01
概述
用于配電系統(tǒng)將中壓配電電壓的功率變換成低壓配電電壓功率,以供各種低壓電氣設備用電的電力變壓器,叫配電變壓器,簡稱“配變”。配電變壓器容量小,一般在2500千伏安及以下,一次電壓也較低,都在20千伏及以下。
▲圖 變壓器
變壓器就是按照“動電生磁,動磁生電”的電磁感應原理制成的。
▲圖 變壓器工作原理
安裝“配變”的場所與地方,既是變電所。配電變壓器宜采用柱上安裝或露天落地安裝。詳細介紹了其安裝方式、安裝注意事項、供配方式、容量選擇、運行維護等。
02
分類
配電變壓器根據(jù)絕緣介質的不同,分為油浸式變壓器和干式變壓器;根據(jù)調壓方式的不同,分為無勵磁調壓變壓器和有載調壓變壓器
(1)油浸式變壓器
▲圖 油浸式變壓器
1)非封閉型油浸式變壓器:主要有S8、S9、S10等系列產(chǎn)品,在工礦企業(yè)、農業(yè)和民用建筑中廣泛使用。
2)封閉型油浸式變壓器:主要有S9、S9-M、S10-M等系列產(chǎn)品,多用于石油、化工行業(yè)中多油污、多化學物質的場所。
3)密封型油浸式變壓器:主要有BS9、S9-、S10-、S11-MR、SH、SH12-M等系列產(chǎn)品,可做工礦企業(yè)、農業(yè)、民用建筑等各種場所配電之用。
(2)干式變壓器
▲圖 干式變壓器
1)包封線圈式干式變壓器:主要有SCB8、SC(B)9、SC(B)10、SCR-10等系列產(chǎn)品,適用于高層建筑、商業(yè)中心、機場、車站、地鐵、醫(yī)院、工廠等場所。
2)非包封線圈干式變壓器:主要有SG10等系列產(chǎn)品,適用于高層建筑、商業(yè)中心、機場、車站、地鐵、石油化工等場所。
03
基本結構
配電變壓器結構包含了鐵心、繞組及絕緣油三部分,繞組是變壓器的電路,鐵心是變壓器的磁路。二者構成變壓器的核心即電磁部分。
3.1 鐵芯
鐵芯是變壓器的基本部件之一,是變壓器中主要的磁路部分。既是變壓器的主磁通,又是變壓器器身的機械骨架。
通常由含硅量較高、厚度為0.35或0.5mm、表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成,鐵心分為鐵心柱和鐵軛兩部分,鐵心柱套有繞組,鐵軛閉合磁路之用。
按結構可分為:芯式、殼式
心式 —— 結構簡單工藝簡單應用廣泛。
殼式 —— 結構復雜,用在小容量變壓器和電爐變壓器 。
▲圖 變壓器結構
按材料可分為:硅鋼片、非晶合金
▲圖 變壓器材料
非晶合金是由超急冷凝固,合金凝固時原子來不及有序排列結晶,得到的固態(tài)合金是長程無序結構,沒有晶態(tài)合金的晶粒、晶界存在。
非晶合金鐵芯變壓器是用新型導磁材料——非晶合金制作鐵芯而成的變壓器,它比硅鋼片作鐵芯變壓器的空載損耗(指變壓器次級開路時,在初級測得的功率損耗)下降75%左右,空載電流(變壓器次級開路時,初級仍有一定的電流,這部分電流稱為空載電流)下降約80%,是目前節(jié)能效果較理想的配電變壓器。
按裝配工藝分為:疊積式、卷繞式
▲圖 裝配工藝
3.2 繞組
繞組是變壓器的電路部分,一般用絕緣扁銅線或圓銅線在繞線模上繞制而成。繞組套裝在變壓器鐵心柱上,低壓繞組在內層,高壓繞組套裝在低壓繞組外層,低壓繞組和鐵芯之間、高壓繞組和低壓繞組之間,都用絕緣材料做成的套筒分開,以便于絕緣。按其高壓繞組和低抓繞組在鐵芯上相互間的布置,有兩種基本形式:同心式和交疊式。
(1)交疊式
交疊式又稱為餅式繞組,高壓繞組和低壓繞組各分為若干線餅,沿著鐵芯柱的高度交錯地排列著。交疊繞組多用于殼式變壓器。
高壓繞組和低壓繞組均做成圓筒形,但圓筒的直徑不同,然后同軸心地套在鐵芯柱上。
(2)同心式
同心式繞組根據(jù)繞制特點又可分為圓筒式、螺旋式、連接式和糾結式等幾種形式。
圓筒式繞組是最簡單的一種繞組,它是用絕緣導線沿鐵芯高度方向連續(xù)繞制,繞制完第一層后,墊上層間絕緣紙再繞第二層。這種繞組一般用于小容量變壓錯的低壓繞組。
螺旋式繞組,每匝并聯(lián)的導線數(shù)較多,是由多根絕緣扁導線沿著徑向并聯(lián)排列(一根壓一根),然后沿鐵芯柱軸向高度像螺紋一樣一匝跟著一匝地繞制而成,一匝就像一個線盤。
連接式繞組是用扁導線連續(xù)繞制成若干線盤構成,相鄰線盤間的連接是交替地在繞組的內側和外側,都用繞制繞組的導線自然連接,沒有接頭。
糾結式繞組外形與連續(xù)式相似,主要不同是, 糾結式繞組電氣上相鄰的線匝之間插入了繞組中的另一線匝。
3.3 套管
套管是變壓器引出線的絕緣支架。它不僅作為引出線對地的絕緣,還起著固定引出線的作用,所以,變壓器的套管必須具有較高的電氣強度和機械強度以及良好的熱穩(wěn)定性。
3.4 調壓裝置
配電變壓器的調壓裝置是控制變壓器輸出電壓在指定范圍內變動的調節(jié)組件,又稱分接開關。工作原理是通過改變一次和二次繞組的匝數(shù)比來改變變壓器的電壓變化,從而達到調壓的目的。
配電變壓器的調壓裝置分為無載調壓裝置和有載調壓裝置兩種。無載調壓裝置俗稱無載分接開關,是在變壓器不帶電條件下切換繞組中線圈抽頭以實現(xiàn)調壓的裝置,通常采用手動操作。有載調壓裝置也叫有載分接開關,是在變壓器不中斷運行的帶電狀態(tài)下進行調壓的裝置。
04
技術參數(shù)
配電變壓器的主要技術參數(shù)包括:相數(shù)、額定頻率、額定容量、額定電壓、額定電流、阻抗電壓、負載損耗、空載電流、空載損耗和連接組別。
05
聯(lián)結組別
三相配電變壓器繞組連接方式主要有星型連接方式、三角形連接方式兩種。
(1)星形接線
星形接線 ,用 Y 表示接線 ,是將三相繞組的末端 (或首端〉 連接在一起形成中性點,另外 3 個線端為引出端線,低壓側有中性線引出時用 n 表示,Yyn0聯(lián)結組別如下圖所示。
▲圖 Yyn0 聯(lián)絡組別
(a)繞組接線圖;(b) 電壓相量圖;(c) 時鐘表示法
(2) 三角形接線
三角形接線,用 △ 表示,是將一相繞組首端與另一相繞組的末端 連接在一起,在連接處引出端線。通常在繞組接線圖中,由一個繞組的首端向另一個繞組的末端巡行時,采用連接線的走向自左向右,即左行 △ 接線,Dyn11 聯(lián)結組別如下圖8 所示。
▲圖 Dyn11 聯(lián)結組別
(a)繞組接線圖;(b) 電壓相量圖;(c) 時鐘表示法
06
箱式變電站
箱式變電站又叫箱式變壓站、預裝式變電所或預裝式變電站,簡稱“箱變”。箱式變壓器作為整套配電設備,其是由變壓器、高壓電壓控制設備、低壓電壓控制設備有機組合而成。其基本原理在于,通過壓力啟動系統(tǒng)、鎧裝線、變電站全自動系統(tǒng)、直流點和相應的技術設備,按照規(guī)定順序進行合理的裝配,并將所有的組件安裝到特定的防水、防塵與防鼠等完全密封的鋼化箱體結構中,從而形成的一種特定變壓器。
07
非晶合金變壓器
非晶合金配電變壓器采用Dyn11連接組別,最突出的特點是比硅鋼片鐵芯變壓器的空載損耗和空載電流降低很多,它的空載損耗比傳統(tǒng)的硅鋼鐵芯的變壓器要降低60%~80%,CO2、SO2排放量大大減少,具有明顯的節(jié)能和環(huán)保效果。
08
干式變壓器
干式配電變壓器承受熱沖擊能力強、過負載能力大、難燃、防火性能高、對濕度,灰塵不敏感等優(yōu)勢,具有廣泛的適應性。最適宜用于防火要求高,負荷波動大以及污穢潮濕的惡劣環(huán)境中。
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安裝方式
正常環(huán)境下面配電變壓器宜采用柱上安裝或露天落地安裝。工廠、車間、市郊生活區(qū)的配電變壓器,根據(jù)具體情況可安裝在室內 。配電變壓器柱上安裝或露天落地安裝的組成及特點柱上安裝:
(1)單柱
變壓器、高壓跌落式熔斷器和高壓避雷器裝在同一根電桿上。結構簡單,安裝方便,用料少,占地少,適用于安裝50KVA以下的配電變壓器。
(2)雙柱
由高壓線終端電桿和另一根副桿(長約7.5M)組成。比單柱式堅固,可安裝63-315KVA的配電變壓器露天落地安裝變壓器直接放在高度不低于2.5M磚石壘成的臺(墩)上。拆裝變壓器方便,變壓器容量不受限制。