探讨浅谈电力变压器学位

论文导读：
电力变压器是利用互感原理来改变交流电压的装置，在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗，安全隔离等。电力变压器是变换电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。
电力变压器的主要结构是由铁芯、绕组、油箱、附件等这几部分组成。其中铁芯和绕组装在一起构成的整体叫器身。在当今市场中，运用高端技术造就的复杂结构的变压器具有容量大、电压高、重量受到严格限制等优点，这是设计师在数年成功制造电力变压器积累了丰富经验的基础上，对那些不合理的落后的结构进行了改进同时采用新型技术的结晶，使得现在的变压器在结构上更加趋于合理，经济，耐用。现就组成电力变压器的各部分结构进行详细论述：
（1）铁芯
铁芯是电力变压器的磁路部分，也是器身的骨架，由铁芯柱（柱上套装绕组）、铁轭（连接铁芯以形成闭合磁路）组成。为了减小涡流和磁滞损耗，提高磁路的导磁性，铁芯采用0.35mm～0.5mm厚的硅钢片涂绝缘漆后交错叠成。小型变压器铁芯截面为矩形或方形，大型变压器铁芯截面为阶梯形，这是为了充分利用空间。
为缩短绝缘距离，降低局部放电量，在铁芯外面置一层由金属膜复合纸条黏制而成的金属围屏。金属膜本身厚度很薄，宽度也仅有50mm而已，因此，一方面不会在自身中形成较大的涡流，另一方面对铁芯的尖角产生了较好的屏蔽作用。与此同时，在铁芯的旁轭内侧也置有金属膜围屏，用以保护高压线圈。
夹件则多采用大板式腹板和鱼刺状支板结构，这在很大程度上降低了金属构件垂直线圈顶部的漏磁面积。再配上纸板结构，将大大降低杂散损耗。线圈引线的引出结构也在不断被简化，不仅省去了夹件加强板，还方便中低压引线的排布，从而可将强油导向循环的导油管和下夹件连为一体。这也促进了杂散损耗值的降低，对大型电力变压器来讲意义更为重大。因为杂散损耗在变压器总损耗中所占比例会随着容量的增大而增大。因此，有效提高了线圈的电流密度，减轻电力变压器的重量。
上铁轭下部用楔形绝缘撑紧，进一步加强器身短路的机械强度；下铁轭垫块分块制造分块安装，在器身装配完成以后，仍能方便地固定在铁轭上均匀分布的夹紧钢带螺栓。
铁芯油道共4层，为提高散热效率，使用6mm厚纸板直接黏在铁芯片上，并在铁芯每隔100mm放置一层0.5mm的纸板，防止铁芯片的相对滑动。
（2）绕组
绕组是电力变压器的电路部分，采用绝缘铜线或铝线绕制而成，一般有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈（或原绕组），其余的绕组叫次级线圈（或副绕组），原、副绕组同心套在铁芯柱上。为便于绝缘，一般低压绕组在里，高压绕组在外，但大容量的低压大电流变压器，考虑到引出线工艺困难，往往把低压绕组套在高压绕组的外面。线圈以及匝绝缘高压线圈使用高密度的电缆纸包导线：中压线圈和低压线圈分别采用绝缘强度较好的高密度电缆纸包换位导线、丹尼森纸包换位导线。线圈配置了内外导向隔板，目的是提升油的冷却效率。高压线圈的两端以及中压线圈的首端都安装了30mm厚、馒头状均压环，这极大地改善了端部的电场分布。并且所有的线圈端部出头和第二饼之间都垫有扇形绝缘块，加强出线端部的绝缘效果。
（3）油箱
油箱是装器身和变压器油的，它保护铁芯和绕组不受潮，又有绝缘和散热的作用。电力变压器运行时器身发出的热量由变压器油传给油箱壁和箱体外侧的散热管（片）。为了便于散热，有的箱壁上焊有散热管。变压器油的作用是绝缘和冷却。为了减轻油箱重量以及节省钢材和变压器油，在保证符合绝缘距离的条件下，上节油箱采用梯形，下节为梯形适形油箱。
电力变压器是电力系统中最关键的设备之一，它承担着电压变换，电能分配和传输，并提供电力服务。变压器作为电力系统的一个重要设备，一旦发生故障，将直接影响供电。发生严重故障的情况下甚至会造成除维修费源于：如何写论文www.7ctime.com
用之外的重大经济损失。因此，变压器的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证，必须最大限度地防止和减少变压器故障和事故的发生。但由于变压器长期运行，故障和事故总不可能完全避免，且引发故障和事故又出于众多方面的原因。如外力的破坏和影响，不可抗拒的自然灾害，安装、检修、维护中存在的问题和制造过程中遗留的设备缺陷等事故隐患，特别是电力变压器长期运行后造成的绝缘老化、材质劣化及预期寿命的影响，已成为发生故障的主要因素。现就以下几点对其常见故障进行分析：
（1）响声异常
若变压器响声大而嘈杂，则需要检查铁芯是否出现问题。比如压紧铁芯的螺丝发生松动，而仪表的指示却正常，绝缘油的温度、颜色等属性亦无变化，此时就要停止运行，细致地检查变压器的夹件或压紧铁芯的螺丝。
若能听到水沸腾的声音，可能绕组发生了严重的故障，导致其周围的零件发热，使油发生气化；可能是分接开关接触不良，局部过热；也可能是变压器发生了砸间短路。这种情况下，应该立即停止运行变压器，进行检修。
若听到放电的声音，很可能是器身或者套管表面局部放电。倘若是套管发生了问题，夜间还可见蓝紫色小火花。此时，停止运行，清理套管表面污渍，并涂上硅油硅脂涂料。
若夹杂爆炸声，可能是器身绝缘被击穿，需要立即停止运行，检查维修。
如果响声中夹杂连续规律性的摩擦或撞击声，就要检查变压 器铁芯部件是否发生振动，是否是静电放电的结果。此类响声虽然危害不大，但要及时排除。
（2）温度异常
若变压器在大致相同的负荷、散热条件和环境温度下温度异常升高，就需要及时采取措施降温。温度异常诱因有多种，常见如下：长期超负荷运行；散热条件恶化；铁芯局部发生短路；漏磁或涡流导致；变压器内部故障等等。
（3）放电故障
放电故障类型大致有3种：火花放电、局部放电、高能量放电。火花放电因为油中掺有杂质；局部放电情况比较复杂；高能量放电常在绕组匝间层绝缘被击穿时发生。
（4）发生短路
变压器短路故障的情况比较常见，包括变压器出口短路、内部引线或者绕组间对地短路等。
（5）绝缘故障
绝缘条件是变压器正常工论文导读：器安全正常地工作。上一页12
作的基本条件。当其处于工作状态，随着电流的增加变压器线圈温度上升，直接导致绝缘材料变得脆弱，迅速老化直至出现裂纹，引起变压器匝短路。
由于变压器的内部结构比较复杂，并且热场和电场分布不均，导致其发生故障的频率很高。所以在实际使用中需严格按照检修安装标准来执行，并能在熟练掌握常见故障诱因的基础上及时总结经验，方可做到故障早发现，早问题解决，挽回经济损失的同时，确保电力系统不可或缺的一环——变压器安全正常地工作。