《电力变压器》PPT课件.pptx

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1、电力变压器电力变压器 电力变压器变压器是一种静止的电气设备。变压器是一种静止的电气设备。变压器利用电磁感应原理将一种电压等级的交流电变换变压器利用电磁感应原理将一种电压等级的交流电变换成同频率的另一种电压等级的交流电。成同频率的另一种电压等级的交流电。能变换电压、电流、阻抗、能变换电压、电流、阻抗、隔离电路隔离电路，不变频率。，不变频率。变压器按用途分变压器按用途分电力变压器油浸式、干式、电力变压器油浸式、干式、特种变压器自耦式、电焊机、特种变压器自耦式、电焊机、仪用互感器电压互感器、电流互感器仪用互感器电压互感器、电流互感器变压器按冷却介质分油浸式和干式变压器二种变压器按冷却介质分油浸式和干

2、式变压器二种发电机受绝缘水平的限止，通常发电发电机受绝缘水平的限止，通常发电20KV以下以下经升压到输电线路，以减少传输中电能损耗。经升压到输电线路，以减少传输中电能损耗。按按相数：相数：单相、三相单相、三相按按结构（绕组）：结构（绕组）：双绕组变压器、三绕组变压器、双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组多绕组变压器、自耦变压器等变压器、自耦变压器等按按铁心结构铁心结构分：心式变压器和壳式变压器。分：心式变压器和壳式变压器。按按调压方式调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。按按容量容量分：小型、中型、大型和特大型变压器。分：小型、中型、大型和特大型变压器

3、。结构结构电力变压器的结构电力变压器的结构（一）铁芯1.铁芯结构铁芯结构是变压器的主磁路，又作为绕组的支撑骨架。铁心由铁心柱和铁轭两部分组成，铁心柱上装有绕组，铁轭是连接两个铁芯是变压器的磁路部分，由铁芯柱和铁轭组成铁芯是变压器的磁路部分，由铁芯柱和铁轭组成铁芯结构分铁芯结构分心心式和壳式式和壳式两种两种，其作用是使磁路闭合（一）铁芯芯式芯式的特点是铁轭靠着绕组的顶面和底面，但不包围绕的特点是铁轭靠着绕组的顶面和底面，但不包围绕组的侧面；结构简单，绕组布置和绝缘容易，广泛使用组的侧面；结构简单，绕组布置和绝缘容易，广泛使用壳式壳式的特点是铁轭包围顶面和底面，还包围绕组的侧面；的特点是铁轭包围顶

4、面和底面，还包围绕组的侧面；在电炉变压器中使用在电炉变压器中使用卷铁芯卷铁芯在节能型变压器中使用在节能型变压器中使用2.铁芯材料铁芯材料铁芯材料要求铁芯材料要求导磁性能好，铁损小导磁性能好，铁损小，常采用硅钢片叠压，常采用硅钢片叠压而成，加工分而成，加工分冷轧和热轧冷轧和热轧两种，国产变压器均采用冷轧两种，国产变压器均采用冷轧铁芯厚度为铁芯厚度为0.35、0.30、0.27mm铁芯损耗分涡流损耗和磁滞损耗。涡流损耗与电流的平铁芯损耗分涡流损耗和磁滞损耗。涡流损耗与电流的平方成正比。磁滞损耗与电压成正比。方成正比。磁滞损耗与电压成正比。（二）绕组绕组是变压器的电路部分，绕组是变压器的电路部分，起

5、变换电压和传递电能作用。一般用一般用绝缘纸包的铜线绕制而成。绝缘纸包的铜线绕制而成。绕组根据工作磁场分布分绕组根据工作磁场分布分同心式和交叠式同心式和交叠式 大电流变压器采用交叠式，减少绝缘距离低压绕组靠近铁轭。大电流变压器采用交叠式，减少绝缘距离低压绕组靠近铁轭。(绕组做成饼状交错叠放上下靠铁轭处为低压绕组绕组做成饼状交错叠放上下靠铁轭处为低压绕组)便于绕组与铁芯间的绝缘，常将低压绕组靠近芯柱（同心式内外便于绕组与铁芯间的绝缘，常将低压绕组靠近芯柱（同心式内外放置，低压在内，中间留缝隙散热和绝缘）放置，低压在内，中间留缝隙散热和绝缘）高压绕组匝数多，导线细；低压绕组匝数少，导线粗高压绕组匝数

6、多，导线细；低压绕组匝数少，导线粗低压绕组低压绕组高压绕组高压绕组（三）绝缘变压器内部主要绝缘材料有变压器内部主要绝缘材料有变压器油、绝缘纸板、电缆纸、皱纹变压器油、绝缘纸板、电缆纸、皱纹纸纸等等（四）分接开关（四）分接开关因为电源电压的波动，变压器均需进行电压调整因为电源电压的波动，变压器均需进行电压调整一般在高压绕组中引出分接头，设置分接开关一般在高压绕组中引出分接头，设置分接开关进行一部分绕组的切进行一部分绕组的切换以改变匝数比进行电压调节换以改变匝数比进行电压调节理由：高压绕组电流小；常套在外面施工方便理由：高压绕组电流小；常套在外面施工方便调压时一次侧与电网断开、二次与负载断开称为调

7、压时一次侧与电网断开、二次与负载断开称为无励磁调压。无励磁调压。一一般用于配电变压器般用于配电变压器，其调压范围为，其调压范围为5或或22.5调压时一次侧与电网断开，二次侧带负载称为调压时一次侧与电网断开，二次侧带负载称为有载调压有载调压（五）油箱（五）油箱油箱是油浸式变压器的外壳，变压器的器身即绕油箱是油浸式变压器的外壳，变压器的器身即绕组和铁芯置于变压器油中。所以变压器内总是充组和铁芯置于变压器油中。所以变压器内总是充满油满油油的作用为油的作用为冷却和绝缘冷却和绝缘在检修时对小变压器在检修时对小变压器（小于（小于6300KVA）采用吊器采用吊器身修理法，相应油箱称为身修理法，相应油箱称为吊

8、器身式油箱吊器身式油箱 对于大变压器对于大变压器（大于（大于8000KVA）采用吊器箱检修，采用吊器箱检修，相应的变压器称为相应的变压器称为吊箱壳式油箱吊箱壳式油箱（六）冷却装置（六）冷却装置变压器工作时变压器工作时绕组的温度最高绕组的温度最高，通过铁芯传递过，通过铁芯传递过油经外壳散热片向外界散热油经外壳散热片向外界散热小容量小容量变压器，绕组产生热量少，无须增加附加变压器，绕组产生热量少，无须增加附加散热装置，散热装置，一般采用管状散热装置一般采用管状散热装置稍大容量稍大容量变压器，可在外壳变压器，可在外壳加焊散热管加焊散热管，扩大散，扩大散热面积。热面积。更大容量更大容量变压器，应变压器

9、，应安装冷却风扇，安装冷却风扇，以增加冷却以增加冷却效果。效果。在在50000KVA及以上变压器，采用强迫油循环水及以上变压器，采用强迫油循环水冷却或强迫油循环风冷却器，两种冷却方法除冷冷却或强迫油循环风冷却器，两种冷却方法除冷却介质不同外，同样在却介质不同外，同样在循环油路增设一台潜油泵循环油路增设一台潜油泵（七）储油柜（油枕）（七）储油柜（油枕）储油柜位于油箱上方，通过气体继电器（瓦斯继电器）储油柜位于油箱上方，通过气体继电器（瓦斯继电器）与油箱连通。与油箱连通。气体继电器的箭头安装时要指向油枕，不气体继电器的箭头安装时要指向油枕，不可反装可反装油枕的作用油枕的作用：保证油：保证油箱内总是

10、充满油箱内总是充满油储油柜内油量应在油位储油柜内油量应在油位计的计的1/43/4之间之间油枕减小了油面与油枕减小了油面与空气的接触面，减缓油老化空气的接触面，减缓油老化对全封闭变压器，则不需对全封闭变压器，则不需油箱，只装箱盖一油位管油箱，只装箱盖一油位管（八）安全气道（防爆管）（八）安全气道（防爆管）安全气道装在箱盖上，其出口用玻璃防爆膜或防安全气道装在箱盖上，其出口用玻璃防爆膜或防爆阀（压力释放阀）封住爆阀（压力释放阀）封住当内部气压过大，气体继电器失灵时动作当内部气压过大，气体继电器失灵时动作（九）吸湿器（九）吸湿器变压器内外联接口。作用保证与空气相通但要过变压器内外联接口。作用保证与空

11、气相通但要过滤空气中的尘埃和水份滤空气中的尘埃和水份。内装变色硅胶（氯化钙或氯化钴浸渍）变色内装变色硅胶（氯化钙或氯化钴浸渍）变色为篮变白或透明变乳白色为篮变白或透明变乳白色气体继电器气体继电器（十）气体继电器（十）气体继电器位于油枕与油箱连接管之间。在内部发生绝缘击穿、相位于油枕与油箱连接管之间。在内部发生绝缘击穿、相间短路、匝间短路、铁芯事故时会产生气体，当压强增大间短路、匝间短路、铁芯事故时会产生气体，当压强增大使继电器接通信号或跳闸回路使继电器接通信号或跳闸回路（十一）高、低压绝缘套管（十一）高、低压绝缘套管变压器内高、低压绕组引线变压器内高、低压绕组引线经绝缘套管引到外部经绝缘套管引

12、到外部绝缘套管由带电部位和绝缘绝缘套管由带电部位和绝缘部分组成部分组成带电部分由导电杆、导电管、带电部分由导电杆、导电管、电缆或铜排组成电缆或铜排组成绝缘部分分内绝缘和外绝缘绝缘部分分内绝缘和外绝缘外绝缘为瓷套管、内绝缘为变压器油外绝缘为瓷套管、内绝缘为变压器油电力变压器的联接组电力变压器的联接组在三相变压器中，一次绕组的始端为在三相变压器中，一次绕组的始端为、，末端为末端为、；二次绕组的始端为；二次绕组的始端为、，末端，末端为为、。所谓变压器的联接组别，是指变压器一、二次绕组所谓变压器的联接组别，是指变压器一、二次绕组因采用不同联接方式而形成变压器一、二次侧对应的线电因采用不同联接方式而形成

13、变压器一、二次侧对应的线电压之间的不同相位关系这里只介绍几种常用的联接组别。压之间的不同相位关系这里只介绍几种常用的联接组别。变压器，联接组变压器，联接组图所示为变压器，联接组。其一次线电图所示为变压器，联接组。其一次线电压与对应的二次线电压之间的相位关系，和在压与对应的二次线电压之间的相位关系，和在零点（零点（点）点）时时钟上的分针与时针的相互关系一样，图中的时时钟上的分针与时针的相互关系一样，图中的“”表示表示“同名端同名端”。图变压器，联接组图变压器，联接组（）一、二次绕组接线；（）一、二次绕组接线；（）一、二次电压相量；（）一、二次电压相量；（）时钟表示（）时钟表示变压器，联接组变压器

14、，联接组图所示为变压器，联接组。其一次线电图所示为变压器，联接组。其一次线电压与对应的二次线电压之间的相位关系，在压与对应的二次线电压之间的相位关系，在点点时时钟时时钟上的分针与时针的相互关系一样。上的分针与时针的相互关系一样。采用，和，联接组的优、缺点比较采用，和，联接组的优、缺点比较采用，联接组的变压器，其次（为正采用，联接组的变压器，其次（为正整数）谐波励磁电流在其三角形接线中的一次绕组内形成整数）谐波励磁电流在其三角形接线中的一次绕组内形成环流的原因，因此比采用，联接组的变压器有利环流的原因，因此比采用，联接组的变压器有利于抑制于抑制高次谐波电流高次谐波电流由于采用，联接组的变压器的零

15、序阻抗比采由于采用，联接组的变压器的零序阻抗比采用，联接组的变压器的小得多，导致二次侧单相用，联接组的变压器的小得多，导致二次侧单相接地短路电流相比较大得多，因此采用，联接接地短路电流相比较大得多，因此采用，联接组的变压器更有利于组的变压器更有利于低压侧单相接地保护动作低压侧单相接地保护动作。图变压器，联接组图变压器，联接组（）一、二次绕组接线；（）一、（）一、二次绕组接线；（）一、二次电压相量；（）时钟表示二次电压相量；（）时钟表示由于采用由于采用压器的中性线允许电流大得多。因此采用，压器的中性线允许电流大得多。因此采用，联接组的变压器联接组的变压器承受单相不平衡负荷承受单相不平衡负荷的能力

16、比的能力比采用，联接组的变压器大得多。采用，联接组的变压器大得多。由于采用，联接组的变压器一次绕组的由于采用，联接组的变压器一次绕组的绝缘强度要求比采用，联接组的变压器绝缘强度要求比采用，联接组的变压器低，因此低，因此制造成本也低于采用，制造成本也低于采用，联接组联接组的变压器。但在、系统中，当中性线电流的变压器。但在、系统中，当中性线电流不超过绕组额定电流的时，可选用采用，不超过绕组额定电流的时，可选用采用，联接组的变压器。联接组的变压器。变压器，联接组变压器，联接组图所示为变压器，联接组。由图可知，图所示为变压器，联接组。由图可知，联接组两侧线电压相位差，联接组两侧线电压相位差。三个绕组。

17、三个绕组接成三角形时，要特别注意绕组极性问题。如果有一个绕接成三角形时，要特别注意绕组极性问题。如果有一个绕组的极性标错或接错，那么，在闭合三角形回路中，三相组的极性标错或接错，那么，在闭合三角形回路中，三相总电动势不为零，而是两倍的相电动势，必将在绕组内产总电动势不为零，而是两倍的相电动势，必将在绕组内产生很大电流，造成严重事故，甚至烧毁变压器，这一点必生很大电流，造成严重事故，甚至烧毁变压器，这一点必须引起注意须引起注意。图变压器，联接组图变压器，联接组（）一、二次绕组接线；（）一、二次电压相量；（）一、二次绕组接线；（）一、二次电压相量；（）时钟表示（）时钟表示S11型节能型变压器（卷铁

18、芯）S9型能耗型变压器S11卷铁芯立式变压器在国家节能减排政策的推动下，节能型变压器应用越来越广泛，正以燎原之势得到推广。变压器全年运行的能耗大小与变压器的铁心和绕组的结构形式及工艺技术密切相关。人们从没停止过对节能变压器的研发，从S7到S9、S11，到目前S13和SH15非晶合金变压器，性能不断提升。由于传统变压器的铁心采用平面结构及叠片工艺，存在着三相磁回路不平衡,局部磁通方向和硅钢片导磁方向不一致以及多处空气接缝等缺陷，制约了变压器能效水平的提升，在节能技术提升方面难以突破。目前，国内外大多数变压器生产厂家是通过选购优质的晶粒取向冷轧硅钢片，增加铁心叠片厚度、增加铜线用量或使用高价进口材

19、料等方式来达到降低变压器损耗。但资源紧缺是世界性的问题，原材料涨价是电力设备行业近几年面临的难题之一，增加材料等于增加一次能源消耗，这种靠多消耗材料或进口高价材料来达到降低变压器损耗的做法是不可取的。因此，要降低变压器的损耗应从结构创新和工艺改良来获得。为了降低变压器运行自身的损耗和噪声，做到产品运行节能、制造过程节省材料、技术性价比最优，以满足经济迅速发展对变压器提出的节能、环保、低噪声等方面的更高要求。20世纪90年代，在我国部分厂家已在研发生产立体结构的变压器。卷铁心变压器的发展方向，经历了从单相、三相平面到三相立体的发展过程，是一个技术不断创新的历程。目前：立体卷铁心产品得益于本身的鲜

20、明技术特点：采用传统硅钢材料生产，由三个铁心单框组成一个立体等边三角形结构，三个磁路长度一致，且都最短；三相平衡，空载损耗低，噪音低；同等条件下制造过程中节省硅钢20%左右，节省铜3%左右；是制造和运行双节能型高可靠性变压器。S13型立体卷铁心变压器就是这样一种产品。S13型节能型变压器S13型立体卷铁心变压器与各类型号变压器性型立体卷铁心变压器与各类型号变压器性能对比：能对比：1）与S7同容量变压器相比，空载损耗下降55以上，负载损耗下降33，空载电流下降85以上，噪声下降813dB(A)。2）与S9同容量变压器相比，空载损耗下降50以上，空载电流下降80以上，噪声下降811dB(A)。3）

21、与S11同容量变压器相比，空载损耗下降25以上，空载电流下降70以上，噪声下降710dB(A)。4）与S13叠片结构同容量变压器相比，节省硅钢片用量20%以上、铜用量23%，空载电流下降50以上，噪声下降46dB(A)。同时，空载电流小，一可以降低网络损耗；二提高网络功率因数；三提高供电网设备的有效利用率；四减少无功补偿设备的投入，可大大节省设备投资和运行费用。现在，举例说明一下S13型立体卷铁心变压器的节能效果。以一台500kVA容量的变压器为例，S13型立体卷铁心变压器年运行成本为16388元，S7型变压器年运行成本为25453元。S13与S7相比，每年可以节约成本9065元。S13型立体

22、卷铁心变压器性价比很高，对于需要更换变压器的用户来说是一个很好的选择。对于新增容的用户，S13型立体卷铁心变压器也是一个不错的选择。S11型变压器年运行成本为18260元，比S13高出1872元。SH15非晶合金变压器虽然损耗比S13低，但由于价格较S13贵很多，性价比不高。因此，S13型立体卷铁心变压器是目前用户的最佳选择。S13具有空载损耗低，空载电流低，噪声低的性能，节电效果显著。提高了电压质量和供电的可靠性，是有利于环保的绿色节能设备，为城乡电网技术改造工程中推广使用的最新产品。S13-M.RL、S11-M.RL系列全密封立体三相卷铁心变压器不同于传统的平面叠片式铁心变压器。其铁心是由

23、单框片立体三角形布置的三相柱轭组成。每个柱体由优质冷轧硅钢薄带连续卷制，带宽经数控开料机作直线或曲线剪切。带料在铁心卷绕机上卷绕组成近圆形或折边圆弧框片后经真空充氮退火处理以消除加工应力，晶格重新取向、提高导磁率，改善电磁性能；高低压线圈使用专用绕线机，直接在铁心柱纸筒上绕制，整体结构坚实紧凑，器身采用上下铁轭绝缘和层压木，四周拉螺杆拉紧线圈，使之稳固牢靠，能承受突发短路时的冲击力。2、型号含义R表示卷铁心，L表示立体结构分类分类立体卷铁心配电变压器也可以分为两类：1、干式立体卷铁心变压器，包括：非包封式（纸绝缘）干式变压器，例：SGB11-RL-1000/10包封式（树脂绝缘）干式变压器，例

24、：SCB11-RL-1000/102、油浸式立体卷铁心变压器，例：S13-M.RL-100/10此外，部分厂家也开发了一些以立体卷铁心为核心的特种变压器，如整流变、隔离变、励磁变、分裂变等。3产品特点：产品特点：3.1损耗低，节电效果显著按现行国际GB/T6451-1999三相油浸电力变压器技术参数和要求容量30-1600kVA，S13-M.RL系列空载损耗平均下降50%，负载损耗平均下降30%；S11-M.RL系列空载损耗平均下降30%负载损耗平均下降25%。（1）三维立体卷铁心的磁化方向完全与硅钢片的轧制方向一致，且铁心层间没有搭头接槰，磁路各处的磁通分布均匀，没有明显的高阻区、没有接缝处

25、磁通密度的畸变现象。在材质相同的前提下，卷绕式铁心与叠片式铁心相比，其铁损工艺系数从之间下降到1.05左右，仅此一项可使铁心损耗降低10-20%。（2）由于特殊的三维立体结构，使铁心的铁轭部分用材量比传统叠片铁心减少25%，且减少的角重量占铁心总重约6%。（3）对硅钢片的剪切处理会使其导磁性能恶化，三维立体卷铁心经高温（800）真空充氮退火处理，不仅消除了铁心的机械应力，而且细化了硅钢片的磁畴，提高了硅钢片二次再结晶能力，使硅钢片的性能大大优于其出厂时的性能。（4）经检测认定，三维立体变压器的空载损耗较国标降低25-35%，空载电流最高可降低92%。3.2空载电流低由于卷铁心材质优良以及绕制加

26、工特点，使空载电流显著降低。按现行国标GB/T6451-1999、S13-M.RL系列空载电流平均下降75%；S11-M.RL系列空载电流平均下降75%。3.3运行噪声低变压器本体振动产生噪音的根源在于：硅钢片的磁致伸缩引起铁心振动，产生噪音硅钢片接缝处和叠片之间存在着因漏磁而产生的电磁吸引力，引起铁心振动，产生噪音变压器工作磁密选取过高，接近或达到饱和点，漏磁太大，产生噪音由于三维立体卷铁心是将硅钢片条料在专用的铁心卷绕机上不间断、紧密连续卷制而成，没有接缝，不会产生如叠片式匆忙那样因磁路不连续而发出的噪音。同时，三相磁路、磁通完全对称，工作磁密设计合理，因而产品噪音大大降低。3按JB/T1

27、0088-1999噪声标准，S13-M.RL及S11-M.RL系列噪声均降低约7-9dB。4、过载能力强（1）产品本身的发热量很低：卷铁心变压器其空载损耗、空载电流都非常小，产品本身发热量就很低；（2）如图所示，三相线圈呈“品”字形排布，在线圈间形成一条上下贯通的中心天然气道“抽风烟筒”，由于上下铁轭温差30-40，产生强烈的空气对流，冷空气从下面往中心通道补充，热量从上铁轭内斜面辐射出去，自然循环中迅速带走变压器产生的热量。结构特点：结构特点：4.1铁心采用材质性能不低于30ZH110冷轧硅钢片；三相三柱立体对称结构有最平衡的三相磁路；每组(卷)心片由薄钢带在专用铁心卷绕机上绕制，压力均匀紧

28、实；铁心框片经真空退火处理，消除应力，提高电磁性能；铁心表面涂环氧树脂漆，防潮，固化。S13是新型节能变压器产品，可以选择立式卷铁芯和激光加工叠铁芯两种形式设计和生产。S13型开口立式卷铁心变压器适用于小容量产品,一般在630KVA以下。4.2绕组采用低氧铜材质的纸包铜扁线或QQ-2缩醛漆包圆铜线；低压线圈为双层或四层圆铜式或新螺旋式，或箔式。高压线圈为多层圆筒式；线圈油道为瓦楞结构，层间绝缘为双面点胶纸；低压及高压表面均加绕环氧树脂半粘性玻璃纤维带，增加机械强度。4.3器身、引线采用绝缘纸板制作上下铁轭绝缘；采用层压木制作平衡垫块绝缘；采用层压纸板作引线支架；所有紧固件均为有效锁紧的防松螺母

29、。4.4油箱采用三角形结构的全密封波纹油箱，三相均设置波纹片以保证散热及补偿随油温变化而致油体积变化的膨缩体积；箱盖面上装有带压力释放阀的油位计便于加油及观察油面高度，及对变压器内部突发故障过压时释放压力安全保护。立体卷铁心立体卷铁心变压器的关键部件是立体卷绕式铁心。立体卷铁心磁路中无空气隙，卷绕紧密，三个磁路长度一致，且都最短，铁心心柱的横截面更接近于圆形，这些结构上的特点使该种变压器具有明显的优点，如节省材料、提高性能、降低损耗、降低噪声、三相平衡、减少三次谐波等。而这些优点同时集中于一种结构的变压器上，是其它结构的变压器所难以做到的。立体卷铁心是一种卷绕式铁心。整个铁心由三个完全相同的单

30、框拼合而成。拼合后铁心的三个心柱呈等边三角形立体排列。每个单框是由若干根梯形料带依次连续卷绕而成。卷绕后的单框横截面接近半圆形。拼合后的横截面呈非常接近整圆的准多边形。卷绕单框的不同尺寸梯形料带，由专用折线开料机进行套裁加工得到。这种套裁加工可以做到无废料加工，即套裁时材料利用率为100%。单框的卷绕是在专用的立体卷铁心卷绕机上完成的。这种铁心卷绕机料带卷绕时，卷绕机会自动精确地完成料带的30度倾斜角。从而确保三个单框拼合时，拼合面良好粘合。带来的突出特点带来的突出特点:1、节省材料。节省材料。2、提高性能。、提高性能。3、降低损耗，、降低损耗，4、降低噪音。、降低噪音。5、三相平衡。、三相平

31、衡。6、减少三次谐波分量。、减少三次谐波分量。7、电磁辐射低。、电磁辐射低。S11叠铁芯叠铁芯(S9以前以前)S11平面卷铁芯平面卷铁芯 叠铁芯变压器叠铁芯变压器的铁芯是由的铁芯是由纵剪纵剪生产线和生产线和横剪横剪生产线，生产线，将硅钢带加工将硅钢带加工成成一定形状的硅钢片，再将硅钢片按一定方式一定形状的硅钢片，再将硅钢片按一定方式叠成叠成。这种铁芯存在着。这种铁芯存在着三个三个缺点缺点：a.在磁路中存在着许多在磁路中存在着许多接缝形成的空气隙接缝形成的空气隙，这种空气隙加大了，这种空气隙加大了磁路的磁阻，从而增加了损耗和空载电流。磁路的磁阻，从而增加了损耗和空载电流。b.局部地方局部地方磁路

32、的方向磁路的方向与硅与硅钢带的钢带的高导磁方向高导磁方向不一致。不一致。c、片与片之间不够紧密，不仅降低了片与片之间不够紧密，不仅降低了叠片叠片系数系数，更重要的是加大了，更重要的是加大了噪音噪音。s平面卷铁芯平面卷铁芯是先卷绕二个较小的内框，二个已卷绕的内框组合后，是先卷绕二个较小的内框，二个已卷绕的内框组合后，在其外部再卷绕一个较大的外框组成，在其外部再卷绕一个较大的外框组成，平面卷铁芯的三个芯柱呈平面卷铁芯的三个芯柱呈平面排列平面排列(三角区磁饱和三角区磁饱和)立体卷铁芯芯柱横截面呈接近圆形的准多边形，立体卷铁芯芯柱横截面呈接近圆形的准多边形，截面填充系数截面填充系数可达可达0.950.

33、96，而叠铁芯的芯柱横截面呈阶梯形，而叠铁芯的芯柱横截面呈阶梯形，截面填充系数为截面填充系数为0.890.925，故在相同横截面积的情况下，立体卷铁芯绕组的平均匝长短，故在相同横截面积的情况下，立体卷铁芯绕组的平均匝长短23%，也就也就节省铜材节省铜材23%。立体卷铁芯立体卷铁芯芯框由硅钢带连续地卷绕而成，无接缝、无空气间隙，比叠铁芯框由硅钢带连续地卷绕而成，无接缝、无空气间隙，比叠铁芯更能充分发挥冷轧硅钢片的取向性：铁芯采用完全退火工艺，能彻底消芯更能充分发挥冷轧硅钢片的取向性：铁芯采用完全退火工艺，能彻底消除机械加工中产生的内应力，使硅钢片原有导磁性能得到恢复，无高磁阻除机械加工中产生的内

34、应力，使硅钢片原有导磁性能得到恢复，无高磁阻区存在。据统计计算，立体三角形卷铁芯工艺系数可以达到区存在。据统计计算，立体三角形卷铁芯工艺系数可以达到1.051.1，而，而叠铁芯工艺系数为叠铁芯工艺系数为1.151.3。传统的带空气气隙的叠铁心，AC相之间的耦合磁路，比AB相、BC相的磁路长1/2，因而磁路不平衡，AC相的磁阻较大大。当将三相电压施加到变压器上后，铁心便产生三相平衡的磁通A、B、C，三相平衡的磁通经过不平衡的磁路时，A、C相的磁压降大，影响三相电压的平衡。平面卷铁心与叠铁心一样，三个心柱呈平面排列，这样使三个心柱的磁路长度不一致:中柱磁路长度最短，二个边柱磁路长度较长，平均磁路长

35、20%左右，从而造成三个心柱空载损耗差别较大，中柱空载损耗最低，二个边柱的空载损耗较大，造成三相不平衡。由于磁阻大小与磁路的长短有关，长短不一会造成三相励磁电流不平衡。立体卷铁心的三个心柱的磁路长度完全一致，且最短，三个心柱损耗一致，因而三相平衡。立体卷铁心磁通分布及各磁回路磁通相量图叠铁心磁通分布及各磁回路磁通相量图1BA2C1332平面卷心磁通分布及各磁回路磁通相量图三相平衡立体卷铁心技术特点节省原材料立体卷铁心材料利用率接近100%。叠铁心由于冲裁产生废料，材料利用率仅为95%。立体卷铁心铁轭截面仅为叠铁心一半，可节省约10%硅钢片。立体卷铁心单框为圆角，可比叠铁心角部节省约5%硅钢片。

36、立体卷铁心解剖图 一半截面 六等份 角部节省叠铁心解剖图八等份节省原材料立体卷铁心心柱截面积圆内的空间填充系数高心柱有效面积相同情况下，立体卷铁心心柱直径小从而减小线圈导线长度，节约绕组线材。同时也可以降低负载损耗立体卷铁心心柱截面图叠铁心、平面卷铁心心柱截面图 填充系数 0.890.925 填充系数 0.950.96空载损耗低 铁心重量减轻，铁心空载损耗会降低。这由空载损耗计算公式即可看出:P0=K0 G Pt 式中，Pt 是铁心的单位重量损耗，K0是工艺系数；G是铁心总重量。当硅钢材料确定后，同样磁通密度Bt 方案，Pt 值是不变的，因此选择高牌号（低单位铁损）硅钢片可有效降低空载损耗。两

37、方面原因使空载损耗工艺系数K0降低：一、铁心框由硅钢带连续地卷绕而成，无接缝、无空气间隙，比叠铁心更能充分发挥冷轧硅钢片的取向性。二、铁心采用完全退火工艺，能彻底消除机械加工中产生的内应力，使硅钢片原有导磁性能得到恢复，无高磁阻区存在。据统计计算，立体三角形卷铁心工艺系数可以达到1.051.1，而叠铁心工艺系数仅为1.151.3。l平面叠铁心结构变压器空载电流较高，这是由于：铁心在冲裁、叠片、拆、插铁轭等工序中，毛刺、接缝处理等工艺水平均会对空载电流造成影响。在磁路中存在着许多接缝形成的空气隙，这种空气隙加大了磁路的磁阻，从而增加了损耗和空载电流。空载电流低l立体卷铁心空载电流低，这是由于：立

38、体卷铁心三相磁路无接缝，磁通方向与硅钢片晶体取向完全一致，大幅度降低空载损耗和空载电流。变压器空载电流低所带来的好处：可以降低网络损耗；提高网络功率因数；提高供电网设备的有效利用率；减少无功补偿设备的投入，可大大节省设备投资和运行费用。运行噪音低l叠铁心变压器：叠铁心是由一定形状的硅钢片按一定规律叠成。硅钢片之间不够紧密，工作时在电磁力的作用下，产生振动，故噪声较大。l立体卷铁心变压器：立体卷铁心带材之间卷绕紧密，铁心材料的导磁方向与铁心的磁路方向完全一致，工作时振动小，可使噪音降低到最低限度，一般可比叠铁心变压器降低10dB（A）25dB（A），基本达到静音状态。l立体卷铁心变压器抗短路能力

39、强，这是由于：铁心采用三个完全相同的矩形单框拼合而成，三相受力均匀对称。变压器夹件为三角形框架结构，焊接成一体，由于三角形的稳定性，因此整体强度高、不易变形；夹件对线圈的压持面积比平面形布置线圈被压面积增加 16%，受短路电动力作用时，线圈圆周上各点受力均匀。因此抗短路能力得到极大增强。绕组截面为圆形，受短路电动力时抗压性强。立体卷铁心线圈截面抗短路能力强 立体卷铁心紧凑、对称的线圈结构可大大降低变压器周围的杂散磁场。空间漏磁小，减少电磁辐射。立体卷铁心磁场俯视图平面叠铁心磁场俯视图立体卷铁心磁场正视图平面叠铁心磁场正视图电磁场低l叠铁心变压器：叠铁心变压器由于技术上的原因而易于失窃,在安装现

40、场可以很快拆开器身的紧固件，将变压器的硅钢片敲落，此时变压器的3个绕组与硅钢片当即分离，就可以轻而易举地将硅钢片、线圈等有价值的材料窃取运走。l立体卷铁心变压器：由于卷铁心变压器的铁心是一个整体，铁心敲不散，线圈取不下来。把整体铁心和线圈搬走，也是相当困难的。防盗sS13-MRL系列油浸式立体三角形卷铁心变压器，铁心、器身、油箱均为三角形结构（200002500kVA容量采用方形油箱）。高低压端子均为横向对称排布，进出线方式、安装固定方式同叠片式变压器基本相同。wS13-MRL系列油浸式立体三角形卷铁心变压器，采用立体三角形卷铁心，具有三相平衡、提高性能、结构紧凑、低损耗、低噪音、节材等优点。

41、的新型高可靠性变压器。适用于电压等级610kV，额定容量302500kVA的油浸式配电变压器。是一种结构更合理、性能更优良、制造成本更低夹件夹件w上、下夹件均为整体式，保护整个铁心在制造、运输、安装过程上、下夹件均为整体式，保护整个铁心在制造、运输、安装过程中不受外力，且可有效压紧和支承线圈，提高了变压器突发短路时中不受外力，且可有效压紧和支承线圈，提高了变压器突发短路时抗轴向电动力的能力。型钢结构的夹件，有效抑制了噪声在夹件内抗轴向电动力的能力。型钢结构的夹件，有效抑制了噪声在夹件内的振荡，使变压器的噪声保持在理想状态。的振荡，使变压器的噪声保持在理想状态。绕组线圈由高压线圈与低压线圈组成，

42、低压线圈为圆筒式结构，且端绝缘用树脂混料粘封；高压线圈采用分段圆筒式结构，且整个线圈导体都被环氧树脂的固体绝缘层所包封。根据变压器容量的大小在线圈内层设置能双向散热的轴向散热风道。层间设DMD预浸布热固化成型，在绕组加工以后放入烘炉固化使之成为有极强抗短路能力绕组。同时315kVA及以上容量低压采用箔式绕组，低压采用箔式绕组，具备以下优点：线圈两端无螺旋角，因而不平衡安匝大幅度减小。抗短路能力可大大增强。绕组匝数按幅向布置，风道设置可以更加灵活适用，具有很强的散热性能。绕组匝间电容大，电位梯度小，抗冲击电压能力强。高压线圈采用分段圆筒式结构，且整个线圈导体都被环氧树脂的固体绝缘层所包封，环氧树

43、脂及固化剂选用亨斯迈精细化工部（HUNTSMAN）高等级绝缘材料。线圈导体与树脂绝缘层形成一个完整的钢体，机械强度好，耐短路的能力强，且环氧树脂的耐压强度高，另外由于整个线圈导体都被环氧树脂的固体绝缘层所包封，因而不仅潮气难于浸入，而且也完全阻断了导体被各种有害气体和腐蚀性化学成份侵害的可能，因而其防潮与防污的性能特别好。产品型号容量(kVA)电压组合(kV)联结组别空载损耗(W)负载损耗(W)短路阻抗%空载电流%S13-M.RL-50/105065%6.35%105%115%0.4Y,yno958104.00.6S13-M.RL-63/1063Y,yno1109900.6S13-M.RL-8

44、0/1080Y,yno13011600.5S13-M.RL-100/10100Y,yno15014000.5S13-M.RL-125/10125Y,yno17017100.5S13-M.RL-160/10160Y,yno20021000.4S13-M.RL-200/10200Y,yno24524600.4S13-M.RL-250/10250Y,yno30028000.4S13-M.RL-315/10315Y,yno34034000.3S13-M.RL-400/10400Y,yno42041000.3S13-M.RL-500/10500Y,yno49048500.35.主要技术参数：主要技术参数

45、：S15型非晶合金铁芯变压器型非晶合金铁芯变压器非晶地下式路灯变非晶地下式路灯变非晶半埋式箱变非晶半埋式箱变非晶箱变非晶箱变非晶干变非晶干变非晶油变非晶油变非晶地埋变非晶地埋变1、什么是非晶合金变压器非晶合金是以铁、硅、硼、碳、钴为原料，用急速冷却等特殊工艺使内部原子呈现无序化排列的合金。在铁、钴、镍、铬等金属中添加硅、硼、碳等非金属，将1400高温下一定比例的铁、硅、硼等混合热溶液，以相当于每秒冷却100万摄氏度的高速冷却。从溶液到薄带成品一次成型。由于高速旋转和冷却时的高温骤降，合金箔的原子结构呈现无序排列，类似于玻璃，不存在通常金属合金所表征的晶体结构，故称其为“非晶合金”S15型非晶合

46、金铁芯变压器型非晶合金铁芯变压器什么是非晶合金什么是非晶合金 我们先从非晶材料说起，在日常生活中人们接触的材料一般有两种：一种是晶态材料，另一种是非晶态材料。所谓晶态材料，是指材料内部的原子排列遵循一定的规律。反之，内部原子排列处于无规则状态，则为非晶态材料,一般的金属，其内部原子排列有序，都属于晶态材料。科学家发现，金属在熔化后，内部原子处于活跃状态。一但金属开始冷却，原子就会随着温度的下降，而慢慢地按照一定的晶态规律有序地排列起来，形成晶体。如果冷却过程很快，原子还来不及重新排列就被凝固住了，由此就产生了非晶态合金,制备非晶态合金采用的正是一种快速凝固的工艺。将处于熔融状态的高温钢水喷射到

47、高速旋转的冷却辊上。钢水以每秒百万度的速度迅速冷却，仅用千分之一秒的时间就将1300的钢水降到200以下，形成非晶带材。晶体非晶体非晶合金的化学成份非晶合金的化学成份非晶合金的化学成份非晶合金的化学成份含铁含铁78%78%到到 81%81%；含硼含硼13.5%13.5%；含硅含硅3.5%3.5%到到8%8%；含微量镍、钴等其它金属元素含微量镍、钴等其它金属元素。非晶态合金与晶态合金相比，在物理性能、化学性能和机械性能方面都发生了显著的变化。以铁元素为主的非晶态合金为例，它具有高饱和磁感应强度和低损耗的特点。由于这样的特性,非晶态合金材料在电子、航空、航天、机械、微电子等众多领域中具备了广阔的应

48、用空间。例如，用于航空航天领域，可以减轻电源、设备重量，增加有效载荷。用于民用电力、电子设备，可大大缩小电源体积，提高效率，增强抗干扰能力。微型铁芯可大量应用于综合业务数字网ISDN中的变压器。非晶条带用来制造超级市场和图书馆防盗系统的传感器标签。非晶合金神奇的功效，具有广阔的市场前景。非晶合金带材的制造过程非晶合金带材的制造过程典型退火曲线典型退火曲线退火能消除应力，改善铁心性能，降低损耗。退火能消除应力，改善铁心性能，降低损耗。保温温度的下限：保温温度的下限：在一般在在一般在310以上，可消除急冷引起的内应力以上，可消除急冷引起的内应力上限：则要小于材料的居里温度上限：则要小于材料的居里温

49、度 为了使非晶合金得到最理想的磁特性，需在磁场中退火，退火为了使非晶合金得到最理想的磁特性，需在磁场中退火，退火时的外磁场大小应使非晶合金在退火过程中接近磁饱和。时的外磁场大小应使非晶合金在退火过程中接近磁饱和。非晶合金铁心材料非晶合金成品铁芯非晶合金成品铁芯 2、非晶合金的主要特点非晶合金铁心配电变压器的最大优点是，空载损耗值特低。最终能否确保空载损耗值，是整个设计过程中所要考虑的核心问题。当在产品结构布置时，除要考虑非晶合金铁心本身不受外力的作用外，同时在计算时还须精确合理选取非晶合金的特性参数。除此设计思路外，还须遵循以下三点要求：(1)由于非晶合金材料的饱和磁密较低，在产品设计时，额定

50、磁通密度不宜选得太高，通常选取1.31.35T磁通密度便可获得较好的空载损耗值。(2)非晶合金材料的单片厚仅为0.03mm，所以其叠片系数也只能达到82%86%。(3)为了使用户能获得免维护或少维护的好处，现把非晶合金配电变压器的产品，都设计成全密封式结构。3、变压器非晶合金结构特点 利用导磁性能突出的非晶合金，来用作制造变压器的铁心材料，最终能获得很低的损耗值。但它具有许多特性，在设计和制造中是必须34保证和考虑的。主要体体现以下几个方面：(1)非晶合金片材料的硬度很高，用常规工具是难以剪切的，所以设计时应考虑减少剪切量。(2)非晶合金单片厚度极薄，材料表面也不是很平坦，则铁心填充系数较低。