簡(jiǎn)介： 變壓器是借助于電磁感應(yīng)，以相同的頻率，在兩個(gè)或更多的繞組之間交換交流電壓或電流的一種電氣設(shè)備。從電廠發(fā)出的電能，要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的輸電線路輸送給遠(yuǎn)方的用戶，為了減少輸電線路上的電能損耗，必須采用高壓或超高壓輸送。而目前一般發(fā)電廠發(fā)出的電壓，由于受到絕緣水平的限制，電壓不能太高，這就要經(jīng)過(guò)變壓器將電廠發(fā)出的電壓進(jìn)行升高送到電力網(wǎng)。這種變壓器統(tǒng)稱升壓變壓器。對(duì)各用戶來(lái)說(shuō)，各種電氣設(shè)備所要求的電壓又不太高，也要經(jīng)過(guò)變壓器，將電力系統(tǒng)的高電壓變成符合用戶各種電氣設(shè)備要求的額定電壓。作為這種用途的變壓器統(tǒng)稱降壓變壓器。
關(guān)鍵字：變壓器 基礎(chǔ)知識(shí)

1. 概述

變壓器是借助于電磁感應(yīng)，以相同的頻率，在兩個(gè)或更多的繞組之間交換交流電壓或電流的一種電氣設(shè)備。

從電廠發(fā)出的電能，要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的輸電線路輸送給遠(yuǎn)方的用戶，為了減少輸電線路上的電能損耗，必須采用高壓或超高壓輸送。而目前一般發(fā)電廠發(fā)出的電壓，由于受到絕緣水平的限制，電壓不能太高，這就要經(jīng)過(guò)變壓器將電廠發(fā)出的電壓進(jìn)行升高送到電力網(wǎng)。這種變壓器統(tǒng)稱升壓變壓器。對(duì)各用戶來(lái)說(shuō)，各種電氣設(shè)備所要求的電壓又不太高，也要經(jīng)過(guò)變壓器，將電力系統(tǒng)的高電壓變成符合用戶各種電氣設(shè)備要求的額定電壓。作為這種用途的變壓器統(tǒng)稱降壓變壓器。

由上述可知，電力變壓器是電力系統(tǒng)中，用以改變電壓的主要電氣設(shè)備。

再?gòu)碾娏ο到y(tǒng)的角度來(lái)看，一個(gè)電力網(wǎng)將許多的、發(fā)電廠和用戶聯(lián)在一起，分成主系統(tǒng)和若干個(gè)分系統(tǒng)。各個(gè)分系統(tǒng)的電壓并不一定相同，而主系統(tǒng)必須是統(tǒng)一的電壓等級(jí)，這也需要各種規(guī)格和容量的變壓器來(lái)聯(lián)接各個(gè)系統(tǒng)。所以說(shuō)電力變壓器是電力系統(tǒng)中不可缺少的一種電氣設(shè)備。

2. 變壓器的分類

變壓器有不同的使用條件、安裝環(huán)境，有不同的電壓等級(jí)和容量級(jí)別，有不同的結(jié)構(gòu)形式和冷卻方式，所以應(yīng)按不同原則進(jìn)行分類。

本公司生產(chǎn)的變壓器有如下幾種：

三相卷鐵心全密封油浸配電變壓器；例：S11-M.R-100/10；S9-M.R-100/10 ；

三相疊鐵心全密封油浸配電變壓器；例：S11-M -100/10； S9-M -100/10 ；

三相卷鐵心干式配電變壓器；      例：SG10- R-1000/10；

三相疊鐵心干式配電變壓器；      例：SG10 -1000/10；

3. 運(yùn)行原理

簡(jiǎn)單地說(shuō)，變壓器的的基本原理是：電磁感應(yīng)原理，即“電生磁，磁生電”。

以變壓器三相中的一相為例（如圖）：它由二個(gè)繞組和一個(gè)鐵心組成。在一次側(cè)施加交流電壓U₁,流過(guò)的電流為I₁,則在鐵心中會(huì)有交變的磁通Φ產(chǎn)生,使這兩個(gè)繞組發(fā)生電磁聯(lián)系.根據(jù)電磁感應(yīng)原理,交變磁通穿過(guò)這兩個(gè)繞組就會(huì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E₁.E₂.當(dāng)二次側(cè)接入負(fù)載后,在電動(dòng)勢(shì)E₂的作用下,將有二次電流I₂通過(guò),該電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)F₂也將作用在同一鐵心上,起到反向去磁的作用.但因主磁通Φ_m定于電源電壓U1,而U₁基本不變,所以主磁通Φ_m也基本不變.故一次繞組電流I₁必將自動(dòng)增加一個(gè)分量產(chǎn)生磁動(dòng)勢(shì)F₁,以抵消二次繞組電流I₂所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)F₂.

4. 結(jié)  構(gòu)

1.鐵心

普通變壓器硅鋼片疊成，卷鐵芯變壓器的鐵芯由硅鋼帶繞制而成。它的作用有二：一是在原邊線圈交流電流的作用下形成工頻交變磁通Φ；二是通過(guò)鐵芯中的交變磁通感生出副邊線圈中的電動(dòng)勢(shì)，形成低壓電源。鐵芯是完成電能---磁能---電能轉(zhuǎn)換的主體。

2.繞組(俗稱線圈)

一般用絕緣扁銅線或圓銅線在繞線模上繞制而成。包含一次、二次（高壓、低壓）兩組。一次線圈是將原邊電能引進(jìn)變壓器中一部分完成勵(lì)磁過(guò)程，另一部分填補(bǔ)二次線圈中的電能，二次線圈是將磁能轉(zhuǎn)換成電能并傳送出去。線圈通常是依照一定的電氣回路連接方法（D角接或Y星接）連接的。

3．器身絕緣

包括初次級(jí)絕緣，匝間絕緣和與鐵芯絕緣，與外殼間絕緣。所用材料有：紙板，環(huán)氧樹(shù)脂，各種絕緣材料，變壓器油，電工木材等。其中變壓器油除了具備良好的絕緣作用外，還有幫助變壓器散熱的作用，用以冷卻運(yùn)行的鐵芯和線圈。我公司產(chǎn)品選用國(guó)標(biāo)25#（凝固點(diǎn)-25℃）

4.油箱及底座 

油箱裝有絕緣和冷卻用的變壓器油，用鋼板加工制成，要求機(jī)械強(qiáng)度高，變形小，焊接處不滲漏。我公司采用波紋片結(jié)構(gòu)，既能滿足變壓器運(yùn)行散熱要求，又滿足變壓器油膨脹收縮的要求，省去了油枕，變壓器油與空氣良好隔離，大大降低了油的氧化速度，延長(zhǎng)了使用期限和檢修周期，大大降低了變壓器的運(yùn)行成本。

5．附 件

1）套管和引線  

一、二次繞組與外部線路的連接部件。既可固定引線，又起引線對(duì)地的絕緣作用。

2）分接開(kāi)關(guān)

連接和切斷變壓器繞組分接頭，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓的裝置。分無(wú)載分接開(kāi)關(guān)和有載分接開(kāi)關(guān)。我公司產(chǎn)品采用

無(wú)載分接開(kāi)關(guān)，無(wú)載分接開(kāi)關(guān)必須在切斷變壓器電源后進(jìn)行調(diào)壓。

3）壓力釋放閥:

當(dāng)變壓器內(nèi)部壓力達(dá)到一定值時(shí)，壓力釋放閥動(dòng)作，可排除油箱內(nèi)的過(guò)壓。內(nèi)部壓力經(jīng)釋放后，釋放閥自動(dòng)關(guān)閉。

4）氣體繼電器

氣體繼電器是變壓器重要的保護(hù)組件。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，油中產(chǎn)生氣體或油氣流動(dòng)時(shí)，則氣體繼電器動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)或切斷電源，以保護(hù)變壓器，另外，發(fā)生故障后，可以通過(guò)氣體繼電器的視窗觀察氣體顏色，以及取氣體進(jìn)行分析，從而對(duì)故障的性質(zhì)做出判斷。

5. 型號(hào)含義

S 9（11）-M.（R）-10~2000/10

電壓等級(jí)

額定容量

卷鐵心

密封型

性能水平代號(hào)

三相

6. 主要技術(shù)參數(shù)

變壓器在規(guī)定的使用環(huán)境和運(yùn)行條件下，主要技術(shù)數(shù)據(jù)一般都都標(biāo)注在變壓器的銘牌上。主要包括：額定容量、額定電壓及其分接、額定頻率、繞組聯(lián)結(jié)組以及額定性能數(shù)據(jù)（阻抗電壓、空載電流、空載損耗和負(fù)載損耗）和總重。

A、   額定容量（kVA）：額定電壓.額定電流下連續(xù)運(yùn)行時(shí),能輸送的容量。

B、   額定電壓（kV）：變壓器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)所能承受的工作電壓.為適應(yīng)電網(wǎng)電壓變化的需要,變壓器高壓側(cè)都有分接抽頭,通過(guò)調(diào)整高壓繞組匝數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)低壓側(cè)輸出電壓.

C、   額定電流(A):變壓器在額定容量下,允許長(zhǎng)期通過(guò)的電流.

D、  空載損耗（kW）: 當(dāng)以額定頻率的額定電壓施加在一個(gè)繞組的端子上，其余繞組開(kāi)路時(shí)所吸取的有功功率。與鐵心硅鋼片性能及制造工藝、和施加的電壓有關(guān).

E、    空載電流（%）: 當(dāng)變壓器在額定電壓下二次側(cè)空載時(shí),一次繞組中通過(guò)的電流.一般以額定電流的百分?jǐn)?shù)表示.

F、   負(fù)載損耗（kW）: 把變壓器的二次繞組短路,在一次繞組額定分接位置上通入額定電流,此時(shí)變壓器所消耗的功率.

G、  阻抗電壓（%）：把變壓器的二次繞組短路,在一次繞組慢慢升高電壓,當(dāng)二次繞組的短路電流等于額定值時(shí),此時(shí)一次側(cè)所施加的電壓.一般以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示.

H、   相數(shù)和頻率：三相開(kāi)頭以S表示，單相開(kāi)頭以D表示。中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)頻率f為50Hz。國(guó)外有60Hz的國(guó)家（如美國(guó)）。

I、     溫升與冷卻：變壓器繞組或上層油溫與變壓器周圍環(huán)境的溫度之差,稱為繞組或上層油面的溫升.油浸式變壓器繞組溫升限值為65K、油面溫升為55K。冷卻方式也有多種：油浸自冷、強(qiáng)迫風(fēng)冷，水冷，管式、片式等。

J、    絕緣水平：有絕緣等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。絕緣水平的表示方法舉例如下：高壓額定電壓為35kV級(jí)，低壓額定電壓為10kV級(jí)的變壓器絕緣水平表示為 LI200AC85/LI75AC35，其中LI200表示該變壓器高壓雷電沖擊耐受電壓為200kV，工頻耐受電壓為85kV，低壓雷電沖擊耐受電壓為75kV，工頻耐受電壓為35kV.奧克斯高科技有限公司目前的油浸變壓器產(chǎn)品的絕緣水平為L(zhǎng)I75AC35，表示變壓器高壓雷電沖擊耐受電壓為75kV，工頻耐受電壓為35kV，因?yàn)榈蛪菏?00V，可以不考慮。

K、   聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)：根據(jù)變壓器一.二次繞組的相位關(guān)系,把變壓器繞組連接成各種不同的組合,稱為繞組的聯(lián)結(jié)組。為了區(qū)別不同的聯(lián)結(jié)組,常采用時(shí)鐘表示法,即把高壓側(cè)線電壓的相量作為時(shí)鐘的長(zhǎng)針,固定在12上,低壓側(cè)線電壓的相量作為時(shí)鐘的短針,看短針指在哪一個(gè)數(shù)字上,就作為該聯(lián)結(jié)組的標(biāo)號(hào).如Dyn11表示一次繞組是（三角形）聯(lián)結(jié)，二次繞組是帶有中心點(diǎn)的（星形）聯(lián)結(jié)，組號(hào)為(11)點(diǎn)。

1.星形聯(lián)結(jié)（Y-聯(lián)結(jié)）：三相變壓器每個(gè)相繞組的一端或組成三相組的單相變壓器的三個(gè)具有相同額定電壓繞組的一端連接到一個(gè)公共點(diǎn)（中性點(diǎn)），而另一端連接到相應(yīng)的線路端子。

2. 三角形聯(lián)結(jié)（D-聯(lián)結(jié)）：三相變壓器的三個(gè)相繞組或組成三相組的單相變壓器的三個(gè)具有相同額定電壓繞組相互串聯(lián)連接成一個(gè)閉合回路。

K、物理指標(biāo)：重量，體積（L，、W、H）

7.S11-MR變壓器性能特點(diǎn)

1. 良好的節(jié)能特性。（鐵心設(shè)計(jì)為橫截面為圓型的卷鐵心結(jié)構(gòu)，無(wú)接縫，全封閉磁路，成自然緊固狀態(tài)，無(wú)需夾件緊固，避免了因鐵心夾緊所帶來(lái)的鐵心性能惡化，損耗增加。鐵心經(jīng)退火工藝后，其導(dǎo)磁性能可恢復(fù)到機(jī)加工前的原有水平。使得空載損耗比S9系列下降30~40%，空載電流比S9系列下降70~80%。）

2. 噪音低。（卷鐵心自身是一個(gè)無(wú)接縫的整體，且結(jié)構(gòu)緊湊，在運(yùn)行時(shí)的噪音水平降低到30～45dB，大大優(yōu)于國(guó)標(biāo)要求(44～57dB)，保護(hù)了環(huán)境。）

3. 油箱采用全密封式波紋片結(jié)構(gòu)，變壓器油與空氣良好隔離，降低了油的氧化速度，延長(zhǎng)了使用期限和檢修周期，降低了運(yùn)行成本。

4. 高、低壓側(cè)采用筒式骨架，加強(qiáng)線圈機(jī)械強(qiáng)度，配合卷鐵心結(jié)構(gòu)，顯著增強(qiáng)變壓器的抗短路能力，其中，500KVA以上的變壓器采取了箔式繞線工藝。

5. 低壓繞組采用紙包扁線及層間采用了網(wǎng)點(diǎn)上膠紙工藝，加大層間電容量，從而增加變壓器的抗雷電沖擊能力。

6. 采用真空注油工藝，徹底清除油中的水分子，確保變壓器免維護(hù)運(yùn)行。

7. 加強(qiáng)端部與尾部的絕緣，提高變壓器抗高壓沖擊的能力。

8. 線圈與鐵芯相互不可拆分，農(nóng)電使用具備一定的防盜性。

二  生產(chǎn)工藝

1．鐵心制造工藝流程

1變壓器鐵芯用硅鋼片全部采用進(jìn)口的27RGH110、27ZH110高導(dǎo)磁低損耗晶粒取向冷軋硅鋼片。疊片式變壓器硅鋼片的橫剪切在德國(guó)喬格公司進(jìn)口的硅鋼片剪切生產(chǎn)線上進(jìn)行，毛刺小于0.02mm。鐵芯疊裝系數(shù)高，渦流損耗小。

2卷鐵心變壓器的鐵心為三相三柱式內(nèi)外框卷制結(jié)構(gòu)，機(jī)械化程度高，疊片系數(shù)較大，鐵心截面接近于圓形（鐵心硅鋼片寬度每張不同即是無(wú)級(jí)結(jié)構(gòu)），填充系數(shù)高；同時(shí)，使磁通完全沿著冷軋硅鋼片晶格排列方向，極大地降低了空載損耗和空載電流；鐵心繞制成形后必須進(jìn)行退火處理。鐵心連續(xù)繞制無(wú)接縫空隙，降低了空載損耗附加工藝系數(shù)，因而降低了空載損耗