10kV配电变压器(台变及箱变)结构、分类及工作原理详解

10kV配电变压器(台变及箱变)结构、分类及⼯作原理详解
  导读
配电变压器,简称“配变”。指配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压和电流⽽传输交流电能的⼀种静⽌电器。配电变压器通常是指运⾏在配电⽹中电压等级为10-35kV(⼤多数是10kV及以下)、容量为6300KVA及以下直接向终端⽤户供电的电⼒变压器。
  1. 配电基本介绍
  1.1定义
配电变压器,简称“配变”,指配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压和电流⽽传输交流电能的⼀种静⽌电器。有些地区将35千伏以下(⼤多数是10KV及以下)电压等级的电⼒变压器,称为“配电变压器”,简称“配变”。安装“配变”的场所与地⽅,既是变电所。配电变压器宜采⽤柱上安装或露天落地安装。
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▲配电知识结构
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环形风刀  1.2结构
本次⼩编以油浸式配电变压器进⾏结构介绍,油浸式配电变压器按其结构可分为本体、储油柜、绝缘套管、分接开关、保护装置等。如下图
▲配电变压器结构分解
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  1.2.1 本体化石工艺品
本体包含了铁⼼、绕组及绝缘油三部分,绕组是变压器的电路,铁⼼是变压器的磁路。⼆者构成变压器的核⼼即电磁部分。
  1.2.1.1 铁⼼
铁⼼是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较⾼、厚度为0.35或0.5mm、表⾯涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢⽚叠装⽽成,铁⼼分为铁⼼柱和铁轭两部分,铁⼼柱套有绕组,铁轭闭合磁路之⽤。铁⼼结构的基本形式有⼼式和壳式两种。
▲铁⼼结构
  1.2.1.2 绕组
绕组是变压器的电路部分,⼀般⽤绝缘扁铜线或圆铜线在绕线模上绕制⽽成。绕组套装在变压器铁⼼柱上,低压绕组在内层,⾼压绕组套装在低压绕组外层,低压绕组和铁芯之间、⾼压绕组和低压绕组之间,都⽤绝缘材料做成的套筒分开,以便于绝缘。
▲绕组结构
  1.2.1.3绝缘油
变压器油的成份是很复杂的,主要是由环烷烃、烷烃和芳⾹烃构成,在配电变压器中变压器油起两个作⽤:⼀是在变压器绕组与绕组、绕组与铁⼼及油箱之间起绝缘作⽤。⼆是变压器油受热后产⽣对流,对变压器铁⼼和绕组起散热作⽤。常⽤的变压器油有10号、25号和45号三种规格,其标号表⽰油在零下开始凝固时的温度,例如“25号”油表⽰这种油在零下25℃时开始凝固。应该根据当地的⽓候条件选择油的规格。
  1.2.2 储油柜
储油柜装在油箱的顶盖上。储油柜的体积是油箱体积的10%左右。在储油柜和油箱之间有管⼦连通。当变压器的体积随
储油柜装在油箱的顶盖上。储油柜的体积是油箱体积的10%左右。在储油柜和油箱之间有管⼦连通。当变压器的体积随着油的温度变化⽽膨胀或缩⼩时,储油柜起着储油和补油的作⽤,保证铁芯和绕组浸在油内;同时由于装了储油柜,缩⼩了油和空⽓的接触⾯,减少了油的劣化速度。
储油柜侧⾯有油标,在玻璃管的旁边有油温在-30℃、+20℃和+40℃时的油⾯⾼度标准线,表⽰未投⼊运⾏的变压器应该达到的油⾯⾼度;标准线主要可以反映变压器在不同温度下运⾏时,油量是否充⾜。
储油柜上装着呼吸孔,使储油柜上部空间和⼤⽓相通。变压器油热胀冷缩时,储油柜上部的空⽓可以通过呼吸孔出⼊,油⾯可以上升或下降,防⽌油箱变形甚⾄损坏。
  1.2.3 绝缘套管
它是变压器箱外的主要绝缘装置,⼤部分变压器绝缘套管采⽤瓷质绝缘套管。变压器通过⾼、低压绝缘套管,把变压器⾼、低压绕组的引线从油箱内引⾄油箱外,使变压器绕组对地(外壳和铁⼼)绝缘,
并且还是固定引线与外电路连接的主要部件。⾼压瓷套管⽐较⾼⼤,低压瓷套管⽐较矮⼩。
  1.2.4 分接抽头
变压器⾼压绕组改变抽头的装置,调整分接位置,可以增加或减少⼀次绕组部分匝数,以改变电压⽐,使输出电压得到调整。变压器在退出运⾏,并从电⽹上断开后以⼿动变换分接开关位置的⽅式,⽽调整输出电压的称为⽆载调压。
  1.2.5 保护装置
  1.2.5.1⽓体继电器
⽓体继电器装于变压器油箱与储油柜连接管中间,与控制电路连通构成⽡斯保护装置。⽓体继电器上接点与轻⽡斯信号构成⼀个单独回路,⽓体继电器下接点连接外电路构成重⽡斯保护,重⽡斯动作使⾼压断路器跳闸并发出重⽡斯动作信号;
  1.2.5.2防暴管
防暴管是变压器的⼀种安全保护装置,装于变压器⼤盖上⾯,防暴管与⼤⽓相通,故障时热量会使变压器油汽化,触动⽓体继电器发出报警信号或切断电源避免油箱爆裂。
  2. 分类
  2.1按安装位置分类
配电变压器根据安装位置分为室内和室外。
室外安装分为台墎式、杆塔式和落地式(含预装式)。
  2.1.1 杆塔式
杆塔式是将变压器安装在杆上的构架上。分为单杆式和双杆式。
当配电变压器容量在30KVA及以下时(含30KVA),⼀般采⽤单杆配电变压器台架。将配电变压器、⾼压跌落式熔断器和⾼压避雷器装在⼀根⽔泥杆上,杆⾝应向组装配电变压器的反⽅向倾斜13°-15°。
当配电变压器容量在50KVA~315KVA时⼀般采⽤双杆式配电变压器台。配电变压器台由⼀主杆⽔泥杆和另⼀根副助杆组成,主杆上装有⾼压跌落式熔断器及⾼压引下线,副杆上有⼆次反引线。双杆配电变压器台经单杆配电变压器坚固。
杆塔式安装的优点:占地少、四周不需围墙或遮栏,带电部分距地⾯⾼,不易发⽣事故。缺点:台架⽤钢材较多,造价较⾼。
  2.1.2 台墩式
台墩式是在变压器杆下⾯⽤砖⽯砌成0.5-1m的四⽅墩台,将变压器放在上⾯。⼀般安装315KVA以上的变压器。
让⼤家看看原来农村安装简易的台墩式变压器:
  台墩式变压器安装应注意:
(1)变压器四周应装设不低于1.8m的牢固的遮栏或砌围墙,门应加锁并由专⼈保管。
(2)遮栏、围墙距变压器应有⾜够的安全操作距离。
(3)应在电杆或围墙上悬挂“⾼压危险,不许攀登”等警告牌,防⽌⼈、畜接近。
台墩式安装的优点:造价低,便于维护检修。缺点:占地较多,周围要装设遮栏,⼩动物易爬到带电部分上去,易发⽣受外⼒破坏事故。
  2.1.3 落地式
落地式是指将变压器直接放在地⾯上,⾼压引下线、跌落式熔断器和避雷器等均在线路终端杆上。
落地式变压器安装应注意:
(1)变压器四周必须装设可靠的遮栏,门要加锁并由专⼈保管。
(2)遮栏外须挂“⾼压危险,不许攀登”等警告牌。
(3)因变压器的带电部分距地⾯很低,因此必须在切断电源后⽅可进⼊遮栏内。
  2.2电按按冷却⽅式分类
根据冷却⽅式分可分为油浸式和⼲式变压器。
nifeshe流化床油浸式变压器依靠油作冷却介质、如油浸⾃冷、油浸风冷、油浸⽔冷、强迫油循环等。⼲式变压器依靠空⽓对流进⾏⾃然冷却或增加风机冷却,多⽤于⾼层建筑、⾼速收费站点⽤电及局部照明、电⼦线路等⼩容量变压器。
  2.2.1 油浸式变压器按外壳型式分为:
1) ⾮封闭型油浸式变压器:主要有S8、S9、S10等系列产品,在⼯矿企业、农业和民⽤建筑中⼴泛使⽤。
2) 封闭型油浸式变压器:主要有S9、S9-M、S10-M 等系列产品,多⽤于⽯油、化⼯⾏业中多油污、多化学物质的场所。
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3) 密封型油浸式变压器:主要有BS9、S9- 、S10- 、S11-MR、SH、SH12-M等系列产品,可做⼯矿企业、农业、民⽤建筑等各种场所配电之⽤。
  2.2.2 ⼲式变压器按绝缘介质分为:
1) 包封线圈式⼲式变压器:主要有SCB8、SC(B)9、SC(B)10、SCR-10 等系列产品,适⽤于⾼层建筑、商业中⼼、机场、车站、地铁、医院、⼯⼚等场所。
2) ⾮包封线圈⼲式变压器:主要有SG10 等系列产品,适⽤于⾼层建筑、商业中⼼、机场、车站、地铁、⽯油化⼯等场所。
  2.3电调压⽅式分类
根据调压⽅式可分为有载调压和⽆载调压。
所谓⽆载调压和有载调压都是指的变压器分接开关调压⽅式。区别在于⽆载调压开关不具备带负载转换档位的能⼒,调档时必须使变压器停电。⽽有载分接开关则可带负荷切换档位。
  2.4相数分类
根据相数分为单相变压器和三相变压器。

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