铁使上干簧闭合，接通信号;当油流冲击挡板后，接通信号；当油流冲击挡板后，下磁铁使下干簧闭合，接通跳闸回路(通常630 kV·A以上变压