高压电气设备结构培训讲义.docVIP

高压电气设备结构概况 对于供电系统的降压变电站来说，高压一次有降压用的变压器、测量系统电压电流用的互感器、防过电压用的避雷器、开断系统电流的断路器（开关）等主要设备，其它还有隔离开关、母线、绝缘子、绝缘支瓶等辅助设备。电气设备在变电站中根据其作用不同，按设计要求其放置位置也不同，图2-1为变电站一角，目前大多数变电站均采取此种布置方法。 图2-1 变电站电气设备布置图 图2-1 变电站电气设备布置图 下面结合实训基地的情况，介绍高压一次设备的结构。 第一节 变压器 变压器借助电磁感应作用，把一种电压的交流电能转变为同频率的另一种或几种电压的交流电能。变压器按电压等级可分为：500kV、220kV、110kV、35kV、10kV等，如图2-2、2-3、2-4所示。 图2-2 500kV单相变压器 图2-3 220kV三相三绕组变压器 图2-4 110kV三相三绕组变压器 图2-2 500kV单相变压器 图2-3 220kV三相三绕组变压器 图2-4 110kV三相三绕组变压器 图2-6 110KV变压器内部结构 图2-6 110KV变压器内部结构 图2-7 变压器外部构件名称 1～箱盖；2～箱壳；3～出线套管；4～散热器；5～热虹吸器；6～防爆管；7～油枕；8～箱盖吊攀；9～油位计；10～呼吸器。 铁芯：构成磁通路 器身内部： 绕组：构成电通路 绝缘：相间、相地间、匝层间电的隔离 变压器油：绝缘、冷却 调压装置：输出电压的调整 变压器 保护装置：在异常情况下，使变压器免遭损坏或减轻损伤 油 箱：容纳器身和绝缘介质等 冷却装置：散热 出线套管：固定引线并使它们相互间及对地绝缘 引 线：与电网联系 变压器按相别可分为单相和三相，按绝缘介质可分为：充油、充SF6、干式等类型,目前常用的为充油变压器。 一、变压器基本结构 电力变压器的基本结构及主要部件作用如图2-6、2-7所示。 1.铁芯 铁芯是变压器的磁路部分，是电能转换的媒介，主要作用是导磁，由磁导率很高的电工钢片（硅钢片）制成。它把一次电路的电能转变为磁能，又由自己的磁能转变为二次电路的电能，如图2-8所示。另外，铁芯是变压器的内部骨架，铁芯的夹紧装置不仅使磁导体成为一个机械上完整的结构，而且在其上面套有带绝缘的线圈，支持着引线，并几乎安装了变压器内部的所有部件。 1.1铁芯的绝缘 图2-9 变压器绕组外观图2-8 变压器铁芯外观 图2-9 变压器绕组外观 图2-8 变压器铁芯外观 1.2铁芯的接地 铁芯及其金属结构件在线圈的交变电场作用下，由于所处的位置不同，感应出的悬浮电位也不同，虽然它们之间的电位差不大，但也会通过很小的绝缘距离而产生悬浮放电。放电瞬间两点电位相同，即停止放电；再产生电位差，再放电，所以这种悬浮放电是断续的，放电的结果使变压器油分解，损坏并固体绝缘，所以铁芯及其金属结构件应接地，使它们同处于零电位，且必须一点接地。 如果铁芯有两点或两点以上接地，则铁芯中磁通变化时就会在接地回路中感应出环流。这些环流将引起空载损耗增大，铁芯温度升高。若两个接地点间包含的铁芯片越多，短接的回路越大，环流也越大。当环流足够大时，将烧毁接地片或铁芯产生故障。 2.绕组 绕组是变压器的电路部分，是由表面包有绝缘的铜（铝）导线绕制而成，并套装在变压器的铁芯柱上，导线材料可分为铜导线和铝导线两种。由于我国生产和使用的绝大多数是芯式变压器，它的绕组都是采用同芯式结构，而这种圆柱形的绕组正适合同芯式变压器绕组的布置。变压器绕组应具有足够的绝缘强度、机械强度和耐热能力，如图2-9所示。 绕组的绝缘主要有绝缘纸、绝缘纸筒、端绝缘和压板、撑条、垫块、角环、静电屏等。 2.1绝缘纸：在油浸变压器中常用的绝缘纸是电缆纸，电缆纸在变压器运行中有足够的热稳定性，一般作为导线的匝绝缘、层绝缘或导线的覆盖绝缘。 2.2绝缘纸筒：为了提高抗短路能力，目前一般将低压绕组直接绕在6mm左右的绝缘厚纸筒上，它既是绕组的支撑骨架，又作为绕组主绝缘的一部分，因此必须有足够的机械强度和耐电强度。 2.3端绝缘和压板：端绝缘用来填平绕组的螺旋端面，提高绕组端部的机械稳定性，同时又是绕组端部主绝缘的一部分。端部绝缘件包括铁轭绝缘、铁轭垫块及纸板圈上粘有垫块的各种端部绝缘，用绝缘层压纸板加工制成。 绕组压板是承受绕组轴向力的主要部件，其机械强度的高低直接影响绕组的抗短路能力。一般中小型电力变压器和特种变压器多采用钢压板，而目前大中型变压器则多采用层压纸板和层压木板加工成压板，这种绝缘压板既有高的机械强度又有较高的电气强度。 2.4撑条和垫块：在圆筒式绕组中油道撑条和垫块既是层间