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变压器的工作原理及故障分析

文章出处:责任编辑:作者:人气:-发表时间:2014-04-22 11:34:00【

  在我们的日常生活中,变压器也许对于我们每一个人来说都应该不会陌生,它是我们生活用电不可缺少的一种转换、保障工具,变压器的功能主要有:电压变换;电流变换;阻抗变换;安全隔离;稳压(磁饱和变压器)等,下面就由我和大家一起回顾一下关于变压器的工作原理以及日常维护的相关知识。

  首先,我们对变压器的工作原理进行简要的介绍,变压器在电器设备和无线电路中,变压器常用作升降电压、匹配阻抗,安全隔离等。在发电机中,不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈,均能在线圈中感应电势,此两种情况,磁通的值均不变,但与线圈相交链的磁通数量却有变动,这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应,变换电压,电流和阻抗的器件。变压器的最基本形式,包括两组绕有导线之线圈,并且彼此以电感方式称合一起。随着变压器行业的不断发展,越来越多的企业进入变压器行业,也有很多企业脱颖而出,例如鸣远变压器始创于21世纪初由合资股份组建一家专业致力变压器、电抗器、滤波器等研发、生产厂家,经过近十年发展现已成为行业为数不多先进技术引领者和开拓者。主要产品有:变压器系列(单相、三相电源变压器、单相及三相自耦变压器,机床控制变压器,启动自耦变压器,节能变压器,斯考特变压器,三相变单相,单相变三相,UPS变压器等非标变压器)、电抗器系列(变频器用输入、输出电抗器、直流平波电抗器、串并联电抗器,滤波电抗器,空心电抗器等)、滤波器系列(变频器专用输入滤波器、输出滤波器,正弦波滤波器)产品广泛用电力,冶金,纺织,机械,风电,钢铁等行业,深受客户好评。当一交流电流(具有某一已知频率)流于其中之一组线圈时,于另一组线圈中将感应出具有相同频率之交流电压,而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。一般指连接交流电源的线圈称之为一次线圈;而跨于此线圈的电压称之为一次电压。在二次线圈的感应电压可能大于或小于一次电压,是由一次线圈与二次线圈间的匝数比所决定的。因此,变压器区分为升压与降压变压器两种。

  大部分的变压器均有固定的铁芯,其上绕有一次与二次的线圈。基于铁材的高导磁性,大部分磁通量局限在铁芯里,因此,两组线圈藉此可以获得相当高程度之磁耦合。在一些变压器中,线圈与铁芯二者间紧密地结合,其一次与二次电压的比值几乎与二者之线圈匝数比相同。因此,变压器之匝数比,一般可作为变压器升压或降压的参考指标。由于此项升压与降压的功能,使得变压器已成为现代化电力系统之一重要附属物,提升输电电压使得长途输送电力更为经济,至于降压变压器,它使得电力运用方面更加多元化,可以这样说,没有变压器,工业实无法达到发展的现状。

  变压器又有其做试验而用的,称之为试验变压器,分别可以分为充气式,油浸式,干式等试验变压器,是发电厂、供电局及科研单位等广大用户的用来做交流耐压试验的基本试验设备,通过了国家质量监督局的标准,用于对各种电气产品、电器元件、绝缘材料等进行规定电压下的绝缘强度试验。

  然而,对于好的东西我们我们也要懂得去维护保养,变压器的的日常维护分为一下几块::

  1、防止变压器过载运行:如果长期过载运行,会引起线圈发热,使绝缘逐渐老化,匣间短路、相间短路或对地短路及油的分解;

  2、防止变压器铁芯绝缘老化损坏:铁芯绝缘老化或夹紧螺栓套管损坏,会使铁芯产生很大的涡流,铁芯长期发热造成绝缘老化;

  3、防止检修不慎破坏绝缘:变压器检修吊芯时,应注意保护线圈或绝缘套管,如果发现有擦破损伤,及时处理。

  变压器的渗漏是变压器故障的常见问题,特别是一些运行年限已久的变压器更为普遍,轻者污染设备外表影响美观,重者威胁设备安全运行甚至人员生命,变压器的渗漏包括进出空气(正常经吸湿器进入的空气除外和渗漏油。

  变压器的渗漏原因

  造成渗漏的原因主要有两个方面:一方面是在变压器设计及制造工艺过程中潜伏下来的;另一方面是由于变压器的安装和维护不当引起的。变压器主要渗漏部位经常出现在散热器接口、平面碟阀帽子、套管、瓷瓶、焊缝、砂眼、法兰等部位。

  1、进出空气

  进出空气是一种看不见的渗漏形式。例如套管头部、储油柜的隔膜、安全气道的玻璃、焊缝砂眼以及钢材夹砂等部位的进出空气都是看不见的。多年来,电力系统的主要恶性事故大多是绕组的烧伤事故和因变压器低压出口短路对器身的严重损坏。

  2、渗漏油的分类

  变压器的渗漏油可分为内漏和外漏两种,而外漏又可分为焊缝渗漏和密封面渗漏两种。

  1)内漏:内漏最普遍的就是充油套管中的油以及有载调压装置切换开关油室的油向变压器本体渗漏。

  2)外漏:外漏分为焊缝渗漏和密封面渗漏两种:

  焊缝渗漏:焊缝渗漏是由于钢板焊接部位存在砂眼所造成的。

  密封面渗漏:密封面渗漏情况比较复杂,要具体问题具体分析。在变压器大修或安装过程中应把防止密封面渗漏作为一项重要工作。

  故障分析解决方案

  1、焊接处渗漏油

  主要是焊接质量不良,存在虚焊,脱焊,焊缝中存在针孔,砂眼等缺陷,变压器出厂时因有焊药和油漆覆盖,运行后隐患便暴露出来,另外由于电磁振动会使焊接振裂,造成渗漏。对于已经出现渗漏现象的,首先找出渗漏点,不可遗漏。针对渗漏严重部位可采用扁铲或尖冲子等金属工具将渗漏点铆死,控制渗漏量后将治理表面清理干净,多采用高分子复合材料进行固化,固化后即可达到长期治理渗漏的目的。

  2、密封件渗漏油

  密封不良原因,通常箱沿与箱盖的密封是采用耐油橡胶棒或橡胶垫密封的,如果其接头处处理不好会造成渗漏油故障,有的是用塑料带绑扎,有的直接将两个端头压在一起,由于安装时滚动,接口不能被压牢,起不到密封作用,仍是渗漏油。可用福世蓝材料进行粘接,使接头形成整体,渗漏油现象得到很大的控制;若操作方便,也可以同时将金属壳体进行粘接,达到渗漏治理目的。

  3、法兰连接处渗漏油

  法兰表面不平,紧固螺栓松动,安装工艺不正确,使螺栓紧固不好,而造成渗漏油。先将松动的螺栓进行紧固后,对法兰实施密封处理,并针对可能渗漏的螺栓也进行处理,达到完全治理目的。对松动的螺栓进行紧固,必须严格按照操作工艺进行操作。

  4、铸铁件渗漏油

  渗漏油主要原因是铸铁件有砂眼及裂纹所致。针对裂纹渗漏,钻止裂孔是消除应力避免延伸的最佳方法。治理时可根据裂纹的情况,在漏点上打入铅丝或用手锤铆死。然后用丙酮将渗漏点清洗干净,用材料进行密封。铸造砂眼可直接用材料进行密封。

  5、螺栓或管子螺纹渗漏油

  出厂时加工粗糙,密封不良,变压器密封一段时间后便产生渗漏油故障。采用高分子材料将螺栓进行密封处理,达到治理渗漏的目的。另一种办法是将螺栓(螺母)旋出,表面涂抹福世蓝脱模剂后,再在表面涂抹材料后进行紧固,固化后即可达到治理目的。

  6、散热器渗漏油

  散热器的散热管通常是用有缝钢管压扁后经冲压制成在散热管弯曲部分和焊接部分常产生渗漏油,这是因为冲压散热管时,管的外壁受张力,其内壁受压力,存在残余应力所致。将散热器上下平板阀门(蝶阀)关闭,使散热器中油与箱体内油隔断,降低压力及渗漏量。确定渗漏部位后进行适当的表面处理,然后采用福世蓝材料进行密封治理。

  7、瓷瓶及玻璃油标渗漏油

  通常是因为安装不当或密封失效所制。高分子复合材料可以很好的将金属、陶瓷、玻璃等材质进行粘接,从而达到渗漏油的根本治理。

  以上便是我对于变压器相关基础知识的了解,在变压器的安装、维护方面还有很多知识值得我们去探索、深思。

 

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