(1)铁芯材料。变压器是借助于电磁感应原理完成电流值、电压值的调控,而铁芯是变压器的核心构件,其材 质状况决定了变压器的调节功能。铁芯材料好选择在铁片中加入硅,以此减小低钢片的导电导热作用,避免装置运行后能耗增多。电力行业标准中规定硅钢片的磁通密度需控制在有效范围,如:黑铁片的磁通密度在7000、低硅片在10000等,安装现场可结合实际情况选用。
(2)绝缘材料。近年来变压器安装操作的意外事故发生率不断提升,考虑到变压器安装过程中的安全问题,现 场人员需注重绝缘材料的选用,以保护系统其他设备的正常运行。目前,许多变压器已经配备了绝缘构件,如:垫圈、绝缘器具等,但由于人为操作不当依旧存在安全风险。变压器安装需从线圈框架 层间的隔离、绕阻间的隔离等方面增强其绝缘性能。 [1]
(3)浸渍材料。浸渍处理是对绕制材料加工的后工序,主要目的是改善材料的机械性能、电力性能、绝缘性 能,避免后期使用发生各种安全事故。选用绕制材料之后,安装人员要对浸渍材料涂刷油漆,在材料表面设置一道绝缘层。比较常用的漆材是甲酚清漆,经过涂刷处理后可发挥出较好的安全作用,延长了变压器设备的使用寿命
(1)在线监测技术
在线监测技术主要使用的是振动分析法和局部放电检测法等两种。一是振动分析法。该分析方法指的是变压器运行时,要监测变压器的振动信号的强弱,并且分析总结出现这样监测结果的原因,进而可以对变压器的运行状态进行实时的检测,有利于及时发现故障问题,在小故障酿成大故障前,便得到解决。二是局部放电检测法。该检测方法指的是变压器在运行过程中的机械内部出现故障,进而引发了局部的放电现象,这样会影响放电的水平和放电的速度。所以有必要针对变压器的局部放电情况,加强日常地有效地判断,检测变压器安全隐患是否存在,并对这些问题进行有针对性地解决,来确保机械的安全稳定运行。 [4]
(2)气相色谱仪技术
气相色谱仪技术主要用于分析混合气体中内部组成部分。该检测 技术的优点主要有效以下几点:,使用便捷、操作便利等许多方面,这些优势促进了该技术得到了十分广泛的应用,并在各种电气设备的检测的领域得到了广泛面的应用。其中,对于高分子膜技术便有效利用了该项技术,有效快速分解油气,并在高分子聚合物的作用 下并在变压器的影响下将油溶解,这样可以有效提高测定电压器的故障气体和油中气体的浓度。多数情况下,当变电器出现故障时,可能会散发出氢气气体的味道,利用这一化学特性可以更好地检测气体的 含量,并有效地检测变压器故障气体中的氢气。另外,使用该变压器 进行检测多种气体,这样大大提高了变压器故障气体的扩散速度,有利于正常运行的状态能及时得到恢复。
(3)感器列阵技
对于感器列阵技术而言,在变压器故障检测技术中该技术也起到了十分重要的作用。为此,电力检测维修工作人员需要熟练地掌握该项技术,并将该项技术科学合理地运用到检测故障的工作,可以有效提高变压器的安全运行指数,使得运行的状态不受到外界干扰。并且由于这项传感器具有以下的优点:选择性高、敏感度高等优点,使用传感器进行在线检测,进而提高检测故障气体的浓度的速度,有利于含量的检测,可见不但可以提高检测的速度,而且还可以提升变压器故障检测技术水平,降低变压器的检测故障的出现的几率。
(4)红外光谱技术
红外光谱技术又称之为红外光谱在线检测技术,该技术具有检测速度快、准确度高、敏锐度高、维修量少等优点,该技术也在变压器故障检测技术扮演着重要的角色,有助于变压器故障产生气体的含量检测。在实际的检测工作中以及在具体的使用过程中,可以有效地利用红外气体分析仪器和双关路薄膜电容检测仪器,进行定量地分析。
可将电压互感器视为电气元件,而非电子元件。根据法拉第感应定律,变压器基本上是一种非常简单的静态(或固定)电磁无源电气设备,把电能从一个值转换成另一个值。
为了达到这一目的,变压器可以使用由变压器自身产生的公用振荡磁路将两个或多个电路连接起来。变压器式变压器按“电磁感应”原理运行。
互感是一个过程,导线线圈通过这个过程将电压感应到另一个邻近的线圈。那么就可以说变压器工作在“磁畴”上,而这种变压器的得名,是因为它能把一个电压或电流水平“转换”成另一个电压或电流。
在不改变变压器频率的情况下,或通过磁路从一个线圈传送到另一个线圈时,变压器可以提高或降低其供电电压和电流。
单相变压器主要由两个线圈组成,一个线圈称为“初级线圈”,而另一个线圈称为“次级线圈”。本文中,我们将变压器的“初级”侧定义为通常带电的一侧,而“次级”侧定义为通常带电的一侧。单相变压器中,一般是电压较高的一端。
这些线圈并不互相电接触,而是缠绕在一个共同的封闭磁铁圈中,称为“铁心”。这种软铁芯不是实心的,而是由单个层叠而成,连接在一起,有助于降低铁芯的损耗。
这两个线圈绕组彼此电隔离,但通过公用磁芯磁力连接,允许把电能从一个线圈传送到另一个线圈。正如图所示,当电流通过初级线圈时,就会产生磁场,使电压感应到次级线圈
与初级线圈相比,次级线圈的匝数(匝数比)对次级线圈的可用电压量有较大影响。但如果两个线圈彼此电隔离,那么次级电压是怎样产生的呢?
在此之前,我们已经说过,变压器主要由两个绕在普通软铁芯上的线圈组成。将交流电压(V P)施加于主线圈时,电流流经该线圈,按照法拉第电磁感应定律,该线圈通过该电流在自身周围产生磁场,称为互感。随着电流由零增加到大值 dΦ/dt,磁场强度逐渐增大。
ƒ– 是赫兹的通量频率, =ω/2π
N –是线圈绕组的数量。
Φ– 是韦伯中的通量
这个方程叫做变压器 EMF方程。对主电动势而言, N为主电动势(N P),而对次电动势而言, N为次电动势(N S)。
另外要注意的是,由于变压器需要变磁才能正常工作,所以不能用变压器来转换或提供直流电压或电流,因为磁场改变才能感应出次级线圈的电压。换而言之,变压器不能以稳定的直流电压工作,而只能以交流或脉动电压工作。
当变压器的初级绕组与直流电源相连时,由于直流没有频率,绕组的有效阻抗会很低,只相当于所用铜的电阻,因此,该绕组的感抗会为零。这样绕组就会从直流电源中吸引过热,并终烧毁非常高的电流,因为我们知道 I= V/R。
变压器不需要任何活动部件来传递能量。这意味着没有与其他电机相关的摩擦或风阻损失。但是,变压器确实会遭受称为“铜损”和“铁损”的其他类型的损失,但是通常这些损失很小。
铜损,也称为I 2 R损耗,是由于电流在变压器铜绕组周围循环而在热量中损失的电能,因此得名。铜损是变压器运行中的大损失。实际的功率损耗瓦数(在每个绕组中)可以通过对安培求平方并乘以绕组的欧姆电阻(I 2 R)来确定。
铁损,也称为磁滞现象,是铁心中的磁性分子响应交变磁通而滞后的现象。这种滞后(或异相)情况是由于需要动力来反转磁性分子而导致的。在磁通获得足够的力使它们反向之前,它们不会反向。
它们的反向导致摩擦,并且摩擦在铁心中产生热量,这是功率损耗的一种形式。通过使用特殊钢合金制成铁芯,可以减少变压器内的磁滞。
变压器中的功率损耗强度决定了其效率。变压器的效率反映在初级(输入)和次级(输出)绕组之间的功率(瓦数)损耗上。那么,变压器的终效率等于次级绕组的功率输出P S与初级绕组的功率输入P P之比,因此很高。
理想的变压器具有100%的效率,因为它可以传递接收到的所有能量。另一方面,实际的变压器并非100%效率,并且在满负载时,变压器的效率在94%至96%之间,非常好。对于以很高的容量在恒定电压和频率下运行的变压器,效率可能高达98%。变压器的效率η为: