油浸式变压器的基础知识与电力设备技术资料

油浸式变压器几乎在所有的电子产品中都要用到，它原理简单但根据不同的使用场合（不同的用途）油浸式变压器的绕制工艺会有所不同的要求。油浸式变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和油浸式变压器）等，油浸式变压器常用的铁心形状一般有E型和C型铁心。 一、油浸式变压器的基本原理 当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流I1并产生交变磁通ф1，它沿着铁心穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。在次级线圈中感应出互感电势U2，同时ф1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1，E1的方向与所加电压U1方向相反而幅度相近，从而限制了I1的大小。为了保持磁通ф1的存在就需要有一定的电能消耗，并且油浸式变压器本身也有一定的损耗，尽管此时次级没接负载，初级线圈中仍有一定的电流，这个电流我们称为“空载电流”。 如果次级接上负载，次级线圈就产生电流I2，并因此而产生磁通ф2，ф2的方向与ф1相反，起了互相抵消的作用，使铁心中总的磁通量有所减少，从而使初级自感电压E1减少，其结果使I1增大，可见初级电流与次级负载有密切关系。当次级负载电流加大时I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好补充了被ф2所抵消的那部分磁通，以保持铁心里总磁通量不变。如果不考虑油浸式变压器的损耗，可以认为一个理想的油浸式变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。油浸式变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压，但是不能改变允许负载消耗的功率。二、油浸式变压器的损耗 当油浸式变压器的初级绕组通电后，线圈所产生的磁通在铁心流动，因为铁心本身也是导体，在垂直于磁力线的平面上就会感应电势，这个电势在铁心的断面上形成闭合回路并产生电流，好象一个旋涡所以称为“涡流”。这个“涡流”使油浸式变压器的损耗增加，并且使油浸式变压器的铁心发热油浸式变压器的温升增加。由“涡流”所产生的损耗我们称为“铁损”。另外要绕制油浸式变压器需要用大量的铜线，这些铜导线存在着电阻，电流流过时这电阻会消耗一定的功率，这部分损耗往往变成热量而消耗，我们称这种损耗为“铜损”。所以油浸式变压器的温升主要由铁损和铜损产生的。由于油浸式变压器存在着铁损与铜损，所以它的输出功率永远小于输入功率，为此我们引入了一个效率的参数来对此进行描述，η=输出功率/输入功率。武汉华超电力生产的油浸式变压器产品有：YDJ系列油浸式试验油浸式变压器、GTB系列干式试验油浸式变压器、YDQ系列充气式试验油浸式变压器、HTRL-V油浸式变压器容量测试仪、HTBS-V油浸式变压器空载负载特性测试仪等。

热点温度及与绝缘材料 接触的金属部件的温度(℃) 140 140 140 120 长期急救周期性负载 电流(标幺值) 热点温度及与绝缘材料 接触的金属部件的温度(℃) 150 140 140 130 短期急救负载 电流(标幺值) 热点温度及与绝缘材料 接触的金属部件的温度(℃) 160 160 160  附件和回路元件的限制。 油浸式变压器的载流附件和外部回路元件应能满足超额定电流运行的要求,当任一附件和回路元件不能满足要 求时，应按负载能力最小的附件和元件限制负载。 油浸式变压器的结构件不能满足超额定电流运行的要求时，应根据具体情况确定是否限制负载和限制的程度。正常周期性负载的运行。油浸式变压器在额定使用条件下，全年可按额定电流运行。油浸式变压器允许在平均相对老化率小于或等于 1 的情况下，周期性地超额定电流运行。当油浸式变压器有较严重的缺陷(如冷却系统不正常、严重漏油、有局部过热现象、油中溶解气体分析结 果异常等)或绝缘有弱点时，不宜超额定电流运行。  正常周期性负载运行方式下，超额定电流运行时，允许的负载系数 K2 和时间，可按负载导则的下 述方法之一确定： a.根据具体油浸式变压器的热特性数据和实际负载周期图，用第二篇温度计算方法计算； b.查第三篇第 15 章的图 9～12 中的曲线。长期急救周期性负载的运行  长期急救周期性负载下运行时，将在不同程度上缩短油浸式变压器的寿命，应尽量减少出现这种运行方式 的机会；必须采用时，应尽量缩短超额定电流运行的时间，降低超额定电流的倍数，有条件时按制造厂规 定投入备用冷却器。当油浸式变压器有较严重的缺陷(如冷却系统不正常，严重漏油，有局部过热现象，油中溶解气体分析结 果异常等)或绝缘有弱点时，不宜超额定电流运行。长期急救周期性负载运行时，平均相对老化率可大于 1 甚至远大于 1。超额定电流负载系数 K2 和 时间，可按负载导则的下述方法之一确定： a.根据具体油浸式变压器的热特性数据和实际负载图，用第二篇温度计算方法计 算； b.查第三篇第 16 章急救周期负载表中表 7～30。在长期急救周期性负载下运行期间，应有负载电流记录，并计算该运行期间的平均相对老化率。短期急救负载的运行  短期急救负载下运行，相对老化率远大于 1，绕组热点温度可能达到危险程度。在出现这种情况时，应投入包括备用在内的全部冷却器(制造厂另有规定的除外)，并尽量压缩负载、减少时间，一般不超过 。当油浸式变压器有严重缺陷或绝缘有弱点时，不宜超额定电流运行。短期急救负载允许的负载系数 K2 见表 3  在短期急救负载运行期间，应有详细的负载电流记录。并计算该运行期间的相对老化率。  干式变压器的正常周期性负载、长期急救周期性负载和短期急救负载的运行要求，按制造厂规定和 相应导则的要求。无人值班变电站内油浸式变压器超额定电流的运行方式，可视具体情况在现场规程中规定。