电力变压器的结构特点

目前，电力工程中广泛采用的电力变压器主要有油浸式电力变压器、干式电力变压器和气体绝缘变压器。大型高压的电力变压器多采用油浸式变压器，在城市内和大型建筑内使用的电力变压器采用干式变压器，由于材料和工艺的限制，多数干式电力变压器的电压不超过35千伏，容量不大于20 000千伏安，不能满足高电压传输的要求；气体绝缘电力变压器由于工程造价高、对变压器机件性能要求高和技术不完善，仍处于试验阶段。因此，我国大型高压电力变压器绝大多数采用油浸式电力变压器［18］。本书所研究的主要是油浸式电力变压器。

6.1.1　变压器（油浸式）主要组件的结构特点

油浸式电力变压器由绕组、铁芯、高低压套管、分接开关、油箱、引线、储油柜、呼吸器、净油器、散热器、冷却器、油流继电器、气体继电器等组件和附件构成。其中，绕组、铁芯、分接开关和高低压套管及引线是容易发生故障的部位，运行过程中常见的绝缘故障大多与这几个部件有关。为了便于既考虑系统功能的相关性又利于按部位划分指导维修，本章采用部位与功能相结合的方式来划分系统。图6.2所示即为电力变压器主要组件的系统框图。

（1）绕组。绕组是电力变压器的心脏，是传输和变换电能的核心，电力变压器容量的大小、电压等级的高低、绝缘的结构和冷却的方式等都是根据绕组的大小决定的。

（2）铁芯。铁芯是电力变压器的基本部件，是电磁能量转换的媒介。铁芯的主体是磁导体，是变压器的磁路和骨架。铁芯由导磁性很高的电工钢片（冷压硅钢片）制成。在变压器运行中，利用电磁特性通过两次电磁能量的转换，实现电压等级的变化。

图6.2　电力变压器主要组件的系统框

（3）引线。引线是电力变压器与外部电能的连接导线。通过引线把外部电能传导至电力变压器中，通过电磁转化再次将电能通过引线输出，为了避免发生引线过热或熔断故障，通常采用导电性好的圆导线。

（4）分接开关。分接开关通过接通或断开绕组的分接头，对电力变压器进行调压，为电力用户提供稳定的电压并负责对负荷电流和控制电流进行控制。

（5）套管。套管一边连接绕组一边连接电网，主要负责传输不同电压等级之间的电能。套管通常包括带电部分和绝缘部分，套管的绝缘结构视其所连接电压等级的高低而定。一般分为内绝缘和外绝缘两部分。

6.1.2　变压器（油浸式）绝缘结构的特点

由于技术成熟、性能稳定等特点，油浸式电力变压器一直是电网输变电采用的主要电力变压器类型之一。根据电网的容量、电压的等级和环境条件的不同，油浸式电力变压器的绝缘结构所采用的结构和冷却方式也各不相同。

本章所研究和统计的是容量为8 000～663 000千伏安及以上的大型电力变压器。大型电力变压器一般采用油—屏障式的绝缘结构，其绝缘结构如图6.3所示：

图6.3　油浸式电力变压器绝缘分类

油浸式电力变压器所充灌的绝缘油具有以下几种作用。

（1）绝缘作用。绝缘油有很高的绝缘强度，能够避免绝缘件发生短路故障。而且可以避免空气、水分等对绝缘件的侵蚀作用。

（2）散热作用。绝缘油可以作为冷却剂，将变压器运行中绕组、铁芯等产生的热量通过循环的方式带走，保证变压器的正常工作。

（3）消弧作用。在切换油断路器和有载调压开关时，会产生电弧。由于绝缘油良好的导热性能，当电弧产生高温时使绝缘油瞬时蒸发出气体，在气体的压力作用下使电弧迅速熄灭。