第一章變壓器的基本知識

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1、第一章 變壓器的基本知識 變壓器是一種電能轉(zhuǎn)換裝置，它以相同的頻率，但往往是不同的電壓和電流把能量從一個或多個電路轉(zhuǎn)換到另一個或多個電路中去，它由一個硅鋼片疊成的鐵芯和圍繞著鐵芯的絕緣銅線或鋁線繞組所組成。 在電力系統(tǒng)中變壓器是一種重要的設(shè)備， （1） 用升壓變壓器可以將電源端的電壓升高到幾十萬伏（目前最高的電壓為交流1000KV），以降低輸送電流，減少輸電線路上的電能損耗，將電能進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送. （2） 用降壓變壓器可以將高電壓降低到適合不同用戶用電設(shè)備的不同電壓等級的電壓，以滿足各類用戶的用電需求。 變壓器的最基本型式，包括兩組繞有導(dǎo)線的線圈，并且彼此以電感方式稱合一起。當(dāng)一

2、交流電流(具有某一已知頻率) 流于其中之一組線圈時，于另一組線圈中將感應(yīng)出具有相同頻率的交流電壓，而感應(yīng)的電壓大小取決于兩線圈耦合及磁交鏈的程度。 一般指連接交流電源的線圈稱之為“一次線圈”；而跨于此線圈的電壓稱之為“一次電壓”。在二次線圈的感應(yīng)電壓可能大于或小于一次電壓，是由一次線圈與二次線圈間的“匝數(shù)比”所決定的。 因此，變壓器區(qū)分為升壓與降壓變壓器兩種。大部份的變壓器均有固定的鐵芯，其上繞有一次與二次的線圈。基于鐵材的高導(dǎo)磁性，大部份磁通量局限在鐵芯里，因此，兩組線圈藉此可以獲得相當(dāng)高程度的磁耦合。在一些變壓器中，線圈與鐵芯二者間緊密地結(jié)合，其一次與二次電壓的比值

3、幾乎與二者的線圈匝數(shù)比相同。因此，變壓器的匝數(shù)比，一般可作為變壓器升壓或降壓的參考指標(biāo)。由于此項(xiàng)升壓與降壓的功能，使得變壓器已成為現(xiàn)代化電力系統(tǒng)之一重要附屬物，提升輸電電壓使得長途輸送電力更為經(jīng)濟(jì)，至于降壓變壓器，它使得電力運(yùn)用方面更加多元化。 第一節(jié) 變壓器的種類 變壓器的功能主要有：電壓變換；阻抗變換；隔離；穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）等等，變壓器的規(guī)格和品種繁多，分類的方法不盡相同； 變壓器按用途可以分為：升壓變壓器、降壓變壓器、配電變壓器、聯(lián)絡(luò)變壓器、全密封變壓器、組合式變壓器、干式變壓器、 單相變壓器、電爐變壓器、整流變壓器、抗干擾變壓器、防雷變壓器、箱式變壓器 試驗(yàn)變壓器 轉(zhuǎn)角變

4、壓器 大電流變壓器 勵磁變壓器等； 按冷卻方式分： (1)干式變壓器：依靠空氣對流進(jìn)行冷卻，一般用于局部照明、電子線路等小容量變壓器。油浸式變壓器： (2)依靠油作冷卻介質(zhì)、如油浸自冷、油浸風(fēng)冷、油浸水冷、強(qiáng)迫油循環(huán)等。 按繞組形式分： (1)雙繞組變壓器：用于連接電力系統(tǒng)中的兩個電壓等級。 (2)三繞組變壓器：一般用于電力系統(tǒng)區(qū)域變電站中，連接三個電壓等級。 (3)自耦變電器：用于連接不同電壓的電力系統(tǒng)。也可做為普通的升壓或降后變壓器用。 按鐵芯形式分： (1)芯式變壓器：用于高壓

5、的電力變壓器。 （2）非晶合金變壓器：非晶合金鐵芯變壓器是用新型導(dǎo)磁材料，空載電流下降約80%，是目前節(jié)能效果較理想的配電變 壓器，特別適用于農(nóng)村電網(wǎng)和發(fā)展中地區(qū)等負(fù)載率較低的地方。 (3)殼式變壓器：用于大電流的特殊變壓器，如電爐變壓器、電焊變壓器；或用于電子儀器及電視、收音機(jī)等的電源變壓器 箱式變壓器。 變壓器按電源相數(shù)分類：單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。 第二節(jié) 變壓器的基本型號 變壓器的型號通常由表示相數(shù)、冷卻方式、調(diào)壓方式、繞組線芯等材料的符號，以及變壓器容量、額定電壓、繞組連接方式組成 電力變壓器產(chǎn)品型號其它的字母排列

6、順序及涵義。 （１）繞組藕合方式，涵義分：獨(dú)立（不標(biāo)）；自藕（Ｏ表示）。 （２）相數(shù)，涵義分：單相（Ｄ）；三相（Ｓ）。 （３）繞組外絕緣介質(zhì)，涵義分；變壓器油（不標(biāo)）；空氣（Ｇ）：氣體（Ｑ）；成型固體澆注式（Ｃ）：包繞式（ＣＲ）：難燃液體（Ｒ）。 （４）冷卻裝置種類，涵義分；自然循環(huán)冷卻裝置（不標(biāo)）：風(fēng)冷卻器（Ｆ）：水冷卻器（Ｓ）。 （５）油循環(huán)方式，涵義：自然循環(huán)（不標(biāo)）；強(qiáng)迫油循環(huán)（Ｐ）。 （６）繞組數(shù)，涵義分；雙繞組（不標(biāo)）；三繞組（Ｓ）；雙分裂繞組（Ｆ）。 （７）調(diào)壓方式，涵義分；無勵磁調(diào)壓（不標(biāo)）：有載調(diào)壓抑（Ｚ）。 （８）線圈導(dǎo)線材質(zhì)，涵義分：銅（不標(biāo)）；銅

7、箔（Ｂ）；鋁（Ｌ）鋁箔（ＬＢ）。 （９）鐵芯材質(zhì)，涵義；電工鋼片（不標(biāo)）；非晶合金（Ｈ）。 （１０）特殊用途或特殊結(jié)構(gòu)，涵義分；密封式（Ｍ）；串聯(lián)用（Ｃ）；起動用（Ｑ）；防雷保護(hù)用（Ｂ）；調(diào)容用（Ｔ）；高阻抗（Ｋ）地面站牽引用（ＱＹ）；低噪音用（Ｚ）；電纜引出（Ｌ）；隔離用（Ｇ）；電容補(bǔ)償用（ＲＢ）；油田動力照明用（Ｙ）；廠用變壓器（ＣＹ）；全絕緣（Ｊ）；同步電機(jī)勵磁用（ＬＣ）。 電力變壓器后面的數(shù)字部分：斜線左邊表示額定容量（千伏安）；斜線右邊表示一次側(cè)額定電壓（千伏）。 表1：變壓器的型號和符號含義 型號中符號排列順序 含 義 代表符號 內(nèi)

8、容 類 別 1（或末數(shù)） 線圈耦合方式 自耦降壓（或自耦升壓） 0 2 相 數(shù) 單 相 D 三 相 S 3 冷卻方式 油浸自冷 － 干式空氣自冷 G 干式澆注絕緣 C 油 浸 風(fēng) 冷 F 油 浸 水 冷 S 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷 FP 強(qiáng)迫油循環(huán)水冷 SP 4 線 圈 數(shù) 雙 線 圈 — 三 線 圈 S 5 線圈導(dǎo)線材質(zhì) 銅 — 鋁 L 6 調(diào)壓方式 無勵磁調(diào)壓 — 有載調(diào)壓 Z 加強(qiáng)干式 Q 干式防火 H 移 動 式 D 成 套 T 變壓器的型號表示： 變

9、壓器繞組數(shù)+相數(shù)+冷卻方式+是否強(qiáng)迫油循環(huán)+有載或無載調(diào)壓+設(shè)計序號+“-”+容量+高壓側(cè)額定電壓組成。 例如1：SFPZ9-120000/110 指的是三相（雙繞組變壓器省略繞組數(shù)，如果是三繞則前面還有個S）雙繞組強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷有載調(diào)壓，設(shè)計序號為9，容量為120000KVA，高壓側(cè)額定電壓為110KV的變壓器 例如2：SCB9-2000/0.4~0.23 Dyn11 此為干式變壓器的型號表示 S是代表三相； C代表環(huán)氧樹脂澆注絕緣； B配電變壓器； 2000是容量KVA ； 0.4-0.23KV低壓側(cè)額定線電壓、額定相電壓； Dy

10、n11 接線方式表示的是一次側(cè)三相三角形接線，低壓側(cè)星形接線，低壓側(cè)線電壓為11點(diǎn)，即：低壓側(cè)線電壓超前高壓側(cè)線電壓30度 第二章 變壓器的基本結(jié)構(gòu) 油浸變壓器的結(jié)構(gòu)主要有以下部分組成： 一、器身：包括鐵芯、繞組、絕緣、引線； 二、調(diào)壓裝置：即分接開關(guān)，分為無勵磁調(diào)壓和有載調(diào)壓； 三、油箱：包括油箱本體、閥門、油路管道等； 四、冷卻裝置：包括散熱器、油泵、風(fēng)扇等； 五、保護(hù)裝置：包括儲油柜、安全氣道、吸濕器、氣體繼電器、凈油器和測溫裝置等。 六、出線裝置：包括高、低壓套管。 為了敘述和介紹的方便起見，

11、我們暫且將一、二、三、四這四個部份劃分為變壓器的主體結(jié)構(gòu)部份，將五、六劃分為變壓器主要附件部份，下面就這兩部份分別進(jìn)行了解。 第一節(jié) 變壓器本體基本結(jié)構(gòu) 1—油箱 2—鐵芯及繞組 3—儲油柜及油位計 4—散熱管 5—高、低壓繞組 6—分接開關(guān) 7—?dú)怏w繼電器 8—信號溫度計 9－呼吸器 10－安全氣道 11－銘牌 現(xiàn)簡單敘述變壓器本體基本結(jié)構(gòu)各部件的結(jié)構(gòu)、作用。 一、器身 1．鐵芯 鐵芯作為變壓器的閉合磁路和固定繞組及其他部件的骨架。為了減小磁阻、減小交變磁通在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生

12、的磁滯損耗和渦流損耗，變壓器的鐵芯大多采用薄硅鋼片疊裝而成。 纏繞繞組的部分叫鐵芯，連接鐵芯的部分稱為鐵軛，芯柱的截面一般為階梯形，這可以充分利用圓形線圈的空間，另外較大直徑的鐵芯，疊片間留有油道，以利于散熱，變壓器的鐵芯有芯式和殼式兩種基本形式。 芯式變壓器的鐵芯由鐵芯柱、鐵軛和夾緊器件組成，繞組套在鐵芯柱上，如圖所示。芯式變壓器的結(jié)構(gòu)簡單，繞組的裝配工藝、絕緣工藝相對于殼式變壓器簡單，國產(chǎn)三相油浸式電力變壓器大多采用芯式結(jié)構(gòu)。 殼式變壓器的鐵芯包圍了繞組的四面，就像是繞組的外殼，殼式變壓器的機(jī)械強(qiáng)度相對較高，但制造工藝復(fù)雜，所用材

13、料較多，一般的電力變壓器很少采用。 2．繞組 繞組是變壓器的電路部分，變壓器的繞組由包有絕緣材料的扁導(dǎo)線或圓導(dǎo)線繞成，有銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線兩種，為了使繞組便于制造和在電磁力的作用下受力均勻及良好的機(jī)械性能，將線圈繞成圓筒形，然后把圓筒形的高低壓繞組同心地套在芯柱上，低壓繞組在內(nèi)，靠近鐵芯，高壓繞組在外，這樣放置有利于繞組對鐵芯的絕緣。 容量較大的變壓器繞組通常是由幾根導(dǎo)線并列起來繞制的，在繞制時要換位，即讓各導(dǎo)線在繞制時互換內(nèi)外導(dǎo)線的位置，目的是為了使各股導(dǎo)線最終阻抗相等，運(yùn)行時電流分布均勻，從而減少導(dǎo)線的附加損耗。按照高、低壓繞組之間的安排方式，變壓器的繞組有同芯式和交疊式兩種基

14、本形式。 3．絕緣 油浸式變壓器的絕緣籠統(tǒng)地講可分成油箱里的內(nèi)絕緣和油箱外的空氣絕緣（外絕緣）兩類，所謂內(nèi)絕緣指的是油箱中的各部分的絕緣。外絕緣是空氣絕緣，即套管上部對地和彼此之間的絕緣以及保護(hù)間隙。 內(nèi)絕緣又分為主絕緣和從絕緣。主絕緣是繞組與地以及繞組與繞組之間的絕緣，從絕緣是指繞組的層間、匝間、分接開關(guān)部分之間的絕緣等。 在變壓器中存在很多的絕緣材料，分別起不同的絕緣作用，例如：繞組導(dǎo)線有紗包線，絲包線 紙包線 漆包線等，在單根導(dǎo)線表面的紗、絲、紙、漆等在經(jīng)過專業(yè)處理后均屬于絕緣材料，在多根導(dǎo)線并列后在外面繞有黃臘布，或亞胺膜等，做為繞組與繞組之間的絕緣。 在層間、匝間經(jīng)

15、常使用酚醛紙板、聚脂薄膜、環(huán)氧板等，分接開關(guān)處大量使用環(huán)氧材料。 同時在變壓器內(nèi)部經(jīng)常使用經(jīng)處理的木材作固定和絕緣， 對油浸式變壓器而言，起到主絕緣作用的是變壓器油，同時，變壓器油也起到冷卻作用。 4．引線 這里講的引線是指在變壓器內(nèi)部的，是指連接各繞組、繞組與套管以及繞組和分接開關(guān)的導(dǎo)線。 引線要從繞組內(nèi)部引出來必須要從繞組之間、繞組與鐵芯油箱壁之間穿過，因此，必須保證引線對這些部分有足夠的絕緣距離，變壓器引線的絕緣材料是電纜紙或皺紋紙。 二、調(diào)壓裝置 所謂調(diào)壓裝置（分接開關(guān)）就是控制變壓器輸出電壓在指定范圍內(nèi)變動的調(diào)節(jié)組件。利用分接開關(guān)對變壓器繞組的分接頭

16、逐級切換來改變其變比來實(shí)現(xiàn)調(diào)壓。以滿足電網(wǎng)電壓在波動時，盡可能使變壓器輸出側(cè)的電壓的穩(wěn)定。根據(jù)調(diào)壓方式的不同可分為無勵磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。 1．無勵磁調(diào)壓（無載調(diào)壓） 是要在變壓器一次側(cè)和二次側(cè)都停電，把隔離開關(guān)打開的情況下，確保變壓器在無電情況下，調(diào)整分接位置，進(jìn)行調(diào)壓， 2．有載調(diào)壓 它可以在變壓器帶負(fù)載時，自動或手動進(jìn)行分接位置的切換。因?yàn)榍袚Q是在瞬間完成的，所以不會影響正常的運(yùn)行，也就是說，一次、二次側(cè)都不用停電的情況下可以進(jìn)行調(diào)壓。

17、 三、油箱 1．油箱本體 油浸式變壓器的器身（繞組及鐵芯）都裝在充滿變壓器油的油箱中，油箱用鋼板焊成。 中、小型變壓器的油箱由箱殼和箱蓋組成，變壓器的器身放在箱殼內(nèi)，將箱蓋打開就可吊出器身進(jìn)行檢修，這是所謂的桶式（或箱式），對于大型變壓器往往采用鐘罩式油箱，即上面的上節(jié)油箱就像反扣的鐘。變壓器的器身固定在下節(jié)油箱上，這是因?yàn)榇笞儔浩鞯蔫F芯線圈太重，吊芯困難。 變壓器運(yùn)行時，鐵芯和繞組都要發(fā)出熱量，使變壓器油發(fā)熱。發(fā)熱的變壓器油在油箱內(nèi)發(fā)生對流，將熱量傳送至油箱壁及其上的散熱器，再向周圍空氣輻射，達(dá)到散熱的目的，從而使

18、變壓器內(nèi)的溫度保持在合理的水平上。 2．閥門、油路管道 變壓器器身上在不同的部位裝有不同的管道和閥門，用來和其他裝置進(jìn)行連接，主要有油樣取樣閥、放油閥、排污閥、進(jìn)油閥（加油閥）、冷卻器連通管道與閥門、與呼吸器連通的管道與閥門等等。 四、冷卻裝置 1．散熱器 散熱器的作用是，當(dāng)變壓器上層油溫和下層油溫產(chǎn)生溫差時通過散熱器形成油的對流，經(jīng)散熱器冷卻后流回到油箱，起到降低變壓器溫度的作用。為了提高變壓器油的冷卻效果可采用風(fēng)冷和強(qiáng)油風(fēng)冷，對散熱器的要求是：變壓器散熱量小時，采用自然冷卻散熱器，對要求散熱容量大時采用帶風(fēng)扇裝置的散熱器，散熱器都采用扁管式結(jié)構(gòu),，常用的主要是片式

19、和管式，片式散熱器形式為固定式和可拆式兩種。它由散熱片、集流管、吊環(huán)、法蘭和塞子等組成。 2．油泵 在這里說的是變壓器散熱器專用的配套的冷卻器潛油泵：對于大容量變壓器，為了達(dá)到冷卻效果，增強(qiáng)油的循環(huán)流動，增設(shè)潛油泵，潛油泵的作用是利用油泵的泵油能力，將經(jīng)過散熱器冷卻的油泵入變壓器的內(nèi)部，使變壓器上部的熱油能通過散熱器進(jìn)行冷卻，提高了變壓器的冷卻能力。潛油泵電動機(jī)的電壓采用交流380V，由雙路供電。正常一路為工作電源，另一路為備用電源，當(dāng)工作電源故障時，備用電源自動投入，而當(dāng)工作電源恢復(fù)時，備用電源自動退出。同時為了確認(rèn)油泵電機(jī)的正常工作，在油泵與散熱器之間裝有油流繼電器，以監(jiān)視油泵的正常工

20、作。 只有在強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷的變壓器冷卻系統(tǒng)中裝有潛油泵，潛油泵是強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷中一個必不可缺少的不部件。 3.風(fēng)扇 變壓器風(fēng)扇裝在每個散熱器的環(huán)形空間內(nèi)的支架上，該風(fēng)扇主要是由軸流式單級葉輪和專用的戶外形三相異步電動機(jī)組成，利用風(fēng)扇強(qiáng)大的空氣流對散熱器進(jìn)行冷卻，以提高散熱器對變壓器油的冷卻能力。 第二節(jié) 變壓器主要附件 在上一節(jié)中，我們介紹了變壓器的主體結(jié)構(gòu)部份，在這一節(jié)中，主要將介紹變壓器的主要附件，即變壓器的保護(hù)裝置和出線裝置。 一、保護(hù)裝置 1．儲油柜（也稱為油枕） 儲油柜裝置在油箱上方，通過連通管與油箱連通，起到保護(hù)變壓器油的作用。 變壓器油在較高

21、溫度下長期與空氣接觸容易吸收空氣中的水分和雜質(zhì)，使變壓器油的絕緣強(qiáng)度和散熱能力相應(yīng)降低。裝置儲油柜的目的是為了減小油面與空氣的接觸面積、降低與空氣接觸的油面溫度并使儲油柜上部的空氣通過吸濕劑與外界空氣交換，從而減慢變壓器油的受潮和老化的速度。 儲油柜一般有四種形式，開放式、膠囊式、隔膜式和金屬膨脹管式。目前主要使用的是后兩種，關(guān)于儲油柜各種形式的優(yōu)缺點(diǎn)在此就不再進(jìn)行詳細(xì)的描述。 2．安全氣道（防爆管） 安全氣道又叫防爆管，該管用薄鋼板制成，內(nèi)徑在15O～250MM范圍內(nèi)。防爆管裝在變壓器頂蓋上油枕側(cè)，管子下端與油箱相連，其上端用3～5mm厚的玻璃板（稱之為安全膜）密封。當(dāng)變壓器內(nèi)部

22、發(fā)生故障，內(nèi)部壓力增加到0.5～1個大氣壓時，安全膜便爆破，氣體噴出，內(nèi)部壓力降低，不至使油箱爆破，從而縮小事故范圍 由于安全氣道在密封性等方面存在問題，目前以逐步被壓力釋放閥所替代，特別是大中型變壓器已普遍使用壓力釋放閥，只有在小型的配電變壓器上安全氣道仍在使用。 壓力釋放閥用于以變壓器油為冷卻介質(zhì)的大中型變壓器，安裝在變壓器油箱或側(cè)壁上。壓力釋放閥在變壓器正常工作時，保護(hù)變壓器油與外部空氣安全隔離，當(dāng)變壓器一旦發(fā)生短路時，變壓器線圈將產(chǎn)生電弧和火花，使變壓器油在瞬間產(chǎn)生大量氣體，油箱內(nèi)的壓力猛增。這種過壓全靠壓力釋放閥來保護(hù)。當(dāng)壓力達(dá)到動作壓力時，閥門在兩毫秒內(nèi)開啟，使變壓器油箱內(nèi)壓力

23、下降，不致使器身變形和爆裂。壓力釋放閥的關(guān)閉壓力在0.3kgf/cm2左右，使油箱內(nèi)保持正壓，確保油箱外部的空氣、灰塵和水份不能進(jìn)入油箱內(nèi) 3．吸濕器（呼吸器） 呼吸器安裝在油枕與空氣連通的管道末端。當(dāng)變壓器溫度升高時，油箱內(nèi)的油會相應(yīng)膨脹，因此油枕內(nèi)的油位也會相應(yīng)升高，此時膠囊內(nèi)的部分氣體經(jīng)呼吸器排出；當(dāng)變壓器溫度下降時，油箱內(nèi)的油會相應(yīng)收縮，因此油枕內(nèi)的油位也會相應(yīng)下降，此時膠囊經(jīng)呼吸器吸人部分氣體。呼吸器又稱吸濕器，內(nèi)部充有吸附劑，吸附劑常采用變色硅膠，其作用是吸收空氣中的水分，減少變壓器油受潮和氧化。吸濕劑在未吸濕前，呈蘭色，裝入呼吸器后色澤鮮艷，便于觀察。如果吸濕

24、劑吸入足夠的水份就處于飽和狀態(tài)而變成白色。值班人員可通過呼吸器內(nèi)硅膠顏色的變化，來判斷硅膠是否潮解。當(dāng)硅膠部分占到整體的三分之一以上時，就應(yīng)該更換。 呼吸器的作用是靠變壓器油箱內(nèi)上、下層的溫差而使變壓器油進(jìn)行環(huán)流，經(jīng)吸附劑的作用使油得以凈化。 呼吸器的結(jié)構(gòu)有器身、濾網(wǎng)、吸附劑、密封墊、放氣塞、放油塞、連管、油樣活門等。 4．氣體繼電器（也稱為瓦斯繼電器） 氣體繼電器安裝在油箱和儲油柜的聯(lián)管中間，它的作用是當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生絕緣擊穿、線圈短路以及鐵芯燒毀、漏油等故障時，給運(yùn)行人員發(fā)出信號或切斷電源以保護(hù)變壓器。另外，利用氣體繼電器還可以觀察分解出氣體的顏色及數(shù)量，同時還能從瓦斯繼電器中

25、取氣樣，以便對變壓器內(nèi)部故障的性質(zhì)進(jìn)行分析。 目前我國電力系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的是開口杯擋板式瓦斯繼電器，其主要結(jié)構(gòu)為上下2個開口杯及平衡錘。變壓器正常運(yùn)行時，上開口杯和下開口杯都浸在油中，開口杯在油內(nèi)的重力所產(chǎn)生的力矩小于平衡錘產(chǎn)生的力矩，因此開口杯向上傾斜，繼電器觸點(diǎn)不動作。當(dāng)油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，少量的氣體上升后逐漸聚集在繼電器的上部，迫使油面下降．使上開口杯漏出油面．此時由于浮子減小。開口杯的重力加上杯內(nèi)油重所產(chǎn)生的力矩大于平衡錘所產(chǎn)生的力矩，從而使上開口杯的觸點(diǎn)動作，發(fā)輕瓦斯保護(hù)動作信號。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時，大量的氣體和油流直接沖擊下開口杯的擋板，使下開口杯觸點(diǎn)動作，從而使重

26、瓦斯保護(hù)動作跳閘。 當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時，故障點(diǎn)局部發(fā)生過熱，引起附近的變壓器油膨脹，油內(nèi)溶解的空氣被逐出，形成氣泡上升，同時油和其它材料在電弧和放電等的作用下電離而產(chǎn)生瓦斯氣體。當(dāng)故障輕微時，排出的瓦斯氣體緩慢地上升而進(jìn)入瓦斯繼電器，使油面下降，開口杯產(chǎn)生的支點(diǎn)為軸逆時針方向的轉(zhuǎn)動，使干簧觸點(diǎn)接通，發(fā)出信號。 當(dāng)變壓器內(nèi)部故障嚴(yán)重時，,產(chǎn)生強(qiáng)烈的瓦斯氣體，使變壓器內(nèi)部壓力突增，產(chǎn)生很大的油流向油枕方向沖擊，因油流沖擊檔板，檔板克服彈簧的阻力，帶動磁鐵向干簧觸點(diǎn)方向移勸，使干簧觸點(diǎn)接通，作用于跳閘。 瓦斯保護(hù)能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)的內(nèi)部故障,包括鐵芯過熱燒傷、油面降

27、低等，但差動保護(hù)對此無反應(yīng)。又如變壓器繞組產(chǎn)生少數(shù)線匝的匝間短路，雖然短路匝內(nèi)短路電流很大會造成局部繞組嚴(yán)重過熱產(chǎn)生強(qiáng)烈的油流向油枕方向沖擊，但表現(xiàn)在相電流上卻并不大，因此差動保護(hù)沒有反應(yīng)，但瓦斯保護(hù)對此卻能靈敏地加以反應(yīng)，這就是差動保護(hù)不能代替瓦斯保護(hù)的原因。 5．凈油器 它是一個充滿吸附劑（活性氧化鋁或硅膠）的容器，它安裝在油浸變壓器油箱的側(cè)壁，變壓器油箱內(nèi)的油由于上下層溫度的不同，油的本身有對流循環(huán)現(xiàn)象，其中流經(jīng)凈油器的油與吸附劑接觸時，使油中所帶的水分、游離酸和油中的過氧化物都被吸收，使變壓器油得到凈化從而延長了變壓器油的使用期限 凈油器分為溫差環(huán)流式和強(qiáng)制環(huán)流式兩種

28、類型。它主要由鋼板焊制成筒狀。其上下有濾網(wǎng)式濾板，并有蝶閥與油管連接。凈油器內(nèi)裝硅膠等吸附劑，按質(zhì)量分為35、50、100、150kg4種。填裝硅膠粒2．8-7mm或4～8mm的粗孔硅膠，或填裝2．8～7mm棒狀活性氧化鋁 凈油器主要安裝在大型變壓器上（如10000KVA及以上），一般的配電變壓器不考慮安裝凈油器，主要原因是出于經(jīng)濟(jì)性以及運(yùn)行、檢修等各方面考慮。 目前，很多的大型變壓器均已不再安裝凈油器，這里面牽涉的因素比較多，一方面，凈油器對變壓器油凈化作用的必要性以及帶來的相關(guān)諸多問題（該問題由于涉及的問題較多，在此不作進(jìn)一步的探討），同時隨著各種性能優(yōu)良的儲油柜的使用，以及變壓器密封

29、的程度隨著工藝的進(jìn)步，對變壓器油采用在線監(jiān)測手段等等，因此在各種因素的綜合作用下，凈油器已經(jīng)不是變壓器的必要配置。 6．溫度計 變壓器溫度計主要用于測量變壓器的油溫（上層油溫）。 工業(yè)用雙金屬溫度計主要的元件是一個用兩種或多種金屬片疊壓在一起組成的多層金屬片。為提高測溫靈敏度，通常將金屬片制成螺旋卷形狀。當(dāng)多層金屬片的溫度改變時，各層金屬膨脹或收縮量不等，使得螺旋卷卷起或松開。由于螺旋卷的一端固定而另一端和一可以自由轉(zhuǎn)動的指針相連，因此，當(dāng)雙金屬片感受到溫度變化時，指針即可在一圓形分度標(biāo)尺上指示出溫度來。 變壓器溫度計是用來指示變壓器油溫度，超過規(guī)定值時報警。電阻溫

30、度計是由熱電阻轉(zhuǎn)換開關(guān)，動圈式溫度指示調(diào)節(jié)儀等部件組成，熱電阻裝在變壓器上，隨著變壓器油溫升降而改變其電阻值。 熱電阻由感溫元件、絕緣套管、保護(hù)套管和接線盒等主要部分組成。熱電阻座安裝于變壓器箱蓋上，在熱電阻座中必須注滿變壓器油，但管中應(yīng)留有20mm的空氣層高度，以便油的膨脹。 測量變壓器頂層油溫當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時， 啟動和關(guān)閉冷卻系統(tǒng)和發(fā)出報警信號，目前，測量變壓器溫度的溫度計已經(jīng)不再只是測量變壓器的上層油溫，已經(jīng)發(fā)展到測量變壓器繞組溫度、鐵芯溫度等功能。 7．油位計 變壓器一般在油枕的側(cè)面裝有用于反映變壓器油枕油位的表計，稱為油位計（油位表）。油位計可分為幾種類型，一種是在油枕

31、的側(cè)面直接開口，表面裝上玻璃，并在玻璃上作出標(biāo)記，直接反映油枕的油位，這種類型的油位計在小型的配電變壓器上最為常見。 一種是在油枕側(cè)面安裝玻璃管，玻璃管上下端口與油枕相連，通過玻璃管的油位來監(jiān)視油枕的油位。 隨著氣囊式油枕的使用，杠桿式的油位計同時應(yīng)運(yùn)而生，它是在氣囊式油枕中的氣囊上安裝一個固定桿，然后通過連桿與油位計相連，當(dāng)氣囊隨油位上下變化而伸縮時，通過連桿將該變化反映在油位計上。 另外，還有一種磁力油位計，磁力油位計的指針通過軸與一磁鐵A相連，另一磁鐵B通過軸與連桿相連，該連桿的兩端又分別裝有玻璃浮子和平衡錘。當(dāng)變壓器油枕的油面升高或降低時玻璃浮子也隨著升降，通過連桿使永久磁

32、鐵B轉(zhuǎn)動，由于磁鐵A和B的相互作用，當(dāng)B轉(zhuǎn)動時A也轉(zhuǎn)動，與A同軸的指針也轉(zhuǎn)動，指針?biāo)缚潭燃从臀桓叨? 二、出線裝置 在這里講的出線裝置指的是變壓器的高、低壓套管。 變壓器套管的作用是，將變壓器內(nèi)部高、低壓引線弓到油箱外部，不但作為引線對地絕緣，而且擔(dān)負(fù)著固定引線的作用，變壓器套管是變壓器載流元件之一，在變壓器運(yùn)行中，長期通過負(fù)載電流，當(dāng)變壓器外部發(fā)生短路時通過短路電流。因此，對變壓器套管有以下要求： (1)必須具有規(guī)定的電氣強(qiáng)度和足夠的機(jī)械強(qiáng)度。 (2)必須具有良好的熱穩(wěn)定性，并能承受短路時的瞬間過熱。 (3)外形小、質(zhì)量小、密封性能好、通用性強(qiáng)和便于維修 變壓器套管是變壓器

33、箱外的主要絕緣裝置，變壓器繞組的引出線必須穿過絕緣套管，使引出線之間及引出線與變壓器外 殼之間絕緣，同時起固定引出線的作用。因電壓等級不同，絕緣套管有純瓷套管、充油套管和電容套管等形式。 純瓷套管多用于10kV及以下變壓器，它是在瓷套管中穿一根導(dǎo)電銅 桿，瓷套內(nèi)為空氣絕緣。 充油套管多用在35kV級變壓器，它是在瓷套管充油，在瓷套管內(nèi)穿一根導(dǎo)電銅桿，銅桿外包絕緣紙。 電容式套管由主絕緣——電容芯子，外絕緣——上下瓷件，連接套筒，油枕，彈簧裝配，底座，均壓球，測量端子，接線端子，橡皮墊圈，絕緣油等組成。它用于100kV以上的變壓器。電容芯子在套管的中心導(dǎo)電桿外繞鋁箔作為極板，油浸電容紙中間按設(shè)計要求同心安置許多帶有半導(dǎo)體鑲邊的鋁箔作為均壓極板，電容器的零屏與中心導(dǎo)電桿連接，末屏由連接套管的測量端子引出。在串聯(lián)電容器的作用下，使套管的徑向和軸向電場分布均勻。油浸紙絕緣是套管的主絕緣，即用包纏或迭合而成的密集紙層，經(jīng)過真空浸油，利用油屏障原理，形成一個接一個的屏障。絕緣層以導(dǎo)電桿中心線為軸心，內(nèi)部同心放置鋁箔，鋁箔的邊緣鑲有半導(dǎo)體層，改善鋁箔的這種均壓電極邊緣的尖端電場。由于電容紙的纖維在油中起屏障作用，而且經(jīng)過真空處理，油又填充了紙中的氣隙，所以這種絕緣電氣強(qiáng)度高，特別是短時電氣強(qiáng)度可達(dá)到100 kV/mm以上，