油浸式變壓器的基礎(chǔ)知識(shí)與電力設(shè)備技術(shù)資料

油浸式變壓器幾乎在所有的電子產(chǎn)品中都要用到，它原理簡單但根據(jù)不同的使用場合（不同的用途）油浸式變壓器的繞制工藝會(huì)有所不同的要求。油浸式變壓器的功能主要有：電壓變換；阻抗變換；隔離；穩(wěn)壓（磁飽和油浸式變壓器）等，油浸式變壓器常用的鐵心形狀一般有E型和C型鐵心。 一、油浸式變壓器的基本原理 當(dāng)一個(gè)正弦交流電壓U1加在初級線圈兩端時(shí)，導(dǎo)線中就有交變電流I1并產(chǎn)生交變磁通ф1，它沿著鐵心穿過初級線圈和次級線圈形成閉合的磁路。在次級線圈中感應(yīng)出互感電勢U2，同時(shí)ф1也會(huì)在初級線圈上感應(yīng)出一個(gè)自感電勢E1，E1的方向與所加電壓U1方向相反而幅度相近，從而限制了I1的大小。為了保持磁通ф1的存在就需要有一定的電能消耗，并且油浸式變壓器本身也有一定的損耗，盡管此時(shí)次級沒接負(fù)載，初級線圈中仍有一定的電流，這個(gè)電流我們稱為“空載電流”。 如果次級接上負(fù)載，次級線圈就產(chǎn)生電流I2，并因此而產(chǎn)生磁通ф2，ф2的方向與ф1相反，起了互相抵消的作用，使鐵心中總的磁通量有所減少，從而使初級自感電壓E1減少，其結(jié)果使I1增大，可見初級電流與次級負(fù)載有密切關(guān)系。當(dāng)次級負(fù)載電流加大時(shí)I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好補(bǔ)充了被ф2所抵消的那部分磁通，以保持鐵心里總磁通量不變。如果不考慮油浸式變壓器的損耗，可以認(rèn)為一個(gè)理想的油浸式變壓器次級負(fù)載消耗的功率也就是初級從電源取得的電功率。油浸式變壓器能根據(jù)需要通過改變次級線圈的圈數(shù)而改變次級電壓，但是不能改變允許負(fù)載消耗的功率。二、油浸式變壓器的損耗 當(dāng)油浸式變壓器的初級繞組通電后，線圈所產(chǎn)生的磁通在鐵心流動(dòng)，因?yàn)殍F心本身也是導(dǎo)體，在垂直于磁力線的平面上就會(huì)感應(yīng)電勢，這個(gè)電勢在鐵心的斷面上形成閉合回路并產(chǎn)生電流，好象一個(gè)旋渦所以稱為“渦流”。這個(gè)“渦流”使油浸式變壓器的損耗增加，并且使油浸式變壓器的鐵心發(fā)熱油浸式變壓器的溫升增加。由“渦流”所產(chǎn)生的損耗我們稱為“鐵損”。另外要繞制油浸式變壓器需要用大量的銅線，這些銅導(dǎo)線存在著電阻，電流流過時(shí)這電阻會(huì)消耗一定的功率，這部分損耗往往變成熱量而消耗，我們稱這種損耗為“銅損”。所以油浸式變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產(chǎn)生的。由于油浸式變壓器存在著鐵損與銅損，所以它的輸出功率永遠(yuǎn)小于輸入功率，為此我們引入了一個(gè)效率的參數(shù)來對此進(jìn)行描述，η=輸出功率/輸入功率。武漢華超電力生產(chǎn)的油浸式變壓器產(chǎn)品有：YDJ系列油浸式試驗(yàn)油浸式變壓器、GTB系列干式試驗(yàn)油浸式變壓器、YDQ系列充氣式試驗(yàn)油浸式變壓器、HTRL-V油浸式變壓器容量測試儀、HTBS-V油浸式變壓器空載負(fù)載特性測試儀等。

熱點(diǎn)溫度及與絕緣材料 接觸的金屬部件的溫度(℃) 140 140 140 120 長期急救周期性負(fù)載 電流(標(biāo)幺值) 熱點(diǎn)溫度及與絕緣材料 接觸的金屬部件的溫度(℃) 150 140 140 130 短期急救負(fù)載 電流(標(biāo)幺值) 熱點(diǎn)溫度及與絕緣材料 接觸的金屬部件的溫度(℃) 160 160 160  附件和回路元件的限制。 油浸式變壓器的載流附件和外部回路元件應(yīng)能滿足超額定電流運(yùn)行的要求,當(dāng)任一附件和回路元件不能滿足要 求時(shí)，應(yīng)按負(fù)載能力最小的附件和元件限制負(fù)載。 油浸式變壓器的結(jié)構(gòu)件不能滿足超額定電流運(yùn)行的要求時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況確定是否限制負(fù)載和限制的程度。正常周期性負(fù)載的運(yùn)行。油浸式變壓器在額定使用條件下，全年可按額定電流運(yùn)行。油浸式變壓器允許在平均相對老化率小于或等于 1 的情況下，周期性地超額定電流運(yùn)行。當(dāng)油浸式變壓器有較嚴(yán)重的缺陷(如冷卻系統(tǒng)不正常、嚴(yán)重漏油、有局部過熱現(xiàn)象、油中溶解氣體分析結(jié) 果異常等)或絕緣有弱點(diǎn)時(shí)，不宜超額定電流運(yùn)行。  正常周期性負(fù)載運(yùn)行方式下，超額定電流運(yùn)行時(shí)，允許的負(fù)載系數(shù) K2 和時(shí)間，可按負(fù)載導(dǎo)則的下 述方法之一確定： a.根據(jù)具體油浸式變壓器的熱特性數(shù)據(jù)和實(shí)際負(fù)載周期圖，用第二篇溫度計(jì)算方法計(jì)算； b.查第三篇第 15 章的圖 9～12 中的曲線。長期急救周期性負(fù)載的運(yùn)行  長期急救周期性負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，將在不同程度上縮短油浸式變壓器的壽命，應(yīng)盡量減少出現(xiàn)這種運(yùn)行方式 的機(jī)會(huì)；必須采用時(shí)，應(yīng)盡量縮短超額定電流運(yùn)行的時(shí)間，降低超額定電流的倍數(shù)，有條件時(shí)按制造廠規(guī) 定投入備用冷卻器。當(dāng)油浸式變壓器有較嚴(yán)重的缺陷(如冷卻系統(tǒng)不正常，嚴(yán)重漏油，有局部過熱現(xiàn)象，油中溶解氣體分析結(jié) 果異常等)或絕緣有弱點(diǎn)時(shí)，不宜超額定電流運(yùn)行。長期急救周期性負(fù)載運(yùn)行時(shí)，平均相對老化率可大于 1 甚至遠(yuǎn)大于 1。超額定電流負(fù)載系數(shù) K2 和 時(shí)間，可按負(fù)載導(dǎo)則的下述方法之一確定： a.根據(jù)具體油浸式變壓器的熱特性數(shù)據(jù)和實(shí)際負(fù)載圖，用第二篇溫度計(jì)算方法計(jì) 算； b.查第三篇第 16 章急救周期負(fù)載表中表 7～30。在長期急救周期性負(fù)載下運(yùn)行期間，應(yīng)有負(fù)載電流記錄，并計(jì)算該運(yùn)行期間的平均相對老化率。短期急救負(fù)載的運(yùn)行  短期急救負(fù)載下運(yùn)行，相對老化率遠(yuǎn)大于 1，繞組熱點(diǎn)溫度可能達(dá)到危險(xiǎn)程度。在出現(xiàn)這種情況時(shí)，應(yīng)投入包括備用在內(nèi)的全部冷卻器(制造廠另有規(guī)定的除外)，并盡量壓縮負(fù)載、減少時(shí)間，一般不超過 。當(dāng)油浸式變壓器有嚴(yán)重缺陷或絕緣有弱點(diǎn)時(shí)，不宜超額定電流運(yùn)行。短期急救負(fù)載允許的負(fù)載系數(shù) K2 見表 3  在短期急救負(fù)載運(yùn)行期間，應(yīng)有詳細(xì)的負(fù)載電流記錄。并計(jì)算該運(yùn)行期間的相對老化率。  干式變壓器的正常周期性負(fù)載、長期急救周期性負(fù)載和短期急救負(fù)載的運(yùn)行要求，按制造廠規(guī)定和 相應(yīng)導(dǎo)則的要求。無人值班變電站內(nèi)油浸式變壓器超額定電流的運(yùn)行方式，可視具體情況在現(xiàn)場規(guī)程中規(guī)定。