干式变压器核心技术

干式变压器核心技术

1、变压器的用途

我们知道，要将大功率的电能输送到很远的地方去，采用较低的电压来传输是不可能的。这是因为，当采用较低的电压

输电时，其相应的输电电流就很大。一方面大的电流将在输电线路上引起很大的功率损耗；另一方面，大的电流将在输电线路上引起很大的电压降落以致电能送不出去（根据P线损＝I2R和P传输=UI，要想使P线损降低，由于R一定，则降低I，又根据P传输=UI，

要想I降低，则必须使U升高）。因此，只能依靠变压器将发电机的端电压升高进行输电。一般来说，当输电距离越远，输送的功率越大时，要求的输电电压也越高。

当电能输送到受电区，比如城市和工厂，又必须用降压变压器将输电线上的高电压降低到配电系统的电压，然后再经过一系列的配电变压器将电压降低到用电电压以供使用。

可见，变压器广泛应用于国民经济的各个部门及相关行业的设备上。尤其适合于以下领域：

CNC电脑锣 SMT设备 PCB钻孔机

激光切割机 冲孔加工机 数控车床

印刷机器 自动插件机 自动流水线

镭射切割机 实验室设备 塑胶射出成型机

电子设备 整流装置 工厂变压

2、变压器的工作原理

变压器是根据电磁感应原理而制成的静止的传输交流电能并改变交流电压的装置。如果在某一个绕组的两端施加某一电

源的交流电压，那么在该绕组中将流过一个交流电流。在这个交流电流的作用下，铁心中将激励一个交变磁通。而这个交变磁通将在所有的绕组中感应出交流电压来，这种电压就叫感应电压。如果在另一个绕组的两端接上负载，则在该绕组与负载

所构成的闭合电路中将有交流电流流过。这样就达到了由电源向负载传输交流电能并改变交流电压的目的。通常接电源的绕组叫一次绕组，接负载的绕组叫二次绕组。这就是变压器的工作原理。

3、变压器的定义 变压器是根据电磁感应原理而制成的静止的传输交流电能并改变交流电压的装置。如下：

4、变压器的主要组成部分

变压器主要由三部分组成：一是磁路即变压器的铁心部分，二是电路即绕组部分，也叫做线圈，三是冷却系统，对干变而言就是风机，对油变而言指的是变压器油，散热片，冷却水。另外还包括附件，对干变而言指的是象温控温显系统，绝缘

子，托线夹等对油变而言指的是分接开关，高低压套管，吸湿器，气体继电器等。

5、变压器的分类

按用途分：分为电力变（用于电力系统的变压器）和特种变（其它各类变压器又称为杂类变压器）；

按相数分：单相变压器，三相变压器和多相变压器； 按绕组分：双绕组变压器，自耦变压器，三绕组变压器和多绕组变压器；

按冷却条件分：油浸式变压器（包括油浸自冷，油浸风冷，强风冷却，强油水冷等），干式变压器和充气式变压器； 按调压方式分：有载调压和无励磁调压等。

6、变压器产品型号的表示方法

变压器产品型号的表示方法我们用一个图来表示：

防护代号（一般不标，TH 湿热，AT 干热）

高压绕组额定电压等级（kV）

额定容量（kVA） 设计序号（1，2，3等；半铜半铝加b）

调压方式（无励磁调压不标，Z表示有载调压） 导线材质（铜线不标，L表示铝线,B铜箔，LB铝箔）

绕组数（双绕组不标,S三绕组，F双分裂绕组） 循环方式（自然循环不标，P强迫循环）

冷却方式（J油浸自冷，亦可不标，G干式空气自冷，C干式浇注绝缘，F油浸风冷，S油浸水冷）

相数（D单相，S三相） 绕组耦合方式（一般不标，O自耦）

7、变压器的调压方式

变压器的调压方式分为两种，无励磁调压和有载调压。所谓无励磁调压指的是变压器二次侧不带负载，一次侧也与电网

断开（无电源励磁）的调压方式。 带负载进行变换线圈分接的调压，称为有载调压。

8、变压器的技术数据

技术数据是变压器生产和使用、询价和订货时的主要依据。变压器的技术数据一般都标在铭牌上。变压器的技术数据内容包括：

①、相数和额定频率

变压器分为单相和三相两种。一般均制成三相变压器以直接满足输配电的要求，小型变压器有制成单相的，特大型变压器为了满足运输的要求，做成单相运输到现场后组装成三相变压器。

变压器的额定频率就是所设计的变压器的运行频率，我国为50Hz。当频率由50Hz变为60Hz时，变压器的电抗值增加1.2倍，负载损耗增加1.12倍，总损耗增加，温升增加，输出容量要降低，空载电流的无功分量和空载损耗要降低。

②、额定电压、额定电压组合和额定电压比 a、额定电压

变压器的一个重要作用就是改变电压，因此额定电压是变压器的一个重要数据。变压器的额定电压应与所连接的输变电线路的电压相符合，我国的输变电线路的电压等级（kV）为

0.38 3 6 10 15 （20） 35 63 110 220 330 500 输变电线路电压等级就是线路终端的电压值，因此与线路终端侧连接的变压器的额定电压与上面的数值相同。线路始端

（电源端）电压考虑到线路的压降将比上面的数值高。35 kV以下电压等级的始端电压比电压等级高5％，而35 kV及以上的要高10％，因此，变压器的额定电压也相应提高。线路始端电压值（kV）为

0.4 3.15 6.3 10.5 15.75 38.5 69 121 242 363 550 额定电压是指线电压，且均以有效值表示。

b、额定电压组合 变压器的额定电压就是各绕组的额定电压，是指施加的或空载时产生的电压。空载时，某一绕组施加额定电压，则变压器其

它绕组都同时产生额定电压。绕组之间额定电压组合是有规定的，比如高压为10（6）kV时，低压为0.4kV等。

c、额定电压比 额定电压比是指高压绕组与低压或中压绕组的额定电压之比，所以额定电压比K≥1。

③、额定容量 变压器的主要作用就是传输电能，因此额定容量是它的主要数据。它是表观容量的惯用值，表征传输电能的大小。

变压器的额定容量与绕组的额定容量有所区别：双绕组变压器的额定容量即为绕组的额定容量；多绕组变压器应对每个绕组的额定容量加以规定，其额定容量为最大绕组的额定容量；当变压器容量由冷却方式而变更时，则额定容量是指最大的容量。

我国现在的变压器的额定容量等级是按1010倍数增加的R10优先系数，只有30kVA和63000kVA以上的容量等级与优

先系数有所不同，具体的容量等级见表 变压器的容量等级（kVA）

10 100 1000 10000 （120000）

125 1250 12500 （150000）

160 1600 16000 （180000）

20 200 2000 20000 （240000）

250 2500 25000 （360000）

（30） 315 3150 31500 等等

400 4000 40000

50 500 5000 50000

63 630 6300 63000

80 800 8000 （90000）

变压器的额定容量的大小与电压等级也是密切相关的。电压低，容量大时电流大，损耗增大；电压高、容量小时绝缘比例过大，变压器尺寸相对增大。因此，电压低的容量必小，电压高的容量必大。

按国内传统习惯变压器也可按其额定容量大致分为：

小型变压器（≤1600kVA），中型变压器（630－6300kVA），大型变压器（8000－63000kVA）和特大型变压器（>63000kVA）。 ④、额定电流

变压器的额定电流是由绕组的额定容量除以该绕组的额定电压及相应的相系数（单相为1，三相为3），而算出的流

经绕组线段的电流。 因此，变压器的额定电流就是各绕组的额定电流，是指线电流，也以有效值表示。但是，组成三相组的单相变压器，如绕组为三角形联结，绕组的额定电流以线电流为分子，3为分母表示，例如500/3A。变压器在额定容量运行时，绕组

的电流为额定电流。 ⑤、绕组的联结组标号

a、 绕向与极性 线圈中感应电势的方向与线圈的绕向有关。因此，绕向决不能搞错。线圈的绕向分两种，即左绕向和右绕向。绕组的绕

向是按绕组的首端起头算起的线匝绕制方向。 左绕向：由起绕端开始，线匝沿左螺旋方向前进（层式、螺旋式），或面对绕组起绕端观察时，线匝由起绕头开始，按

逆时针方向旋转时为左绕向。 右绕向：由起绕端开始，线匝沿右螺旋方向前进（连续式），或面对绕组起绕端观察时，线匝由起绕头开始，按顺时针方向旋转时为右绕向。

在变压器中，虽然原电压与副电压都是交变的，但在某一瞬间原绕组的两个端头中必定有一个具有高电位，另一端头具有低电位。同时，副绕组也必定是一个端头为高电位，另一个端头为低电位，通常，把原副绕组中同时具有高电位或低电位

的端头称作同名端，或同极性端。端头的标号按国标规定：一律把高压或低压绕组的同极性端标为首端或末端，高压绕组首端用英文字母大写的A、B、C，末端用大写的字母X、Y、Z表示；低压绕组首端用小写字母a、b、c，末端用小写的字母x、

y、z表示，中压绕组用大写字母右下角加m表示。 下面我们研究一下极性、绕向与感应电势三者之间的关系（原付绕组套在一个铁心柱上的情况）

1、绕向相同，标号相同，如图2－5－2－a，假设原绕组感应电势正方向是从A X，显然付绕组的感应电势也是从a x，即原副边感应电势同相位。 2、标号相同但绕向相反，如图2－5－2－b，如果原绕组感应电势从A X，则付绕组感应电势从x a，即原、副绕组感应电势反相，也就是相位差1800。

3、绕向相同但标号相反，如图2－5－2－c，可见原副绕组感应电势也是反相的。 4、绕向相反，标号相反，如图2－5－2－d，如果原电势从A X，由于付绕组的绕向相反，所以付电势反相，又

由于标号是反标注的，所以付电势仍由a x，那么原付电势为同相位。

从上面的讨论可以看出，感应电势的方向决定于绕向，对于同一铁心柱上的二个绕组，如果绕向相同则感应电势的方向也相同，绕向相反则感应电势的方向也相反。至于极性，则是人为规定的一种规律，由于极性也决定感应电势的方向，因此

极性既不能搞错又要符合规律。从图中可以看出，如要使原付感应电势保持同相或反相，改变付绕组的标号就能满足要求。但在实际上这是不可能的，如2－5－2－d，按规律付绕组的端头a应标在上面，x标在下面，这是就相当于付绕组的绕向反

了，为了保持感应电势同相，再将标号反过来象图d那样标注，那么在三相联结引线时，就要将引线结构进行很大的改动，这种改动往往是不可能的。

对三相变压器而言，各相绕组同极性端，是由铁心三相磁通的正方向所确定，当三相变压器其三相磁通在正常运行时，应满足的极性关系为ΦA＋ΦB＋ΦC＝0，这一关系确定了三相变压器绕组的电势也有一定的极性关系，当A、B、C绕组均为左

绕向，则磁通按右手定则均向上，反之，A、B、C绕组的极性均向下端，则三绕组必为右绕向。在三相变压器的设计中，若绕组的绕向有错误，绕组间的电势极性关系就不可能正确，变压器就不可能正常运行，甚至造成事故，如三相D接的绕组，

其中一相绕组绕向有错误，联结成D后，则造成三相总电势不为零而形成短路，易发生绕组烧毁。