高清PDF《电气设备安装工程概预算手册（第二版）》张国栋

第一部分定额应用释义
第一章变压器
第一节说明应用释义
一、油浸电力变压器安装定额同样适用于自耦式变压器、带负荷调压变压器及并联电抗器的安装。电炉变压器按同容量电力变压器定额乘以系数2.0，整流变压器执行同容量电力变压器定额乘以系数1.60。
[应用释义]变压器：变压器是交换交流电压的电气设备，他用来把某一电压的交流电变换成同频率的另一种电压的交流电，可以升压也可以降压。变压器是利用电磁感应的原理，将某一数值的交流电压转变成频率相同的另一种或儿种不同数值交流电压的电器设备。变压器是电力系统和供电系统不可缺少的重要电气设备。变压器在改变电压的同时，也改变了线路中的电流，所以从这个意义上讲，变压器也是变流器。另外，变压器还可以用来变换阻抗、改变相位等。通常将变压器分为电力变压器和特种变压器两大类。变压器的基本构成是铁芯和绕组。
(1)铁芯铁芯是磁路的通路，他是用导磁性能良好的硅钢片冲剪成一定的尺寸，并在两面涂以绝缘漆后，按一定规则叠装而成。变压器的铁芯结构可分为芯式和壳式两种。芯式变压器绕组安装在铁芯的边栓上，制造工艺比较简单，一般大功率的变压器均采用此种结构。壳式变压器的绕组安装在铁芯的中柱上，线圈被铁芯包围着，所以他不需要专门的变压器外壳，只有小功率变压器采用这种结构。
(2)绕组绕组是电流的通路。单相变压器有两个绕组，其中一个绕组接交流电源，叫做一次绕组（又叫原绕组、初级绕组），匝数为1；另一个绕组接负载，叫做二次绕(又叫副绕组、次级绕组)，匝数为2。若将变压器的一次绕组接交流电源，二次绕组开路不接负载，这种运行方式叫做变压器的空载运行；当变压器的一次绕组接交流电源，二次绕组两端接上负载时，称为变压器的负载运行。变压器的二次绕组接上负载之后，由于电动势的作用，在二次绕组中便有电流2流过，2的大小和相位决定于负载阻抗的大小和性质，因此称为负载电流。二次电流磁势又产生新的交流磁通去阻碍原来主磁通，的变化，削弱原来的磁通强度，破坏了空载运行时的磁势平衡关系。由于电源电压的有效值不变，与其相应的主磁通也不变。从能量转换的观点看，二次绕组有能量输出，必然使一次绕组从电源中多吸取负载所消耗的能量，通过磁通传给二次绕组。
电力变压器：是电力系统中的关键设备之一，有单相和三相之分，容量从几千伏安到数十万伏安。
特种变压器：是指除电力系统应用的变压器以外，其他各种变压器统称为特种变压器。它的种类繁多，常用的有可调节电压的自耦变压器；测量用的电压互感器、电流互感器；焊接用的电焊变压器等，尽管种类不同，大小形状也不同，但是他们的结构和工作原理是相似的。

自帮变压器：一般变压器的一、二次绕组是分开的，它们之间没有电的直接联系，通过电磁感应的作用，靠磁耦合把一次侧的电能传到二次侧去。自耦变压器只有一个绕组，高压绕组的一部分兼作为低压绕组，它们的臣数分别为N、N。这时一，二次绕组之间既有磁的耦合，又有电的直接联系，其结构和绕阻联结如图2-1-1，自变压器的工作原理与普通变压器是相同的。当一次绕组两端接上交流电压时，绕组线圈中通过电流，在铁芯中产生交变磁通，因而在一、二次绕组中产生感应电动势。
如果将自耦变压器二次绕组的分接点做成滑动的触头，就可以改变二次绕组的匝数，方便地得到不同的输出电压。因此，自耦变压器常作为调压器使用。使用自耦变压器时，必须注意一，二次绕组不能接错。在接电源前，应先将手柄旋转到零位，接通电源后再转动手柄，使输出电压从零平滑地调到所需要的电压值。由于一、二次绕组有电的直接联系，必须注意过电压保护。在需要调节三相电压时，可由三个单相自耦调压器组装成三相自耦调压器，变压器的种类很多，根据用途不同可分为输配电用的电力变压器；冶炼用的电炉变压器：电解用的整流变压器：焊接用的电焊变压器；试验用的试验变压器：测量用的仪用互感器等等，根据铁芯结构形式的不同，可分为芯式和壳式两种；根据原、副绕组的数目多少，可分为两绕组、三绕组和多绕组变压器：根据冷却方式，还可以分为油冷和空气冷：根据相数可分为单相和三相。在电力工程中，应用最多、最普遍的是三相电力变压器，由于输电线路输送的视在功率S一√3UI为定值的情况下，如果输电电压U越高，则线路电流越小，这样一方面既可减少输电线路上的能量损失，又可减少输电线的截面，从而大大节省了有色金属，因此，远距离输电时采用高电压最为经济。我国目前交流输电的电压等级有6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、500kV等几种，在用电方面一般都用较低的电压，一方面是为了安全：另一方面是为了使用电设备的绝缘问题容易解决。我国现行设备的额定电压是：一般室内照明用电源为单相220V,建筑施工照明用的安全电压是36V、24V、12V电动机用单相220V或三相380V、3000V、6000V,
1.变压器的结构：
电力变压器的基本构成有：铁芯、绕组、绝缘套管、油箱及其他附件等，其中铁芯和绕组是变压器的主要器件，统称为变压器器身。
变压器的电磁感应部分包括电路和磁路两部分。电路又有一次电路与二次电路之分。各种变压器由于工作要求、用途和型式不同，外形结构不尽相同，但是他们的基本结构都是由铁芯和绕组组成的。
(1)磁路部分（铁芯）；为了减少磁滞损失和涡流损失，变压器的铁芯是用硅钢片叠成的，硅钢片表面涂有绝缘漆使各片相互绝缘。铁芯形状有“口”字形武)与“日”字形（壳式）两大类。芯式结构的特点是：绕组和绝缘物的布置容易，适用于高电压。大容量的电力变压器。壳式结构的特点是：用铜量少，散热好，机械强度较商，适用子抵电压、大电流的变压器。
散热是变压器设计、使用的一个很重要问题。常用变压器的散热方式有自冷式和油冷式两种，自冷式变压器依靠空气的自然对流和本身的辐射来散热。这种方式的散热效果差，适用于小型变压器。
大容量的变压器均采用油冷式散热，即把变压器的铁芯和绕组全部浸在变压器油（一种绝缘矿物油)内，使热量通过油传给箱壁散发到空气中去。为了增加散热量，人们在箱壁上装有散热管来扩大冷却表面。电力变压器一般还装有油枕、呼吸器、瓦斯继电器、防爆管、油温指示器等部件。油枕的作用是给油的热胀冷缩留有空间，减少冷却油与空气的接触，以防止油氧化变质，绝缘性能降低。呼吸器把枕上部和外界空气连通，内装吸潮硅胶，当油枕内油位下降时，外界空气经硅胶进人油枕，空气中的水分大部分被硅胶吸收，有效地防止了变压器油受潮变质、绝缘性能劣化。
瓦斯继电器又叫气体继电器，当变压器发生局部击穿短路时，变压器的绝缘物和变压器油受到破坏而产生气体。气体集聚在瓦斯继电器的上部，当气体压力足够大时，继电器便会报警，直至接通继电保护装置，把电源切断。
防爆管是一根铜管，其下端与油箱连通，上端用3~5mm厚的玻璃板（安全膜）密封，上部还有一根小管与油枕上部连通。变压器正常工作时防爆管内的少量气体通过油枕上部排出。当变压器发生严重故障时，油被分解产生大量气体，使箱内压力骤增，当油压上升到50~100kPa时安全膜爆破，油气喷出，从而避免油箱破裂，减轻事故危害。油温指示器用来监视箱内上层油温，变压器中部偏上部位温度最高。
(2)电路部分《绕组)：由两个或两个以上匝数不等的绕组《俗名线包)组成。每个绕组由铜或铝绝缘导线绕制而成。与电源相连接的绕组称为原绕组，它相当于电源的负载。
绕组是电流的通路。小功率变压器的绕组一般用高强度漆包线绕制，大功率变压器的绕组可以采用有绝缘的扁形铜线或铝线绕制。绕组分为高压和低压绕组。高压绕组重数多，导线细：低压绕组匝数少，导线粗。为了提高绕组与铁芯的绝缘性能，一般低压绕组制作在绕组的内层，高压绕组制作在绕组的外层。按照原、副边绕组在铁心上的排列方式，变压器的绕组可分为同心式和交叠式两类。同心式绕组的原、副边绕组同心地套在铁心柱上。为便于绝缘，副边绕组靠近铁心柱，原边绕组套在副边绕组外面，两个绕组之间留有油道。为减小绝绿距离，通常副边绕组靠近铁轭。
同心式绕组结构简单，制造方便，故电力变压器多采用这种型式。交叠式绕组机械强度好，引出线布置方便，多用于副边大电流的电焊、电炉变压器及壳式变压器中。同心式绕组尚有多种不同的结构形式，如圆简式、螺旋式、连续式、纠结式等。
(3)绝缘套管：变压器的引出线从油箱内部引到箱外时必须经过绝缘套管，使引线与油箱绝缘。绝缘套管一般是瓷质的，其结构取决于电压等级。1kV以下采用实心瓷套管；10kV,35kV采用空心充气或充油式套管；110kV及以上采用电容式套管。为了增大外表放电距离，套管外形做成多级伞形裙边。电压等级愈高，级数愈多。
(4)油箱及其附件：电力变压器的油箱一般做成椭圆形，这样可使油箱中有较高的机械强度，而且需油量较小。6300kVA及以下用平项油箱，8000kVA及以上用钟翠式油箱。油箱用钢板焊成。容量很小的变压器采用平板式油箱，中、小型变压器为增加散热表面采用管式油箱：大容量变压器采用散热器式油箱。
为了防止潮气浸人，希望油箱内部和外界空气隔离。但是，不透气是做不到的。因为当油受热后，它会膨胀，便把油箱中的空气逐出油箱。当冷却的时候，又会收缩，便又从箱外吸进含有潮气的空气，这种现象称为呼吸作用。为了减少油与空气的接触面积以降低油的氧化速度和浸人变压器的水分，在油箱上面安装一个储油柜。储油柜通过管道与油箱接通，这样，使油面的升降限制在储油柜中。
在储油柜与油箱的连接管道中装有气体继电器。当变压器内部发生故障产生气体或油箱漏油使油面下降过多时，它可以发出报警信号或切断变压器电源，油箱的顶盖上装有安全气道。当变压器内部发生严重故障而产生大量气体时，油箱内压力迅速增大，油流和气体将冲破气道上端的玻璃板向外喷出，以免油箱受到强大压力而破裂。
此外，油箱盖上还装有分接开关，可在无载情况下改变原边绕组的匝数以调节变压器的输出电压。

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