变压器-高压变压器

变压器

变压器利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器输送的电能的多少由用电器的功率决定。
原理简介
变压器主要应用电磁感应原理来工作。具体是：当变压器一次侧施加交流电压U1，流过一次绕组的电流为I1,则该电流在铁芯中会产生交变磁通，使一次绕组和二次绕组发生电磁联系，根据电磁感应原理，交变磁通穿过这两个绕组就会感应出电动势，其大小与绕组匝数以及主磁通的值成正比，绕组匝数多的一侧电压高，绕组匝数少的一侧电压低，当变压器二次侧开路，即变压器空载时，一二次端电压与一二次绕组匝数成正比，即U1/U2=N1/N2,但初级与次级频率保持一致，从而实现电压的变化。
分类
按冷却方式分类：干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压器、
氟化物（蒸发冷却）变压器。
按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。
按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属箔变压器。
按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。
按用途分类：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器。
工作频率
变压器铁芯损耗与频率关系很大，故应根据使用频率来设计和使用，这种频率称工作频率。
额定功率
在规定的频率和电压下，变压器能长期工作，而不**过规定温升的输出功率。
额定电压
指在变压器的线圈上所允许施加的电压，工作时不得大于规定值。
电压比
指变压器初级电压和次级电压的比值，有空载电压比和负载电压比的区别。

空载电流
变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流（产生磁通）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成。对于50Hz电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电流。
空载损耗
指变压器次级开路时，在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗，其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗（铜损），这部分损耗很小。
效率
指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常同体积下，变压器的额定功率愈大，效率就愈高。
绝缘电阻
表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。

作用
变压器是一种静止的电气设备。它是根据电磁感应的原理，将某一等级的交流电压和电流转换成同频率的另一等级电压和电流的设备。作用：变换交流电压、交换交流电流和变换阻抗。





主变压器
主变压器，简称主变（GSU），是一个单位或变电站中主要用于输变电的总降压变压器，也是变电站的核心部分。变压器是电力机车牵引供电系统的核心设备, 也是保证牵引供电系统安全稳定运行的关键设备。
主变压器的容量一般比较大，并且要求工作的可靠性高。尽管主变压器故障率不高，但是一旦出现故障就会造成重大的损失。轻则可能会造成设备故障；重则会引发火情，危及正常的运输安全。因此，分析变压器的故障原因，并采取相应的防范措施具有非常重要的意义。
主变压器组成

器身：器身直接进行电磁能量转换，它由铁心、线圈、引线及绝缘等组成。
油箱和箱盖：主要由箱体、箱盖、箱底、附件(如50活门、油样活门、放油塞、接地螺栓等)组成。
保护装置：主要由储油柜、油表、净油器、流动继电器、吸湿器、讯号式温度计等组成。
冷却系统：主要由冷却器、潜油泵、通风机(与牵引电动机共通风机) 组成。
出线套管：由25/300穿缆式套管和BF-6/2000、BF-1/1000、BF- l/600、BF-1/300等五种套管组成。
变压器油
容量选择

1.变压器的容量选择的一般原则
变压器容量应根据计算负荷选择。确定一台变压器的容量时，应首先确定变压器的负荷率。变压器当空载损耗等于负荷率平方乘以负载损耗时效率，在效率点变压器的负荷率为63%～67%之间，对平稳负荷供电的单台变压器，负荷率一般在85%左右。但这仅仅是从节电的角度出发得出的结论，是不够全面的。值得考虑的重要元素还有运行变压器的各种经济费用，包括固定资产投资、年运行费、折旧费、税金、保险费和一些其他名目的费用。选择变压器容量时，适当提高变压器的负荷率以减少变压器的台数或容量，即牺牲运行效率，降低一次投资，也只是一种选择。
2.当安装两台及以上主变时，每台容量的选择应按照其中任何一台停运时，其余的容量至少能保证所供一级负荷或为变电所全部负荷的60～75%，通常一次变电所采用75%，二次变电所采用60%。
变压器一次侧功率因数与负荷率有关，满载运行时一次侧功率因数比二次侧低3～5%，负荷率小于60%时一次侧功率因数比二次侧低11%～18%。负荷率高对高压侧提高功率因数有利。负荷率高，断路器容量也大，投资也会有所增加。
3.低压为0.4kV变电所中单台变压器的容量不宜大于1600kVA，当用电设备容量较大，负荷集中且运行合理时可选用2000kVA及以上容量的变压器。近几年来有些厂家已能生产大容量的ME、AH型低压断路器及限流低压断路器，在民用建筑中采用1250KVA及1600KVA的变压器比较多，特别是1250KVA更多些，故推荐变压器的单台容量不宜大于1250KVA。
采用干式变压器时，应配装绕组热保护装置，其主要功能应包括：温度传感器断线报警、启停风机、**温报警/跳闸、三相绕组温度巡回检测值显示等。
应选用节能型变压器，对事故时出现的过负荷应考虑变压器的过载能力，必要时可采取强迫风冷措施。当需要提高单相短路电流值或需要限制三次谐波含量或三相不平衡负荷**过变压器每相额定容量15%以上时，宜选用接线为D，Yn11型变压器。
采用非燃性油变压器，可设置在独立房间内或靠近低压侧配电装置，但应有防止人身接触的措施。非燃油变压器应具有不低于IP2X防护外壳等级。室内设置的可燃油浸电力变压器应装设在单独的小间内。变压器高压侧(含引上电缆)间隔两侧宜安装可拆卸式护栏。
变压器与低压配电室以及变压器室之间应设有通道实体门。如果采用木制门应在变压器一侧包铁皮。变压器基座应设固定卡具等防震措施。变压器噪声级应严格控制，必要时可采用加装减噪垫等措施，以满足国家规定的环境噪音卫生标准(相关的生活工作房间内)，白天≤45dB(A)，夜间≤35dB(A)。
变压器的过电流保护宜采用三相保护。当高压侧采用熔断器作为变压器保护时，其熔体电流应按变压器额定电流的1.4～2倍选择。变压器的低压侧的总开关和母线断路器应具有选择性。变配电室的低压侧母线应装设低压避雷器。单台变压器的容量不宜大于1600kVA，当用电设备容量较大，负荷集中且运行合理时可选用2000kVA及以上容量的变压器。采用干式变压器时，应配装绕组热保护装置，其主要功能应包括：温度传感器断线报警、启停风机、**温报警/跳闸、三相绕组温度巡回检测值显示等。
4.变压器容量的确定
（1）冲击电流的因素单台电动机、电弧焊或电焊变压器支线，其尖峰电流为
Ijf=KIN(A)
式中IN──电动机、电弧焊机或电焊变压器的高压侧额定电流。
K──起动电流倍数，即起动电流与额定电流之比。
（2）接有多台电动机的配电线路，只考虑一台电动机起动时的尖峰电流：
Ijf=(KIN)max+Ifs(A)
式中(KIN)max──起动电流的一台电动机起动时的起动电流。
Ifs──配电线路上除去起动电机的计算电流。
（3）对于自起动的电动机组，其尖峰电流为所有参与起动的电动机电流之和。