电力变压器-中试控股

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电力变压器

时间：2021-01-28

简介

变压器是用来变换交流电压、电流而传输交流电能的一种静止的电器设备。它是根据电磁感应的原理实现电能传递的。变压器就其用途可分为电力变压器、试验变压器、仪用变压器及特殊用途的变压器：电力变压器是电力输配电、电力用户配电的必要设备；试验变压器对电器设备进行耐压（升压）试验的设备；仪用变压器作为配电系统的电气测量、继电保护之用（PT、CT）；特殊用途的变压器有冶炼用电炉变压器、电焊变压器、电解用整流变压器、小型调压变压器等。

电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备。当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以kVA或MVA表示，当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。较为节能的电力变压器是非晶合金铁心配电变压器，其最大优点是，空载损耗值特低。最终能否确保空载损耗值，是整个设计过程中所要考虑的核心问题。当在产品结构布置时，除要考虑非晶合金铁心本身不受外力的作用外，同时在计算时还须精确合理选取非晶合金的特性参数。

图例

三相油浸式电力变压器外形图

1-铭牌；2-信号式

温度计；3-吸湿器；4-油标；5-储油柜；6-安全气道；7-气体继电器；8-高压套管；9-低压套管；10-分接

开关；11-油箱；12-放油阀门；13-器身；14-接地板；15-小车

作用

电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。变压器的作用是多方面的不仅能升高电压把电能送到用电地区，还能把电压降低为各级使用电压，以满足用电的需要。总之，升压与降压都必须由变压器来完成。在电力系统传送电能的过程中，必然会产生电压和功率两部分损耗，在输送同一功率时电压损耗与电压成反比，功率损耗与电压的平方成反比。利用变压器提高电压，减少了送电损失。

变压器是由绕在同一铁芯上的两个或两个以上的线圈绕组组成，绕组之间是通过交变磁场而联系着并按电磁感应原理工作。变压器安装位置应考虑便于运行、检修和运输，同时应选择安全可靠的地方。在使用变压器时必须合理地选用变压器的额定容量。变压器空载运行时，需用较大的无功功率。这些无功功率要由供电系统供给。变压器的容量若选择过大，不但增加了初投资，而且使变压器长期处于空载或轻载运行，使空载损耗的比重增大，功率因数降低，网络损耗增加，这样运行既不经济又不合理。变压器容量选择过小，会使变压器长期过负荷，易损坏设备。因此，变压器的额定容量应根据用电负荷的需要进行选择，不宜过大或过小。

发展历史

在过去十年的发展中，我国电力建设快速发展，成绩斐然。其中，发电装机容量高速增长，电网建设速度突飞猛进，电源结构调整不断优化，技术装备水平大幅提升，节能减排降耗效果显著，电力建设实现了跨越式发展。这为我国经济社会平稳较快发展提供了强大动力，对改善人民生活起到了重要支撑和保障作用。

国家统计局数据显示，2007-2011年，电力变压器制造行业的销售规模不断扩大，销售收入每年以13%以上的速度增长，2011年销售收入达到1784.36亿元，同比增长16.53%;实现利润总额102.14亿元，同比减少5.43%。总体来看，2011年，中国电力变压器制造行业发展稳定，但盈利能力有所下滑。出于全球经济环境的考虑，我国未来可能会加大可再生能源的比例。国网、南网都在研究轻型直流，这些都是新的趋势，将为变压器行业带来新的发展领域。并且电力变压器在市场上的发展和使用越来越广泛，在技术上和质量上其中一些知名企业也脱颖而出例如一开投资集团多年来公司一直致力于民族电气工业的发展，与众多科研院所、高校及国际行业巨头建立紧密的合作，设立了“上海一开电器科学研究所”，专业研发、生产输配电控制设备、高低压电器元件、智能电气等产品，先后开发了“智能型PLC控制总屏”及“智能型成套开关总控”等各种高、低压电器元件；与沈阳变压器研究所合作，研发、生产高低压变压器产品，先后开发了S（B）H15-M、S（B）H16-M型非晶合金卷铁芯电力变压器，SC9、SCB9、SC10、SCB10系列树脂绝缘干式变压器，SG10型H级绝缘干式电力变压器，SGB11-R卷铁芯H级非包封线圈干式电力变压器，10kV级S9、S11系列油浸式电力变压器，35kV级S9-□-□系列油浸式电力变压器等系列产品并同时研发生产了变压器生产用箔式绕线机、非晶合金剪切机、高低压绕线机等专用机械设备；与美国通用公司（GE）强强联手，打造亚太地区最大、最专业的船用开关设备及低压电气设备，先后开发了GEA plus2.0、Modula plus、Modula 630k、船用变压器、船用箱式变电站、船用电气自动化设备、隧道专用配电柜等系列产品。

发展前景

1、中频变压器产量大、价格低，并以出口为主，出口带动其快速发展。目前我国电子系统内企业中频变压器的行业平均价格为0.626元/只，但多数企业的平均出厂价在0.20～0.30元/只之间，高者在1元/只左右。

2、电源变压器市场需求旺盛。电源变压器是劳动密集型产品，并以用户定制生产为主，近几年来国内外市场需求旺盛，成为发展迅速的热门产品。而印度将增长25%。通信、计算机、消费类电子产品是其三大主力市场，其中通信需求的增长将起很大的推动作用，现全球电源变压器年需求已超过百亿美元，并向表面安装、高功率和高压方面发展。

非晶合金变压器若能完全替代新S9系列配变，如10kV级配电变压器年需求量按5000万kVA计算时，那么，一年便可节电100亿kW?h以上。同时，还可带来少建电厂的良好的环保效益，少向大气排放温室气体，这样会大大地减轻对环境的直接污染，使其成为新一代名副其实的绿色环保产品。总之，国家在城乡电力网系统发展与改造中，若能大量推广采用三相非晶铁芯配电变压器产品，其最终会获得节能与环保两方面的效益。

分类

电力变压器按用途分类：升压（发电厂6.3kV/10.5kV或10.5kV/110kV等）、联络（变电站间用220kV/110kV或110kV/10.5kV）、降压（配电用35kV/0.4kV或10.5kV/0.4kV）。

电力变压器按相数分类：单相、三相。

电力变压器按绕组分类：双绕组（每相装在同一铁心上，原、副绕组分开绕制、相互绝缘）、三绕组（每相有三个绕组，原、副绕组分开绕制、相互绝缘）、自耦变压器（一套绕组中间抽头作为一次或二次输出）。三绕组变压器要求一次绕组的容量大于或等于二、三次绕组的容量。三绕组容量的百分比按高压、中压、低压顺序有：100/100/100、100/50/100、100/100/50，要求二、三次绕组均不能满载运行。一般三次绕组电压较低，多用于近区供电或接补偿设备，用于连接三个电压等级。自耦变压器：有升压或降压二种，因其损耗小、重量轻、使用经济，为此在超高压电网中应用较多。小型自耦变压器常用的型号为400V/36V（24V），用于安全照明等设备供电。

电力变压器按绝缘介质分类：油浸变压器（阻燃型、非阻燃型）、干式变压器、110kVSF6气体绝缘变压器。

电力变压器铁心均为芯式结构。

一般通信工程中所配置的三相电力变压器为双绕组变压器。

双绕组电力变压器的接线组别

三相变压器和三相变压器组可连接成星形、三角形、曲折形，在高压侧分别用Y、D、Z符号表示，在低压侧分别用y、d、z符号表示，有中性点引出时高压用YN、ZN符号表示，低压用yn、zn符号表示。根据三相绕组的不同接线组合，可有12种接线组别。但是为了制造及使用的方便，我国原规定了5种接线组别：Y，Yn0（Y/Y0-12）；Y，Yn（Y/Y-12）；YN，Yn（Y0/Y-12）；Y，d11（Y/△-11）；YN，d11（Y0/△-11）。

Y，Yn0（Y/Y0-12）：用于配电变压器。一、二次绕组均为星形接线，二次绕组为中性点接地方式。

YN，d11（Y0/△-11）用于高压输电线路，使电力系统的高压侧有可能接地。

Y，zn11：一次绕组为星形接线，二次绕组为中性点接地的曲折形接线（属星形接线）方式。

但上述几种接线未包括D，yn11。在通信行业、城市电网、工矿企业及民用建筑10/0.4/0.23kV的配电系统中，多年来一直采用国家定型产品Y，Yn0接线的三相变压器，是沿袭原苏联以前采用的标准。但从国外引进技术生产的配电变压器有二种接线方式（D，Yn0；D，yn11），国内外资企业所选用的变压器及多数国家的配电变压器均采用D，Yn11接线。

我国国家标准JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》对变压器接线组别的选用有以下规定：

具有如下情况之一者，宜选用接线组别为D，Yn11型变压器：

² 三相不平衡负载超过变压器每相额定功率15%以上者。

² 需要提高单相短路电流值，确保低压单相接地保护装置灵敏度者。

² 需要限制三次谐波含量者。

供电方式

10KV高压电网采用三相三线中性点不接地系统运行方式。

电力变压器

用户变压器供电大都选用Yyn0结线方式的中性点直接接地系统运行方式，可实现三相四线制或五线制供电，如TN-S系统。

主要部件

普通变压器的原、副边线圈是同心地套在一个铁芯柱上，内为低压绕组，外为高压绕组。（电焊机变压器原、副边线圈分别装在两个铁芯柱上）。

变压器在带负载运行时，当副边电流增大时，变压器要维持铁芯中的主磁通不变，原边电流也必须相应增大来达到平衡副边电流。

变压器二次有功功率一般=变压器额定容量（KVA）×0.8（变压器功率因数）=KW。

电力变压器主要有：

A、吸潮器（硅胶筒）：内装有硅胶，储油柜（油枕）内的绝缘油通过吸潮器与大气连通，干燥剂吸收空气中的水分和杂质，以保持变压器内部绕组的良好绝缘性能；硅胶变色、变质易造成堵塞。

B、油位计：反映变压器的油位状态，一般在+20O左右，过高需放油，过低则加油；冬天温度低、负载轻时油位变化不大，或油位略有下降；夏天，负载重时油温上升，油位也略有上升；二者均属正常。

C、油枕：调节油箱油量，防止变压器油过速氧化，上部有加油孔。

D、防爆管：防止突然事故对油箱内压力聚增造成爆炸危险。

E、信号温度计：监视变压器运行温度，发出信号。指示的是变压器上层油温，变压器线圈温度要比上层油温高10℃。国标规定：变压器绕组的极限工作温度为105℃；（即环境温度为40℃时），上层温度不得超过95℃，通常以监视温度（上层油温）设定在85℃及以下为宜。

F、分接开关：通过改变高压绕组抽头，增加或减少绕组匝数来改变电压比。

∵：U1/U2=W1/W2，U1W2=U2W1，

∴：U2=U1W2/W1。

一般变压器均为无载调压，需停电进行：常分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三挡+5%、0%、-5%（一次为10.5KV、10KV、0.95KV二次为380V、400V、420V），出厂时一般置于Ⅱ挡。

G、瓦斯信号继电器：（气体继电器）轻瓦斯、重瓦斯信号保护。上接点为轻瓦斯信号，一般作用于信号报警，以表示变压器运行异常；下接点为重瓦斯信号，动作后发出信号的同时使断路器跳闸、掉牌、报警；一般瓦斯继电器内充满油说明无气体，油箱内有气体时会进入瓦斯继电器内，达到一定程度时，气体挤走贮油使触点动作；打开瓦斯继电器外盖，顶上有二调节杆，拧开其中一帽可放掉继电器内的气体；另一调节杆是保护动作试验纽；带电操作时必须戴绝缘手套并强调安全。