油浸式變壓器的基礎知識與電力設備技術資料

油浸式變壓器幾乎在所有的電子產品中都要用到，它原理簡單但根據不同的使用場合（不同的用途）油浸式變壓器的繞制工藝會有所不同的要求。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 當一個正弦交流電壓U1加在初級線圈兩端時，導線中就有交變電流I1并產生交變磁通ф1，它沿著鐵心穿過初級線圈和次級線圈形成閉合的磁路。在次級線圈中感應出互感電勢U2，同時ф1也會在初級線圈上感應出一個自感電勢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，盡管此時次級沒接負載，初級線圈中仍有一定的電流，這個電流我們稱為“空載電流”。 如果次級接上負載，次級線圈就產生電流I2，并因此而產生磁通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，其結果使I1增大，可見初級電流與次級負載有密切關系。當次級負載電流加大時I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好補充了被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，可以認為一個理想的油浸式變壓器次級負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需要通過改變次級線圈的圈數而改變次級電壓，但是不能改變允許負載消耗的功率。二、油浸式變壓器的損耗 當油浸式變壓器的初級繞組通電后，線圈所產生的磁通在鐵心流動，因為鐵心本身也是導體，在垂直于磁力線的平面上就會感應電勢，這個電勢在鐵心的斷面上形成閉合回路并產生電流，好象一個旋渦所以稱為“渦流”。這個“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熱油浸式變壓器的溫升增加。由“渦流”所產生的損耗我們稱為“鐵損”。另外要繞制油浸式變壓器需要用大量的銅線，這些銅導線存在著電阻，電流流過時這電阻會消耗一定的功率，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小于輸入功率，為此我們引入了一個效率的參數來對此進行描述，η=輸出功率/輸入功率。武漢華超電力生產的油浸式變壓器產品有：YDJ系列油浸式試驗油浸式變壓器、GTB系列干式試驗油浸式變壓器、YDQ系列充氣式試驗油浸式變壓器、HTRL-V油浸式變壓器容量測試儀、HTBS-V油浸式變壓器空載負載特性測試儀等。

熱點溫度及與絕緣材料 接觸的金屬部件的溫度(℃) 140 140 140 120 長期急救周期性負載 電流(標幺值) 熱點溫度及與絕緣材料 接觸的金屬部件的溫度(℃) 150 140 140 130 短期急救負載 電流(標幺值) 熱點溫度及與絕緣材料 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能滿足超額定電流運行的要求,當任一附件和回路元件不能滿足要 求時，應按負載能力最小的附件和元件限制負載。 油浸式變壓器的結構件不能滿足超額定電流運行的要求時，應根據具體情況確定是否限制負載和限制的程度。正常周期性負載的運行。油浸式變壓器在額定使用條件下，全年可按額定電流運行。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行。當油浸式變壓器有較嚴重的缺陷(如冷卻系統不正常、嚴重漏油、有局部過熱現象、油中溶解氣體分析結 果異常等)或絕緣有弱點時，不宜超額定電流運行。  正常周期性負載運行方式下，超額定電流運行時，允許的負載系數 K2 和時間，可按負載導則的下 述方法之一確定： a.根據具體油浸式變壓器的熱特性數據和實際負載周期圖，用第二篇溫度計算方法計算； b.查第三篇第 15 章的圖 9～12 中的曲線。長期急救周期性負載的運行  長期急救周期性負載下運行時，將在不同程度上縮短油浸式變壓器的壽命，應盡量減少出現這種運行方式 的機會；必須采用時，應盡量縮短超額定電流運行的時間，降低超額定電流的倍數，有條件時按制造廠規 定投入備用冷卻器。當油浸式變壓器有較嚴重的缺陷(如冷卻系統不正常，嚴重漏油，有局部過熱現象，油中溶解氣體分析結 果異常等)或絕緣有弱點時，不宜超額定電流運行。長期急救周期性負載運行時，平均相對老化率可大于 1 甚至遠大于 1。超額定電流負載系數 K2 和 時間，可按負載導則的下述方法之一確定： a.根據具體油浸式變壓器的熱特性數據和實際負載圖，用第二篇溫度計算方法計 算； b.查第三篇第 16 章急救周期負載表中表 7～30。在長期急救周期性負載下運行期間，應有負載電流記錄，并計算該運行期間的平均相對老化率。短期急救負載的運行  短期急救負載下運行，相對老化率遠大于 1，繞組熱點溫度可能達到危險程度。在出現這種情況時，應投入包括備用在內的全部冷卻器(制造廠另有規定的除外)，并盡量壓縮負載、減少時間，一般不超過 。當油浸式變壓器有嚴重缺陷或絕緣有弱點時，不宜超額定電流運行。短期急救負載允許的負載系數 K2 見表 3  在短期急救負載運行期間，應有詳細的負載電流記錄。并計算該運行期間的相對老化率。  干式變壓器的正常周期性負載、長期急救周期性負載和短期急救負載的運行要求，按制造廠規定和 相應導則的要求。無人值班變電站內油浸式變壓器超額定電流的運行方式，可視具體情況在現場規程中規定。