干式变压器的内部结构比繁杂,但就其结构构成而言,干式变压器的基本结构部件是铁芯和绕阻,这二个主要部件组成了干式变压器的器身,不同种类的干式变压器,也会有绝缘管,储油柜、气体继电器与安全气道等配件。
一、干式变压器的构造
干式变压器的基本结构部件是铁芯和绕阻,由它们构成干式变压器的器身。为了改善排热标准,大、中容积干式变压器的器身渗入装满干式变压器油的封闭油箱中,各绕阻与外电路的连接则经绝缘管引出。
为了使干式变压器安全可靠地运行,还设有储油柜、气体继电器与安全气道等配件。
(一)铁芯
铁芯既做为干式变压器的磁路;又做为干式变压器的机器框架。为了提高导磁性能、降低交变磁通在铁心里引起的消耗,干式变压器的铁芯都采用厚度0.35-0.5mm的电工钢片叠装成的。电工钢片的双面涂成绝缘层,起绝缘作用。大空间干式变压器多采用高磁导率、低损耗的冷扎电工钢片。
电力干式变压器的铁芯一般都选用心式构造,其铁芯可分为铁心柱(有绕阻的部分)和铁轭(连接2个铁心柱的部分)两部分。绕阻套服在铁心柱上,铁轭使铁心柱之间的磁路关闭。在铁心柱与铁轭组成整个铁芯时,多采用相叠式安装,使每层的接缝不在同一地点,那样能减少励磁电流,但缺点是安装繁杂,费工费时。在一般干式变压器中,铁心柱截面选用外接圆的阶梯形。只有在干式变压器容积很小时才选用方形。
交流磁通在铁心里会引起涡流损耗和磁滞损耗,使铁芯发热。在大空间干式变压器的铁心里,通常设定油道。铁芯浸在干式变压器油中,当油从油道中流落伍,可将铁心里热量带去。
(二)绕阻
绕阻是干式变压器的电路部分,用于传送电能,一般分为高压绕组和低压绕组。接在较高电压上的绕阻称为高压绕组;接在较低压上的绕阻称为低压绕组。从能量的转换传送而言,接在电源上,从电源吸收电能的绕阻称为原边绕阻(又称一次绕组或初级绕组);与负荷连接,给负荷运输电能的绕阻称副边绕组(又称二次绕组或次级绕组)。绕阻一般是用绝缘的铜线绕制而成。高压绕组的匝数多、导线截面小;低压绕组的匝数少、导线截面大。
为了确保干式变压器可以安全可靠的运作及其有充足的使用期,对绕组的电气性能、耐温性能和冲击韧性都有一定的要求。绕阻是依据一定规律相互连接的多个线圈的组合。依据高压绕组和低压绕组彼此区域的不同,绕阻构造型式可分为同舟式和相叠式两种。同舟式绕阻是把高压绕组和低压绕组同舟地套服在铁心柱上。
为了绝缘便捷,低压绕组紧靠着铁芯,高压绕组则套服在低压绕组的外面,两个绕阻之间留出油道。油道一是做为绕阻间的绝缘空隙;二是做为排热通道,使油从油道中流过制冷绕阻。在单相干式变压器中,高、低压绕组均分为两部分,各自套服在两铁心柱上,这两部分能够串连或并接;在三相干式变压器中属同一相的高、低压绕组全部套服在同一铁心柱上。同舟式绕阻的构造简易、制造便捷,心式干式变压器一般都选用这种结构。
相叠式绕阻是把高压绕组和低压绕组分为多个线饼,顺着铁心柱更替排序而组成。为了方便绝缘和排热,高压绕组与低压绕组之间留出油道而且在顶部和下层靠近铁轭处放置低压绕组。相叠式绕组的冲击韧性高,导线便捷,壳式干式变压器一般采用这种结构。