电力变压器的结构选用以及安装焊炬

电力变压器的结构

电力变压器主要由导磁的铁芯和导电的线圈组成。线圈和铁芯都装在充满变压器油的油箱中，线圈的端头通过绝缘套管引至油箱外面与外电路连接。除了线圈和铁芯外，变压器还有油箱、油枕、分接开关、安全气道、气体继电器和绝缘套管等附件。图11-1所示为油浸式电力变压器的外形结构图。

图11-1 油浸式电力变压器的外形结构图

1.铁芯

铁芯是变压器的磁路部分，是变压器结构的骨架。变压器的初、次级绕组都绕在铁芯上。铁芯多用厚度为0.35～0.5mm的硅钢片交叉叠制而成，上面涂有绝缘漆。

2.线圈

线圈是变压器的电路部分，通常由绝缘铜线或铝线制成，铜线的外面采用电缆纸绝缘。电力变压器的线圈采用筒形方式绕制，即高、低压线圈套在一起，都在一个同心圆上，低压线圈套在靠近铁芯的地方，高压线圈套在低压线圈的外面。高、低压线圈之间用绝缘纸板隔离开，并留有油道，使变压器油能在两线圈之间自由流通。图11-2所示为高、低压线圈的外形图。

图11-2 高、低压线圈的外形图

3.油箱

油箱就是变压器的外壳，用钢板焊接而成，里面除了装置铁芯、线圈等部件之外，还有变压器油。铁芯和线圈都浸在变压器油中，油箱保护铁芯和线圈不受外力及潮气的侵蚀，同时通过变压器油的对流，将运行中铁芯和线圈产生的热量传递给箱壁。在箱壁的外侧装有散热管，箱内热油通过箱壁和散热管，将热量散到周围的空气中，对油进行冷却。

4.变压器油

变压器油是一种上等的绝缘油，它不仅可以冷却线圈和铁芯，同时还有增强各层线圈之间、线圈与铁芯之间绝缘性能的作用。变压器油在线圈的间隙里流通，把内部的热量传导到油箱外壳，经过外壳的表面散发到空气里去。

变压器油具有绝缘强度高、黏度小、化学性能稳定、起燃点高、不含杂质、灭弧性能好等特点，按它的凝固点不同分为10号(凝固点为10℃)、25号(凝固点为25℃)和45号(凝固点为45℃)3种规格。在补充和更换变压器油时，必须注意油号应相同。

5.油枕

油枕又称储油柜，是一个圆筒形的容器，装在油箱顶盖上部，通过管道与变压器的油箱连通。变压器油充满油箱并达到油枕的一半。当变压器运行时，温度升高油膨胀，油箱中的油流进油枕;当油温下降时，油又流入油箱中，使油箱里始终充满油。油枕上装有油表，通过油表可以监视油面的高低。

6.绝缘套管

绝缘套管由外部的瓷套与中心的导电杆组成。变压器的出线从油箱内部引到油箱外部时，必须穿过绝缘套管，以使带电的导线与接地的油箱绝缘。绝缘套管一般做成多级伞状，以增加表面放电距离，高压套管外形高大，低压套管外形矮小。

7.安全气道

安全气道又叫防爆管，装在油箱顶盖上部，它是一个长钢筒，上端装有防爆膜。防爆管的作用是保护变压器。当变压器内部发生故障时，温度升高，油剧烈分解，产生大量爆炸性气体。当油箱内部的压力超过一定值时，油及气体便冲破防爆管的防爆膜向外喷出，这样就可以避免油箱的爆炸或变形。小型变压器一般没有防爆管。一般来说，100kva以上的变压器才装有油枕， 1000kva以上的变压器才装有防爆管。

8.气体继电器

气体继电器俗称瓦斯继电器。它装在油箱和油枕之间的管道中。气体继电器是反映变压器油箱内部故障的重要保护装置。当变压器油箱内存在绕组匝间短路、局部放电等故障时，周围的变压器油就会被分解产生气体，气体从油箱经过气体继电器进入油枕，跑到空气中去，同时气流带动气体继电器的动作机构。当变压器内部故障严重到一定程度时，气体继电器动作，发出报警信号。当变压器内部故障严重到将损坏设备，影响安全运行时，气体继电器动作机构自动切断电源停止变压器运行，保证了变压器的安全。

变压器的型号

变压器型号的含义如下：

变压器的主要参数

1.额定容量

变压器的额定容量指变压器在额定电压、额定电流、额定频率以及额定使用条件下工作时，能够输出的最大视在功率，单位为伏安(va)、千伏安(kva)。

2.额定电压

额定电压是指变压器一次侧(又称初级)外加额定电压时的二次侧(又称次级)空载电压值，单位以伏(v)或千伏(kv)表示。

3.额定电流

变压器一、二次额定电流(i1n、i2n)是指在额定电压和额定环境温度下使变压器各部分不超过允许温度的一、二次绕组允许长期通过的线电流，单位为安(a)。

4.变比

变比指一个绕组的额定电压与另一个具有较低或相等额定电压绕组的额定电压之比。变比不小于1。

5.阻抗电压

阻抗电压又叫短路电压，它表示变压器通过额定电流时在变压器自身阻抗上产生的电压损耗百分比，在变压器短路试验中测得。阻抗电压的数值一般为4.5%～6%。阻抗电压的数值表示变压器内部阻抗的大小，是变压器的一个重要参数。

6.空载电流

当变压器二次侧开路、一次侧加额定电压时，一次绕组中流过的电流称为空载电流。

7.空载损耗

空载损耗指当把额定交流电压施加于变压器的一侧绕组上，而其他绕组开路时的损耗，单位以瓦(w)或千瓦(kw)表示。空载损耗表征了变压器经济性能的优劣。

8.短路损耗

当二次侧短路、一次绕组通过额定电流时所消耗的功率为变压器的短路损耗。短路损耗同样表征了变压器经济性能的优劣。

9.联结组别

联结组别是指变压器一、二次绕组按一定方式联结时，一、二次侧的线电压或线电流的相位关系。三相变压器的联结组别与绕组的绕向、首末端的标记以及三相绕组的接法有关。

变压器的选用

变压器的容量可按下式选择：

式中同时率为同一时间投入运行的设备实际容量与用电设备总容量的比值，一般约为0.7;用电设备功率因数一般为0.8～0.9;用电设备效率一般为85%～90%。

当负载为电动机时，选择变压器的容量还要考虑电动机的启动电流为额定电流的4～7倍，变压器应能承受此冲击。因此，在直接启动的电动机组中，最大一台电动机的功率不宜超过变压器容量的30%;同时还应保证在同一台配电变压器的供电范围内，容量最大的一台电动机启动时，其他用电设备端电压不能低于变压器额定电压的75%。

例：某厂有55kw电动机4台，在繁忙季节4台同时运行，试选择变压器的容量。

解：变压器容量为(功率因数取0.85，效率取90%)

采用减压启动时，可选择100kva和180kva两台配电变压器并列运行;采用直接启动时，应选择一台315kva变压器。

变压器的安装

1.单杆变台的安装

城市街道两侧多采用这种变台(变压器的安装台，以下简称变台)。这种变台结构简单，组装方便，节省材料，适用于容量为50kva及以下的变压器，它将变压器、高压跌落式熔断器、高低压避雷器和低压熔断器等设备都装在一根电杆上，见图11-3。

在安装单杆变台时，通常在承重杆上架设一个承座(支承变压器的安装底座，一般由角钢制成)，柱上变压器就安装在承座上。承座距地面高度一般为2.5～3.0m，在距承座1.8～2.0m处装设熔断器架梁(也称母线担)，在母线担的一端装熔断器担，另一端装避雷器。为了安全，变压器的低压侧应朝向电杆，高压侧向外。电杆一般长10m，埋深1.8～2.0m。变压器外壳、变压器中性点及避雷器接地共用一根接地引下线，接同一接地装置，称三点共地。

图11-3 单杆变台

2.双杆变台的安装

双杆变台比单杆变台牢固，但用料较多，造价较高，适用于容量为50～315kva的变压器，它是在离高压杆(主杆)2～3m处再立一根约7.5m长的电杆(副杆)，在离地面2.5～3.0m的高处用两根槽钢或角钢搭成安放变压器的架子，组成“h”形变台。在城镇马路两侧大都采用这种变台，见图11-4。

安装时，在距槽钢上部1.8～2.0m处装设母线担，并拉上短母线，末端装高压避雷器，变压器高压引线均接在母线上，母线担的另一端安装低压隔离闸刀。在主杆距地面4.5～5.0m处安装熔断器架梁和熔断器担，高压引下线可以直接引下或通过顶担变换方向引下，经针式瓷瓶接到跌落式熔断器的上接线柱上。

3.地台式变台的砌筑

地台式变台比较牢固，节约材料，造价较低，维修方便，一般用砖或石块加混凝土在地面上砌成。高压线路的终端可兼作低压线路的始端杆，见图11-5。

图11-4 双杆变台

图11-5 地台式变台

地台的高度和顶部面积随变压器的大小而定。通常，地台高度以1.5～2.0m为宜。当高度小于1.5m时，应在其周围装设高度不小于1.7m的固定遮拦。遮拦与带电部分保持1.5m距离。地台顶部每边应超出变压器外壳0.3m，一般取长度1.5～2.5m，宽度1.0～1.5m。

4.落地式变台的砌筑

落地式变台应有坚固的基础。基础一般用砖、石砌成，并用1∶2水泥砂浆抹面。基础表面距地面的高度不应小于300mm，见图11-6。变台的门应加锁，门上应悬挂写明“高压危险，止步!”的警示牌。

图11-6 落地式变台

为了保证安全，防止人、畜接近带电部分，变台周围应设置高度不小于1.7m的围墙或栅栏，变压器外壳至围墙或栅栏的净距离不得小于1.0m，距门的净距离不应小于2.0m，围墙或栅栏的门应向外开。栅栏的栅条间距和下面横栏距地面的净距离均不得大于200mm。

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