家用变压器

油浸式变压器与干式变压器的最大区别就是有没有油，而由于油是液体，具有流动性，油浸式变压器就一定是有外壳的，外壳内部是变压器油，油中浸泡着变压器的线圈，从外面是看不到变压器的线圈的。而干式变压器没有油，就不用外壳了，能直接看到变压器的线圈。 油浸式变压器上面有油枕，内部存放着变压器油，但现在新式油浸变压器也有不带油枕的变压器生产。干式变压器与大气直接接触，适应于比较干燥而洁净的室内，相对湿度不应超过，相对于油式变压器，干式变压器因没有油，也就没有火灾、爆炸、污染等问题，故电气规范、规程等均不要求干式变压器置于单独房间内。干式变压器和油浸式变压器的区别还在于干式变压器较为轻便、容易搬运。油浸式变压器较重，但是要求容量大，负载大，稳定，用油浸式变压器较好。 油浸式变压器为了散热方便，也就是为了内部绝缘油的流动散热方便，在外部设计了散热器，就象散热片一样，而干式变压器却没有这个散热器，散热靠变压器线圈下面的风机，该风机有点象家用空调的室内机。油浸式变压器由于防火的需要，一般安装在单独的变压器室内或室外，而干式变压器肯定安装在室内，一般情况下安装在低压配电室内，和低压配电柜并排安装。

一、设计 2kVA 以下的电源变压器及音频变压器一些电子线路设计人员及电子、电工爱好者经常碰到设计好的变压器，绕制时却绕不下；另外，设计的变压器，在带足负载后，次级电压明显下降。还有一部分设计的变压器的性能良好，但成本较高而没有商业价值。笔者在这里谈谈变压器的设计方法与技巧。 　　变压器截面积确定： 　　大家知道铁芯截面积是根据变压器总功率“ P ” 　　确定的 (A=1.25 根号 P) 。在设计时。假定负载是恒定不变的，则其铁芯截面积通常可选取计算的理论值。如果其负载是变化比较大的，例如，音频、功放电源等变压器的截面积，则应适当大于理论计算值，这样才能保证有足够的功率输出能力 ( 因为一旦截面积确定后，就不可能再选择功率余量了 ) 。如何确定这些变压器的“ P ”值呢 ? 应该计算出使用时负荷的最大功率，并且估算出某些变压器在使用中需要输出的最大功率。特别是音频变压器、功放电路的电源变压器等 ( 笔者测试过多种功放电路的音频变压器、功放电路的电源变压器；音频变压器在大动态下明显失真，电源变压器在大动态下次级电压明显下降。经测算，截面积不够是产生上述现象的主要原因之一 ) 。 　　每伏匝数的确定：　　变压器的匝数主要取决于铁芯截面积和硅钢片的质量，通常从参考书籍计算出的每伏匝数是比较多的，经实验证明，从理论设计的数值上，将每伏匝数降低 10% ～ 15% 是没有问题的。例如，一只的电源变压器，根据理论计算 ( 中矽钢片 8500 高斯每伏匝数为 7.2 匝，而实际每伏只需 6 匝就可以了，且这样绕制的变压器空载电流在 26mA 左右。 　　笔者和同行在解剖过日本生产的家用电器上的电源变压器时发现，他们生产的变压器每伏匝数比我们国产的变压器线圈匝数要少得多，同样 35W 的电源变压器每伏匝数只有匝，空载电流 45mA 左右。 　　通过适当减少匝数，绕制出来的变压器不但可以降低内阻，而且避免了采用普通规格硅钢片时经常出现的绕不下的麻烦，还节省了成本，提高了性价比。 　　漆包线的线径确定： 　　线径是根据负载电流而确定的。由于在不同的情况下，漆包线通载电流差距较大，故确定线径的幅度也较大，一般在额定的电流下连续工作的变压器，其工作电流基本不变，但在散热条件不理想，且环境温度比较高时，应按电流密度为 2A ／平方毫米选取漆包线的线经。如果变压器连续工作时负载电流基本不变。但本身散热条件很好，环境温度又不高。漆包线按电流密度 2.5A ／平方毫米选取线径；假如一般时段工作电流只有最大电流的 1 ／ 2 ，漆包线按电流密度 3.3~5A ／平方毫米选取线径，音频变压器的漆包线按电流密度 3.5 ～ 4A 平方毫米选取线径。这样，因时制宜取材，既可保证质量又可大大降低成本。　　二、两种特殊变压器设计方法与技巧高压工频变压器：　　这类变压器往往工作电压几千伏，但电流只有毫安至几十毫安，由于电压较高，次级的绝缘要求很高。 　　在绕制时，常采用层层垫纸，这按通常方法设计且采用普通规格化的硅钢片是绕不下的。故应选用窗口较大的硅钢片，另外适当增加叠厚，用加大截面积的办法来减少初、次级的匝数。 　　多次级的变压器： 　　这类变压器的次级多数在七八组以上，电流大小不等，但每组不一定同时接负载。所以计算功率不一定全部算进去，只要将同时带负载的次级绕组计算出来即可。同样应选窗口较大的硅钢片，初级线圈的线径应根据次级各组同时使用的实际功率确定。采用以上的方法设计，既能保证性能又可以降低生产的成本。 　　概言之：要想设计出性价比高的变压器，铁芯截面积只能大不可小，适当减少每伏匝数．详细分析负载情况，合理选用漆包线的规格。只有通过反复实践与推算、推敲，才能真正掌握变压器的设计方法与技巧。

1 引言随着电力技术的发展和科技进步， 人们对电力变压器运行的安全、防火、无污染、少维护和使用寿命等要求越来越高。由于干式变压器采用阻燃型绝缘材料，不存在液体泄漏和污染环境的问题，且干式变压器结构简单，维护和检修较油浸变压器方便，同时因其具有体积小、重量轻、占用空间少、安装方便、低损耗及使用寿命长等特点， 因而得到了越来越广泛的应用。干式变压器在平顶山地区的推广应用起步较晚， 但干式变压器作为站用变， 自2000 年以来在110kV 及以上变电站得到了广泛应用。平顶山供电公司现有35kV 及以上变电站53 座，其中有21 座变电站的29 台站用变采用了干式变压器，干式变的型号主要是SC(B)，容量达9 000 kVA。近两年来，新建变电站的站用变一般采用干式变压器。2 干式站用变压器运行现状及存在的问题平顶山供电公司现有干式变压器38 台，有的放置在室内自带防护外壳，也有的直接布置在柜体内，运行条件各异，但总的来说现场实际运行情况良好，故障率较低，但是也发生了一些故障和异常。2.1 温升对干式变压器的运行寿命的影响树脂干式变压器绕组主要由导体(铜导线、铜箔等)、基体(环氧体系)和增强材料构成，经热固化成型。温度能够改变各构成间的界面物理特征，降低物理强度。如果绕组匝间出现微观裂痕，则会增加变压器的局部放电量， 局部放电量的大小决定变压器的寿命长短。一般干式变压器的绝缘等级为F 级，其理论上的耐受温度极限为155℃。超过这一极限绕组的物理强度会发生本质的转折，也视为寿命终结。在实际应用中，由于结构、工艺等差异的影响，实际标准要低于理论上的155℃标准， 一般以110℃为安全极限。2.2 中置式开关柜的散热问题从以往干式变压器的事故分析可以看出， 主要是由于开关柜内通风不畅、散热效果不好、环境温度过高造成的。对平顶山供电公司汇源变电站两台干式变压器运行状况进行监测，汇1号、2 号站用变分别安装在35kV 和10kV 的开关柜内，没有装设温控器和散热通风装置，站用变间隔后柜箱体温度，夏季达到40℃～50℃，里面的热气散不出来。通过查看使用说明书和《干式电力变压器负载导则》，发现干式变压器必须保证良好的自然通风， 干式变压器按标准应配置温度控制箱。运行中的变压器发生异常声响或超温报警，应予重视并采取相应的措施。而汇源变两台站用变压器不具备这些条件， 如果负载比较大， 中置式开关柜采用全封闭型结构， 对散热很不利，一旦变压器因高温使绝缘老化击穿，可能引起开关柜故障。2.3 柜体间距小带来的弊病将干式变压器布置于开关柜中， 可以减少占用面积，为了减小柜体尺寸，厂家通常采用复合绝缘材料等措施减小间距。然而，由于高压开关柜内电场强度复杂，一定气候条件会产生结露，发生闪络后果严重。《3kV～110kV 高压配电装置设计规范》对屋内配电装置的安全净距按照电压等级有明确的规定。近年来，电网建设速度加快，开关柜不断增多，减小间距所带来的弊病也日益凸现。2.4 两台变比不同的变压器不能并联运行的问题将一台站用变设于10kV I 段母线，另一台站用变设于35kV I 段母线(或35kV I 段母线某一小电源线路)。由于有电势差的存在，在两台变压器的二次绕组间便有环流产生，它不是负载电流，但却要占据变压器的容量，增加了变压器的损耗，使变压器的效率降低。当变比不相等时，由于环流的出现，不能使所有并联的变压器同时带上额定负载， 使得并联运行的变压器容量得不到充分利用。所以分别设于35kV 母线和10kV 母线的两台变压器由于变比不同，站用电低压系统不能并联运行。但实际上低压系统往往需要双路供电， 又不能做到每处都设置机械联锁，所以不能完全杜绝并联的情况。【未完，待续】