电力非晶合金变压器基础知识

非晶合金变压器是一种静电设备，属于零转速电机。当电力非晶合金变压器在系统中工作时，它可以通过电磁能量转换将电能从其一次侧传递到二次侧，同时根据输配电的需要升高或降低电压。因此，它在电能生产、输送和分配的全过程中起着重要的作用。在整个电力系统中，非晶合金变压器的容量通常是发电机的3倍以上。 二、电力非晶合金变压器的分类及工作原理 (一)电力非晶合金变压器的分类 根据电力非晶合金变压器的用途和结构，可分为以下几类： (1)根据应用分为：升压非晶合金变压器(使功率由低电压上升到高电压，再进行传输。 线路运输较远)；降压非晶合金变压器(将功率从高电压降低到低电压，然后 配电线路向附近或附近的负载供电)。 (2)按相数，有：单相非晶合金变压器；三相非晶合金变压器。 (3)按绕组分为：单绕组非晶合金变压器(两级电压自耦非晶合金变压器)；双绕组 组非晶合金变压器；三绕组非晶合金变压器。 (4)根据绕组材料：铜线非晶合金变压器；铝线非晶合金变压器。 (5)按调压方式，有：空载调压非晶合金变压器；有载调压非晶合金变压器。 (6)根据冷却介质和冷却方式，有： a)油浸非晶合金变压器。冷却方式一般是自然冷却和风冷(在散热器中) 安装风扇)，强制风冷(在前者的基础上还装有潜水泵，以利推广 油循环)。此外，大型非晶合金变压器通过强制油循环空气和强制油冷却 循环水冷却等。 b)干式非晶合金变压器。绕组置于气体(空气或六氟化硫气体)中，或铸造成环 氧树脂绝缘。在一些配电网中，大部分用作配电非晶合金变压器。现在它可以被制造成 35KV级，应用前景广阔。 (2)非晶合金变压器的工作原理 非晶合金变压器基于电磁感应原理工作。非晶合金变压器本体主要由绕组和铁芯组成。工作时，绕组是“电”通路，铁芯是“磁”通路，起绕组骨架的作用。一次侧输入电能后，由于其交变变化(即由电能变为磁场)，在铁芯中产生交变磁场；由于匝链(穿透)，二次绕组的磁力线不断交替变化，从而感应出二次电动势。当外部电路连通时，产生感应电流，电能向外输出(即磁场能量转化为电能)。这个“电-磁-电”转换过程是在电磁感应原理的基础上实现的，这个能量转换过程也是非晶合金变压器的工作过程。 三.非晶合金变压器结构和本体结构 (一)主变压器的主要部件及其作用 1.铁芯：非晶合金变压器的磁路部分。铁芯是一组堆叠的硅钢片，可以很好地制成导磁材料 非晶合金变压器的初级线圈和次级线圈缠绕在铁芯上，形成闭合磁路。 2.绕组：非晶合金变压器的电路部分。非晶合金变压器有初级线圈和次级线圈，由铜制成 导线或铝线缠绕成圆柱形多层线圈，缠绕在铁芯柱上，在导线外 采用纸绝缘或纱包绝缘。 3.套管：用非晶合金变压器箱支撑出线之间的绝缘。110千伏及以上套管采用全密封油浸纸绝缘电容套管，与非晶合金变压器本体不同，填充非晶合金 速度；非晶合金变压器的油温随着负载和环境温度的变化而变化。当油量随温度膨胀或收缩时，储油柜起到储油和补油的作用。油位计(玻璃型、连杆型、铁磁型)安装在储油柜的侧面，用于监控油位。储油柜内放置一个气囊，与呼吸器配合调节油位的变化。 5.油箱：装铁芯、线圈和非晶合金变压器油。 6.非晶合金变压器油：绝缘和冷却。 7.调压器：调节电压比。 a、有载调压：有载条件下非晶合金变压器分接头位置的切换； B.空载调压：非晶合金变压器调压时没有任何负载，与电网断开。在没有激励的情况下， 下变频绕组抽头。 8.油净化器：改善运行中绝缘油的特性，防止绝缘油老化(多用于有载调压) 油箱)。吸附硅胶安装在油净化器中，吸收油中的水和氧化物，从而保持油的清洁，延长油的使用寿命，改善油的电气和化学性能。 9.冷却器：当非晶合金变压器上下油温有温差时，通过散热器形成油对 流动，经散热器冷却后，流回油箱，降低非晶合金变压器的温度。 10.呼吸器：当储油柜内的空气随着非晶合金变压器油的体积膨胀或收缩时，被排出或吸入 空气通过呼吸器，呼吸器中的干燥剂吸收空气中的水分 过滤，从而保证油的清洁度。呼吸机中硅胶的变色过程； 蓝色淡紫色淡粉色(当2/3时变化)。 11.气体继电器：非晶合金变压器的保护装置安装在从非晶合金变压器油箱到储油柜的连接管上。 a、轻气：通过检测气体继电器中积聚的气体达到一定量，就会动作。 b、重瓦斯：通过检测油流速度达到一定值。 12.防爆阀：非晶合金变压器发生内部故障时，温度上升，大量油剧烈分解气 体，使油箱内压力剧增，当压力达到防爆阀动作值时，防爆阀打 开，油及气体油阀门喷出，防止非晶合金变压器的油箱爆炸或变形。 （二）绝缘 1、绝缘等级：绝缘材料按其耐热程度可分为7个等级，它们的****允许温度也各不相同。 各级绝缘材料通常有： Y级绝缘材料：棉纱、天然丝、再生纤维素为基础的纱织品，纤维素的 纸、纸板、木质板等。 A级绝缘材料：经耐温达 的液体绝缘材料浸渍过的棉纱、天然丝、再生 纤维素等制成的纺织品、浸渍过的纸、纸板、木质板等。 E级绝缘材料：聚脂薄膜及其纤维等。 B级绝缘材料：以云母片和粉云母纸为基础的材料。 F级绝缘材料：玻璃丝和石棉及以其为基础的层压制品。 H级绝缘材料：玻璃丝布和玻璃漆管浸以耐热 的有机硅漆。 C级绝缘材料：玻璃、电瓷、石英等。 2、绝缘结构 非晶合金变压器的绝缘分为外绝缘和内绝缘两种：外绝缘指的是油箱外部的绝缘，主要是一次、二次绕组引出线的瓷套管，它构成了相与相之间和相对地的绝缘；内绝缘指的是油箱内部的绝缘，主要是绕组绝缘和内部引线的绝缘以及分接开关的绝缘等 。 绕组绝缘又可分为主绝缘和纵绝缘两种。主绝缘指的是绕组与绕组之间、绕组与铁心及油箱之间的绝缘；纵绝缘指的是同一绕组匝间以及层间的绝缘。 三、非晶合金变压器铭牌及技术参数 （一）非晶合金变压器的型号 非晶合金变压器的型号分两部分，前部分由汉语拼音字母组成，代表非晶合金变压器的类别、结构特征和用途，后一部分由数字组成，表示产品的容量（KVA）和高压绕组电压（KV）等级。 汉语拼音字母含义如下： 第1部分表示相数。 D—单相（或强迫导向）；S—三相 第2部分表示冷却方式。 J—油浸自冷；F—油浸风冷； FP—强迫油循环风冷； SP—强迫油循环水冷。 第3部分表示电压级数。 S—三级电压；无S表示两级电压 其他：O—全绝缘；L—铝线圈或防雷；O—自耦（在首位时表示降压自耦，在末位时表示升压自耦）；Z—有载调压； TH—湿热带（防护类型代号）；TA—干热带（防护类型代号） （二）额定容量（SN） 额定容量是制造厂所规定的在额定工作状态（即在额定电压、额定频率、额定使用条件下的工作状态）下非晶合金变压器输出的视在功率的保证值，以SN表示。 额定容量通常是指高压绕组的容量；当非晶合金变压器容量因冷却方式而变更时，则额定容量是指它的****容量。 （三）额定电流（I1、I2） 非晶合金变压器一、二次额定电流是指在额定电压和额定环境温度下使非晶合金变压器各部分不超温的一、二次绕组长期允许通过的线电流，单位以A表示。 （四）额定电压（UN） 非晶合金变压器的额定电压就是各绕组的额定电压，是指额定施加的或空载时产生的电压。一次额定电压U1N 是指接到非晶合金变压器一次绕组端点的额定电压值；二次额定电压U2N是指当一次绕组所接的电压为额定值、分接开关放在额定分触头位置上，非晶合金变压器空载时二次绕组的电压（单位为V或KV）。三相非晶合金变压器的额定电压指的均是线电压。 一般情况下在高压绕组上抽出适当的分接头，因为高压绕组或其单独调压绕组常常套在**外面，引出分接头方便；其次是高压侧电流小，引出分接引线和分接开关的载流部分截面小，分接开关接触部分容易解决。 （五）阻抗电压（短路阻抗） 阻抗电压也称短路电压（Uz%），它表示非晶合金变压器通过额定电流时在非晶合金变压器自身阻抗上所产生的电压损耗（百分值）。 用试验求取的方法为：将非晶合金变压器二次侧短路，在一次侧逐渐施加电压，当二次绕阻通过额定电流时，一次绕阻施加的电压Uz与额定电压Un之比的百分数,即：Uz%=Uz/Un×100%。 正常运行时，阻抗电压少一些较好，因为阻抗电压过大时，会产生过大的电压降，而在非晶合金变压器发生短路时，阻抗电压大一些较好，因可以限制短路电流，否则非晶合金变压器经受不住短路电流冲击。 （六）空载电流（I0） 非晶合金变压器一次侧施加（额定频率的）额定电压，二次侧断开运行时称为空载运行，这时一次绕组中通过的电流称空载电流，它主要仅用于产生磁通，以形成平衡外施电压的反电动势，因此空载电流可看成也就是励磁电流。非晶合金变压器容量大小、磁路结构和硅钢片的质量好坏，是决定空载电流的主要因素。 （七）空载损耗（P0） 空载电流的有功分量I0a为损耗电流，由电源所汲取的有功功率称空载损耗P0 。空载损耗主要决定于铁心材质的单位损耗 。 （八）短路损耗（Pf） 短路损耗非晶合金变压器二次侧短接、一次绕组通过额定电流时非晶合金变压器由电源所汲取的（亦即消耗的）功率（单位为W或KW）。 （九）连接组别 表示非晶合金变压器各相绕组的连接方式和一、二次线电压之间的相位关系。符号顺序由左至右各代表一、二次绕组的连接方式，数字表示两个绕组的连接组号。一般的高压非晶合金变压器基本都是Yn，Y,d11接线。在非晶合金变压器的联接组别中“Yn”表示一次侧为星形带中性线的接线，Y表示星形，n表示带中性线；“d”表示二次侧为三角形接线。“11”表示非晶合金变压器二次侧的线电压Uab滞后一次侧线电压UAB330度（或超前30度）。