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变电检修实训 一、变压器的基本原理 变压器是应用电磁感应原理来进行能量转换的，其结构的主要部分是两个（或两个以上）互相绝缘的绕组，套在一个共同的铁心上，两个绕组之间通过磁场而耦合，但在电的方面没有直接联系，能量的转换以磁场作媒介。在两个绕组中，把接到电源的一个称为一次绕组，简称原方（或原边），而把接到负载的一个称为二次绕组，简称副方（或副边）。当原方接到交流电源时，在外施电压作用下，一次绕组中通过交流电流，并在铁心中产生交变磁通，其频率和外施电压的频率一致，这个交变磁通同时交链着一次、二次绕组，根据电磁感应定律，交变磁通在原、副绕组中感应出相同频率的电势，副方有了电势便向负载输出电能，实现了能量转换。利用一次、二次绕组匝数的不同及不同的绕组联接法，可使原、副方有不同的电压、电流和相数。 按相数来区分，变压器可以分为三相变压器和单相变压器。在三相电力系统中，一般应用三相变压器。当容量过大且受运输条件限制时，在三相电力系统中也可应用三台单相变压器连接成三相变压器组。 按绕组数目来区分，变压器可以分为双绕组和三绕组变压器。所谓双绕组变压器即在一相铁心上套有两个绕组，一个为一次绕组，另一个为二次绕组，升压变压器的一次绕组是低压绕组，二次绕组是高压绕组，而降压变压器则相反。容量较大（5600kVA以上）的变压器，有时可能有三个绕组，用以连接三种不同电压，此种变压器称作三绕组变压器，例如在电力系统中，220kV、110kV和35kV之间有时就采用三绕组变压器。 按冷却介质来区分，变压器可以分为油浸式变压器、干式变压器（空气冷却式）以及水冷式变压器。干式变压器多用在低电压、小容量或用在防火防爆的场所，而电压较高、容量较大的变压器多用油浸式，称为油浸式变压器。电力变压器大多采用油浸式变压器。 为了提高发电厂厂用电的可靠性，大容量机组（单机容量 200MW 及以上）的厂用变压器常采用特殊结构的分裂绕组变压器。 第二节 变压器结构 电力变压器一般是由铁芯、绕组、油箱、绝缘套管和冷却系统等主要部分组成。铁芯和绕组是变压器进行电磁能量转换的有效部分称为变压器的器身。油箱是油浸式变压器的外壳，箱内灌满了变压器油，变压器油起绝缘和散热作用。绝缘套管是将变压器内部的高、低压引线引到油箱的外部，不但作为引线对地的绝缘，而且担负着固定引线的作用。冷却系统是用来保证变压器在额定条件下运行时温升不超过允许值的。 一、铁芯铁芯铁芯铁芯 铁芯是变压器的磁路，为提高变压器磁路的导磁率，铁芯材料采用高导磁性能的硅钢片，为减少交变磁通在铁芯中引起的涡流损耗，铁芯通常用 0.28～0.35mm 相互绝缘的硅钢片叠成。目前广泛采用导磁系数高的冷扎晶粒取向硅钢片，以缩小体积和重量，也可节约导线和降低导线电阻所引起的发热损耗。 铁芯分为铁芯柱和铁轭两部分。铁芯柱上套绕组，铁轭将铁芯柱连接起来，使之成为闭合磁路。。两个铁芯柱上都套有高压绕组5和低压绕组4。通常将低压绕组放在内侧，即靠近铁芯，而把高压绕组放在外侧，即远离铁芯，这样易于符合绝缘等级要求三相芯式变压器有三相三柱式和三相五柱式两种，分别如图2-2和图2-3所示。如图2-2所示的三相三柱式是将 A、B、C 三相的三个绕组分别放在三个铁芯柱上，三个铁芯柱与上下两个磁轭共同构成磁回路。图 2-3 所示的三相五铁芯柱式（或称三相五柱式）也称三相三铁芯柱旁轭式，它是在三相三铁芯柱式（或称三相三柱式）两头多了两个分支铁芯，称为旁轭，旁轭上没有绕组。随着电力变压器单台容量的不断增大，其体积也相应地增大，与运输的高度限制发生矛盾，解决的办法之一是采用三相五柱式铁芯。它的上下铁轭的截面和高度比普通三相三铁芯柱式小，从而降低了整个变压器的高度。它能将变压器的上下铁轭高度几乎各减去一半，即整个变压器降低了一个铁轭的高度，而降低后铁轭中的磁通密度仍保持原值。由于三相五柱式铁芯各相磁通可经旁轭闭合，故三相磁通可看作是彼此独立的，而不像普通三相三柱式变压器各磁通互相关联，因此当有不对称负载时，各相零序电流产生的零序磁通可经旁轭而闭合，故其零序励磁阻抗与对称运行时励磁阻抗（正序）相等。 芯式变压器结构比较简单，高压绕组与铁芯距离较远，绝缘较易处理。壳式变压器的结构比较坚固，制造工艺较复杂，高压绕组与铁芯柱的距离较近，绝缘处理较困难。壳式结构易于加强对绕组的机械支撑，使其能承受较大的电磁力，特别试用于通过大电流的变压器。 二、 绕组 绕组是变压器的电路部分，由铜或铝的绝缘导线绕成，电力变压器的高低压绕组在铁芯 柱上按同心圆筒的方式套装，在一般情况下，总是将低压绕组放在里面靠近铁芯处，以利于绝缘，把高压绕组放在外面，高、低压绕组间以及低压绕组与铁芯柱之间留有绝缘间隙和散热通道，并用绝缘纸柏筒隔开。 按其结构不同，绕组可