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電源變壓器范文第1篇

引言

電源裝置，無(wú)論是直流電源還是交流電源，都要使用由軟磁磁芯制成的電子變壓器（軟磁電磁元件）。雖然，已經(jīng)有不用軟磁磁芯的空芯電子變壓器和壓電陶瓷變壓器，但是，到現(xiàn)在為止，絕大多數(shù)的電源裝置中的電子變壓器，仍然使用軟磁磁芯。因此，討論電源技術(shù)與電子變壓器之間的關(guān)系：電子變壓器在電源技術(shù)中的作用，電源技術(shù)對(duì)電子變壓器的要求，電子變壓器采用新軟磁材料和新磁芯結(jié)構(gòu)對(duì)電源技術(shù)發(fā)展的影響，一定會(huì)引起電源行業(yè)和軟磁材料行業(yè)的朋友們的興趣。本文提出一些看法，以便促成電源行業(yè)與電子變壓器行業(yè)和軟磁材料行業(yè)之間就電子變壓器和軟磁材料的有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行對(duì)話，互相交流，共同發(fā)展。

1 電子變壓器在電源技術(shù)中的作用

電子變壓器和半導(dǎo)體開關(guān)器件，半導(dǎo)體整流器件，電容器一起，稱為電源裝置中的4大主要元器件。根據(jù)在電源裝置中的作用，電子變壓器可以分為：

1）起電壓和功率變換作用的電源變壓器，功率變壓器，整流變壓器，逆變變壓器，開關(guān)變壓器，脈沖功率變壓器；

2）起傳遞寬帶、聲頻、中周功率和信號(hào)作用的寬帶變壓器，聲頻變壓器，中周變壓器；

3）起傳遞脈沖、驅(qū)動(dòng)和觸發(fā)信號(hào)作用的脈沖變壓器，驅(qū)動(dòng)變壓器，觸發(fā)變壓器；

4）起原邊和副邊絕緣隔離作用的隔離變壓器，起屏蔽作用的屏蔽變壓器；

5）起單相變?nèi)嗷蛉嘧儐蜗嘧饔玫南鄶?shù)變換變壓器，起改變輸出相位作用的相位變換變壓器（移相器）；

6）起改變輸出頻率作用的倍頻或分頻變壓器；

7）起改變輸出阻抗與負(fù)載阻抗相匹配作用的匹配變壓器；

8）起穩(wěn)定輸出電壓或電流作用的穩(wěn)壓變壓器（包括恒壓變壓器）或穩(wěn)流變壓器，起調(diào)節(jié)輸出電壓作用的調(diào)壓變壓器；

9）起交流和直流濾波作用的濾波電感器；

10）起抑制電磁干擾作用的電磁干擾濾波電感器，起抑制噪聲作用的噪聲濾波電感器；

11）起吸收浪涌電流作用的吸收電感器，起減緩電流變化速率的緩沖電感器；

12）起儲(chǔ)能作用的儲(chǔ)能電感器，起幫助半導(dǎo)體開關(guān)換向作用的換向電感器；

13）起開關(guān)作用的磁性開關(guān)電感器和變壓器；

14）起調(diào)節(jié)電感作用的可控電感器和飽和電感器；

15）起變換電壓、電流或脈沖檢測(cè)信號(hào)的電壓互感器、電流互感器、脈沖互感器、直流互感器、零磁通互感器、弱電互感器、零序電流互感器、霍爾電流電壓檢測(cè)器。

從以上的列舉可以看出，不論是直流電源，交流電源，還是特種電源，都離不開電子變壓器。有人把電源界定為經(jīng)過(guò)高頻開關(guān)變換的直流電源和交流電源。在介紹軟磁電磁元件在電源技術(shù)中的作用時(shí)，往往舉高頻開關(guān)電源中的各種電磁元件為例證。同時(shí)，在電子電源中使用的軟磁電磁元件中，各種變壓器占主要地位，因此用變壓器作為電子電源中軟磁元件的代表，稱它們?yōu)椤半娮幼儔浩鳌薄?/p>

2 電源技術(shù)對(duì)電子變壓器的要求

電源技術(shù)對(duì)電子變壓器的要求，像所有作為商品的產(chǎn)品一樣，是在具體使用條件下完成具體的功能中追求性能價(jià)格比最好。有時(shí)可能偏重價(jià)格和成本，有時(shí)可能偏重效率和性能?，F(xiàn)在，輕、薄、短、小成為電子變壓器的發(fā)展方向，是強(qiáng)調(diào)降低成本。從總的要求出發(fā)，可以對(duì)電子變壓器得出四項(xiàng)具體要求：使用條件，完成功能，提高效率，降低成本。

2.1 使用條件

電子變壓器的使用條件，包括兩方面內(nèi)容：可靠性和電磁兼容性。以前只注意可靠性，現(xiàn)在由于環(huán)境保護(hù)意識(shí)增強(qiáng)，必須注意電磁兼容性。

可靠性是指在具體的使用條件下，電子變壓器能正常工作到使用壽命為止。一般使用條件中對(duì)電子變壓器影響最大的是環(huán)境溫度。決定電子變壓器受溫度影響強(qiáng)度的參數(shù)是軟磁材料的居里點(diǎn)。軟磁材料居里點(diǎn)高，受溫度影響?。卉洿挪牧暇永稂c(diǎn)低，對(duì)溫度變化比較敏感，受溫度影響大。例如錳鋅鐵氧體的居里點(diǎn)只有215℃，比較低，磁通密度、磁導(dǎo)率和損耗都隨溫度發(fā)生變化，除正常溫度25℃而外，還要給出60℃，80℃，100℃時(shí)的各種參數(shù)數(shù)據(jù)。因此，錳鋅鐵氧體磁芯的工作溫度一般限制在100℃以下，也就是環(huán)境溫度為40℃時(shí)，溫升必須低于60℃。鈷基非晶合金的居里點(diǎn)為205℃，也低，使用溫度也限制在100℃以下。鐵基非晶合金的居里點(diǎn)為370℃，可以在150℃～180℃以下使用。高磁導(dǎo)坡莫合金的居里點(diǎn)為460℃至480℃，可以在200℃～250℃以下使用。微晶納米晶合金的居里點(diǎn)為600℃，取向硅鋼居里點(diǎn)為730℃，可以在300℃～400℃下使用。

電磁兼容性是指電子變壓器既不產(chǎn)生對(duì)外界的電磁干擾，又能承受外界的電磁干擾。電磁干擾包括可聽見的音頻噪聲和聽不見的高頻噪聲。電子變壓器產(chǎn)生電磁干擾的主要原因是磁芯的磁致伸縮。磁致伸縮系數(shù)大的軟磁材料，產(chǎn)生的電磁干擾大。鐵基非晶合金的磁致伸縮系數(shù)通常為最大（27～30）×10－6，必須采取減少噪聲抑制干擾的措施。高磁導(dǎo)Ni50坡莫合金的磁致伸縮系數(shù)為25×10－6，錳鋅鐵氧體的磁致伸縮系數(shù)為21×10－6。以上這3種軟磁材料屬于容易產(chǎn)生電磁干擾的材料，在應(yīng)用中要注意。3％取向硅鋼的磁致伸縮系數(shù)為（1～3）×10－6，微晶納米晶合金的磁致伸縮系數(shù)為（0.5～2）×10－6。這2種軟磁材料屬于比較容易產(chǎn)生電磁干擾的材料。6.5％硅鋼的磁致伸縮系數(shù)為0.1×10－6，高磁導(dǎo)Ni80坡莫合金的磁致伸縮系數(shù)為（0.1～0.5）×10－6，鈷基非晶合金的磁致伸縮系數(shù)為0.1×10－6以下。這3種軟磁材料屬于不太容易產(chǎn)生電磁干擾的材料。由磁致伸縮產(chǎn)生的電磁干擾的頻率一般與電子變壓器的工作頻率相同。如果有低于或高于工作頻率的電磁干擾，那是由其他原因產(chǎn)生的。

2.2 完成功能

電子變壓器從功能上區(qū)分主要有變壓器和電感器2種。特殊元件完成的功能另外討論。變壓器完成的功能有3個(gè)：功率傳送、電壓變換和絕緣隔離。電感器完成功能有2個(gè)：功率傳送和紋波抑制。

功率傳送有2種方式。第一種是變壓器傳送方式，即外加在變壓器原繞組上的交變電壓，在磁芯中產(chǎn)生磁通變化，使副繞組感應(yīng)電壓，加在負(fù)載上，從而使電功率從原邊傳送到副邊。傳送功率的大小決定于感應(yīng)電壓，也就是決定于單位時(shí)間內(nèi)的磁通密度變量ΔB。ΔB與磁導(dǎo)率無(wú)關(guān)，而與飽和磁通密度Bs和剩余磁通密度Br有關(guān)。從飽和磁通密度來(lái)看，各種軟磁材料的Bs從大到小的順序?yàn)椋鸿F鈷合金為2.3～2.4T，硅鋼為1.75～2.2T，鐵基非晶合金為1.25～1.75T，鐵基微晶納米晶合金為1.1～1.5T，鐵硅鋁合金為1.0～1.6T，高磁導(dǎo)鐵鎳坡莫合金為0.8～1.6T，鈷基非晶合金為0.5～1.4T，鐵鋁合金為0.7～1.3T，鐵鎳基非晶合金為0.4～0.7T，錳鋅鐵氧體為0.3～0.7T。作為電子變壓器的磁芯用材料，硅鋼和鐵基非晶合金占優(yōu)勢(shì)，而錳鋅鐵氧體處于劣勢(shì)。

功率傳送的第二種是電感器傳送方式，即輸入給電感器繞組的電能，使磁芯激磁，變?yōu)榇拍軆?chǔ)存起來(lái)，然后通過(guò)去磁變成電能釋放給負(fù)載。傳送功率的大小決定于電感器磁芯的儲(chǔ)能，也就是決定于電感器的電感量。電感量不直接與飽和磁通密度有關(guān)，而與磁導(dǎo)率有關(guān)，磁導(dǎo)率高，電感量大，儲(chǔ)能多，傳送功率大。各種軟磁材料的磁導(dǎo)率從大到小順序?yàn)椋篘i80坡莫合金為（1.2～3）×106，鈷基非晶合金為（1～1.5）×106，鐵基微晶納米晶合金為（5～8）×105，鐵基非晶合金為（2～5）×105，Ni50坡莫合金為（1～3）×105，硅鋼為（2～9）×104，錳鋅鐵氧體為（1～3）×104。作為電感器的磁芯用材料，Ni80坡莫合金、鈷基非晶合金、鐵基微晶納米晶合金占優(yōu)勢(shì)，硅鋼和錳鋅鐵氧體處于劣勢(shì)。

傳送功率大小，還與單位時(shí)間內(nèi)的傳送次數(shù)有關(guān)，即與電子變壓器的工作頻率有關(guān)。工作頻率越高，在同樣尺寸的磁芯和線圈參數(shù)下，傳送的功率越大。

電壓變換通過(guò)變壓器原繞組和副繞組匝數(shù)比來(lái)完成，不管功率傳送大小如何，原邊和副邊的電壓變換比等于原繞組和副繞組匝數(shù)比。

絕緣隔離通過(guò)變壓器原繞組和副繞組的絕緣結(jié)構(gòu)來(lái)完成。絕緣結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，與外加和變換的電壓大小有關(guān)，電壓越高，絕緣結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。

紋波抑制通過(guò)電感器的自感電勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。只要通過(guò)電感器的電流發(fā)生變化，線圈在磁芯中產(chǎn)生的磁通也會(huì)發(fā)生變化，使電感器的線圈兩端出現(xiàn)自感電勢(shì)，其方向與外加電壓方向相反，從而阻止電流的變化。紋波的變化頻率比基頻高，電流紋波的電流頻率比基頻大，因此，更能被電感器產(chǎn)生的自感電勢(shì)抑制。

電感器對(duì)紋波抑制的能力，決定于自感電勢(shì)的大小，也就是電感量大小，與磁芯的磁導(dǎo)率有關(guān)，Ni80坡莫合金、鈷基非晶合金、鐵基微晶納米晶合金磁導(dǎo)率大，處于優(yōu)勢(shì)，硅鋼和錳鋅鐵氧體磁導(dǎo)率小，處于劣勢(shì)。

2.3 提高效率

提高效率是對(duì)電源和電子變壓器的普遍要求。雖然，從單個(gè)電子變壓器來(lái)看，損耗不大。例如，100VA電源變壓器，效率為98％時(shí)，損耗只有2W并不多。但是成十萬(wàn)個(gè)、成百萬(wàn)個(gè)電源變壓器，總損耗可能達(dá)到上十萬(wàn)W，甚至上百萬(wàn)W。還有，許多電源變壓器一直長(zhǎng)期運(yùn)行，年總損耗相當(dāng)可觀，有可能達(dá)到上千萬(wàn)kW·h。顯然，提高電子變壓器的效率，可以節(jié)約電力。節(jié)約電力后，可以少建發(fā)電站。少建發(fā)電站后，可以少消耗煤和石油，可以少排放CO2，SO2，NOx，廢氣，污水，煙塵和灰渣，減少對(duì)環(huán)境的污染。既具有節(jié)約能源，又具有保護(hù)環(huán)境的雙重社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。因此，提高效率是對(duì)電子變壓器的一個(gè)主要要求。

電子變壓器的損耗包括磁芯損耗（鐵損）和線圈損耗（銅損）。鐵損只要電子變壓器投入工作，一直存在，是電子變壓器損耗的主要部分。因此，根據(jù)鐵損選擇磁芯材料，是電子變壓器設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，鐵損也成為評(píng)價(jià)軟磁材料的一個(gè)主要參數(shù)。鐵損與電子變壓器磁芯的工作磁通密度和工作頻率有關(guān)，在介紹軟磁材料的鐵損時(shí)，必須說(shuō)明是在什么工作磁通密度下和什么工作頻率下的損耗。例如，P0.5/400，表示在工作磁通密度0.5T和工作頻率400Hz下的鐵損。P0.1/100k表示在工作磁通密度0.1T和工作頻率100kHz下的鐵損。

軟磁材料包括磁滯損耗、渦流損耗和剩余損耗。渦流損耗又與材料的電阻率ρ成反比。ρ越大，渦流損耗越小。各種軟磁材料的ρ從大到小的順序?yàn)椋哄i鋅鐵氧體為108～109μΩ·cm，鐵鎳基非晶合金為150～180μΩ·cm，鐵基非晶合金為130～150μΩ·cm，鈷基非晶合金為120～140μΩ·cm，高磁導(dǎo)坡莫合金為40～80μΩ·cm，鐵硅鋁合金為40～60μΩ·cm，鐵鋁合金為30～60μΩ·cm，硅鋼為40～50μΩ·cm，鐵鈷合金為20～40μΩ·cm。

因此，錳鋅鐵氧體的ρ比金屬軟磁材料高106～107倍，在高頻中渦流小，應(yīng)用占優(yōu)勢(shì)。但是當(dāng)工作頻率超過(guò)一定值以后，錳鋅鐵氧體磁性顆粒之內(nèi)的絕緣體被擊穿和熔化，ρ變得相當(dāng)小，損耗迅速上升到很高水平，這個(gè)工作頻率就是錳鋅鐵氧體的極限工作頻率。

金屬軟磁材料厚度變薄，也可以降低渦流損耗。根據(jù)現(xiàn)有的電子變壓器使用金屬軟磁材料帶材的經(jīng)驗(yàn)，工作頻率和帶材厚度的關(guān)系為：工頻50～60Hz用0.50～0.23mm（500～230μm），中頻400Hz至1kHz用0.20～0.08mm（200～80μm），1kHz至20kHz用0.10～0.025mm（100～25μm），中高頻20kHz至100kHz用0.05～0.015mm（50～15μm），高頻100kHz至1MHz用0.02～0.005mm（20～5μm），1MHz以上，厚度小于5μm。金屬軟磁材料帶材只要降到一定厚度，渦流損耗可顯著減少。不論是硅鋼、坡莫合金，還是鈷基非晶合金和微晶納米晶合金都可以在中、高頻電子變壓器中使用，和錳鋅鐵氧體競(jìng)爭(zhēng)。

2.4 降低成本

降低成本是對(duì)電子變壓器的一個(gè)主要要求，有時(shí)甚至是決定性的要求。電子變壓器作為一種商品和其他商品一樣，都面臨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。競(jìng)爭(zhēng)的內(nèi)容包括性能和成本兩個(gè)方面，缺一不可。不注意成本，往往會(huì)在競(jìng)爭(zhēng)中被淘汰。

電子變壓器的成本包括材料成本、制造成本和管理成本。降低成本要從這三個(gè)方面來(lái)考慮。

軟磁材料成本在電子變壓器的材料成本中占有相當(dāng)大的比例。根據(jù)現(xiàn)行的市場(chǎng)價(jià)格，每kg重量的軟磁材料的價(jià)格從小到大的順序是：錳鋅軟磁鐵氧體，硅鋼，鐵基非晶合金，Ni50坡莫合金，鈷基非晶合金，Ni80坡莫合金。錳鋅鐵氧體在中高頻范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用，硅鋼在工頻范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用，最主要的原因之一就是價(jià)格便宜。

制造成本與設(shè)計(jì)和工藝有關(guān)。電子變壓器所用的磁芯、線圈和總體結(jié)構(gòu)的加工和裝配工藝是復(fù)雜還是簡(jiǎn)單？需要人工占的比例多大？是否需要工模具？質(zhì)量控制中需要檢測(cè)的工序和參數(shù)有多少？要用什么檢測(cè)儀器和設(shè)備？這些都是降低制造成本時(shí)要考慮的問(wèn)題。

管理成本一般約占材料和制造成本之和的30％左右。如果管理得好，充分利用人力和財(cái)力，有可能降到20％左右。充分利用人力，是指工時(shí)利用率要高，減少管理人員和工人比例等等。充分利用財(cái)力，是指縮短生產(chǎn)周期，減少庫(kù)存，加快資金流轉(zhuǎn)等等。

所以，一個(gè)好的電子變壓器設(shè)計(jì)者，除了要了解電子變壓器的理論和設(shè)計(jì)方法而外，還要了解各種軟磁材料，電磁線，絕緣材料的性能和價(jià)格；還要了解磁芯加工和熱處理工藝，線圈繞制和絕緣處理工藝和結(jié)構(gòu)組裝工藝；還要了解實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制的檢測(cè)參數(shù)和儀器設(shè)備；還要了解生產(chǎn)管理的基本知識(shí)以及電子變壓器的市場(chǎng)動(dòng)態(tài)等等。只有知識(shí)全面的設(shè)計(jì)者，才能設(shè)計(jì)出性能好，價(jià)格低的電子變壓器。

3 新軟磁材料在電子變壓器中的應(yīng)用

電子變壓器中的軟磁材料，根據(jù)上面的分析，在工頻及中頻范圍內(nèi)主要采用硅鋼，在高頻范圍內(nèi)主要采用軟磁鐵氧體。現(xiàn)在硅鋼遇到非晶納米晶合金的挑戰(zhàn)，軟磁鐵氧體既遇到非晶納米晶合金的挑戰(zhàn)，又遇到軟磁復(fù)合材料的競(jìng)爭(zhēng)。在挑戰(zhàn)和競(jìng)爭(zhēng)中，不但使新軟磁材料迅速發(fā)展，也使硅鋼和軟磁鐵氧體得到發(fā)展。新發(fā)展起來(lái)的軟磁材料在電子變壓器中的應(yīng)用，使電子變壓器的性能提高，成本下降。而且也使電源技術(shù)在向短、小、輕、薄的變革中遇到的難點(diǎn)——磁性元件小型化問(wèn)題逐步得到解決。

下面分別介紹硅鋼，軟磁鐵氧體，非晶納米晶合金，軟磁復(fù)合材料在電子變壓器中應(yīng)用的一些新進(jìn)展。這里不介紹薄膜軟磁材料，它是用于1MHz以上的，高頻小型電子變壓器的新一代軟磁材料，留待以后專文介紹。

3.1 硅鋼

電源技術(shù)中的工頻電子變壓器大量使用3％取向硅鋼，現(xiàn)在厚度普遍從0.35mm減到0.27mm或0.23mm。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的23Q110的0.23mm厚，3％取向硅鋼，飽和磁通密度Bs為1.8T，其P1.7/50為1.10W/kg；27QG095的0.27mm厚，3％Hi?B取向硅鋼，Bs為1.89T，P1.7/50為0.95W/kg。日本生產(chǎn)的0.23mm厚，3％取向硅鋼Bs為1.85T，P1.7/50為0.85W/kg。與國(guó)內(nèi)產(chǎn)品相差不多。但是0.23mm厚的3％取向硅鋼經(jīng)過(guò)特殊處理，即用電解法將表面拋光至鏡面，再涂張力涂層，最后細(xì)化磁疇，可以使P1.7/50下降到0.45W/kg。同時(shí)，對(duì)要求損耗低的電子變壓器，日本還進(jìn)一步把厚度減薄到0.15mm，經(jīng)過(guò)特殊處理，可以使P1.3/50下降到0.082～0.11W/kg和鐵基非晶合金水平基本相當(dāng)。

日本還用溫度梯度爐高溫退火新工藝，使0.15mm厚，3％取向硅鋼的Bs達(dá)到1.95～2.0T，經(jīng)過(guò)特殊處理，使P1.3/50為0.15W/kg，P1.7/50為0.35W/kg。采用三次再結(jié)晶新工藝，制成更薄的硅鋼，Bs為2.03T，P1.3/50為0.19W/kg（0.075mm厚），0.17W/kg(0.071mm厚)和0.13W/kg0.032mm厚）。

電源裝置中的中頻（400Hz至10kHz）電子變壓器，除了使用0.20～0.08mm厚，3％取向硅鋼外，日本已采用6.5％無(wú)取向硅鋼。6.5％硅鋼，磁致伸縮近似為零，可制成低噪聲電子變壓器，磁導(dǎo)率為16000～25000。ρ比3％硅鋼高一倍，中頻損耗低，例如：0.10mm厚的6.5％無(wú)取向硅鋼P(yáng)1/50為0.6W/kg，P1/400為6.1W/kg，P0.5/1K為5.2W/kg，P0.1/10k為8.2W/kg，Bs為1.25T。采用溫軋法可以生產(chǎn)6.5％取向硅鋼，Bs提高到1.62～1.67T。0.23mm厚的6.5％取向硅鋼P(yáng)1/50為0.25W/kg。日本已用6.5％硅鋼制成1kHz音頻變壓器，在1.0T時(shí)，噪聲比3％取向硅鋼下降21dB，鐵損下降40％，還用6.5％硅鋼取代3％取向硅鋼用于8kHz電焊機(jī)中，鐵芯重量從7.5kg減少到3kg。6.5％硅鋼國(guó)內(nèi)已進(jìn)行小批量生產(chǎn)。

與研制6.5％硅鋼的同時(shí)，日本還開發(fā)了硅含量呈梯度分布的硅鋼。

1）中高頻低損耗梯度硅鋼，表層硅含量6.5％，電阻率高，磁導(dǎo)率高，磁通集中在表面，渦流也集中表面，損耗小。內(nèi)部硅含量低于6.5％?？偟膿p耗低于6.5％硅鋼。例如：0.20mm厚的6.5％硅鋼的P0.1/10k為16W/kg，梯度硅鋼為13W/kg；P0.05/20k6.5％硅鋼為14W/kg，梯度硅鋼為9W/kg。由于總的硅平均含量低于6.5％，Bs比6.5％硅鋼高，可達(dá)1.90T。延伸性即加工性也比6.5％硅鋼好。已經(jīng)用這種梯度硅鋼制成家用電器逆變器用電感器，由于Bs高，損耗低，既體積小，又發(fā)熱少。

2）低剩磁梯度硅鋼，表層硅含量高，磁致伸縮小，中心層硅含量低，磁致伸縮大。表層與中心層存在的磁致伸縮差而引發(fā)應(yīng)力。出現(xiàn)的彈性能導(dǎo)致剩磁低，一般飽和磁通密度Bs為1.96T，剩磁Br為0.34T。ΔB=Bm－Br超過(guò)1.0T（Bm為工作磁通密度）。損耗也低，P1.2/50為1.27W/kg?？梢杂糜诿}沖變壓器，單方向磁通變化電源變壓器等。作為電源變壓器鐵芯時(shí)，還可以抑制合閘時(shí)的突發(fā)電流浪涌。

最近報(bào)導(dǎo)，日本開發(fā)出用于中高頻電子變壓器的硅鋼新品種——添加鉻（Cr）的硅鋼。在4.5％硅鋼中，添加4％鉻，電阻率可達(dá)82μΩ·cm，而一般3％取向硅鋼電阻率為44μΩ·cm，牌號(hào)為“HiFreqs”。0.1mm厚添加鉻的硅鋼損耗低，P0.2/5k為20.5W/kg，P0.1/10k為10W/kg，P0.05/20k為5W/kg；延伸性即加工性好，與3％硅鋼一樣，可以進(jìn)行沖剪，鉚固加工；耐腐蝕性好，在鹽水和濕氣中，不涂層也不腐蝕。已用這種添加鉻的硅鋼制成25kHz開關(guān)電源用濾波電感器，鐵芯損耗為22W/kg，比6.5％硅鋼（36W/kg）和鐵基非晶合金（29W/kg）小。還用它制成70kHz感應(yīng)加熱裝置的電子變壓器，比0.1mm厚3％取向硅鋼發(fā)熱顯著減少，壽命延長(zhǎng)4倍以上。

電源變壓器范文第2篇

關(guān)鍵詞：變壓器；大容量；高電壓；絕緣

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.184

0 前言

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展要求機(jī)電行業(yè)適時(shí)的轉(zhuǎn)變發(fā)展模式，摒棄不合時(shí)宜的高能源生產(chǎn)模式以順應(yīng)時(shí)展的要求[1]。在此背景下，絕緣技術(shù)從理論到具體的機(jī)電絕緣結(jié)構(gòu)均得到了較大的發(fā)展與進(jìn)步。絕緣技術(shù)的改進(jìn)降低了火電投資比例，有助于低投入高效益的生產(chǎn)。其中，過(guò)電壓與絕緣技術(shù)、防護(hù)技術(shù)、測(cè)試技術(shù)、絕緣結(jié)構(gòu)、高電壓和絕緣理論是研究高電壓絕緣技術(shù)的主要內(nèi)容。

1 絕緣材料分析

（1）絕緣膠材料。變壓器使用的絕緣膠種類很多，具體包括環(huán)氧樹脂膠、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯醇、酚醛樹脂、聚醋酸乙烯酯等。

（2）電工用塑料材料。填料、合成樹脂、各種添加劑組成了電工用塑料材料，這種材料主要呈纖維狀、粒狀或粉末狀，能夠當(dāng)作電纜電線絕緣保護(hù)材料使用。在一定的壓力與溫度條件下加工后可得電工設(shè)備絕緣零部件，且形狀與規(guī)格多樣[2]。塑料中的主要構(gòu)成是合成樹脂，合成樹脂對(duì)塑料制品基本特性有決定性的作用。塑料可分為兩種類型，熱塑性塑料與熱固性塑料，分類依據(jù)為樹脂類型的不同。在熱塑性塑料中，樹脂分子的線型結(jié)構(gòu)不會(huì)受熱擠與熱壓影響，不會(huì)出現(xiàn)明顯的化學(xué)、物理性質(zhì)變化，可溶性依然良好。而熱固性塑料則不同，樹脂分子受熱壓影響會(huì)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，得出不熔、不溶的固體。因此，熱塑性塑料具有反復(fù)多次成型的特征。

（3）絕緣漆管材料。玻璃纖維與面紗是絕緣漆管的兩種底材，絕緣漆管的樹脂主要有硅橡膠漿、硅有機(jī)漆、改性聚氯乙烯樹脂、醇酸清漆、油性絕緣清漆幾種類型。

（4）氣體絕緣材料。氣體絕緣材料不但能夠絕緣，還能夠發(fā)揮保護(hù)、冷卻、滅弧等作用，因此，氣體絕緣材料在電氣設(shè)備的使用比較常見，甚至氣體在部分設(shè)備中屬于主絕緣材料。液體固體絕緣中普遍存在氣體空隙，只是不同絕緣中使用的量不同[3]。氣體需具備來(lái)源豐富、價(jià)格低廉、惰性、熱導(dǎo)率高、不燃、液化溫度低、絕緣強(qiáng)度高等特點(diǎn)才能用作絕緣材料，其中惰性指的是不會(huì)同共存材料反應(yīng)。

二氧化碳、氮?dú)?、空氣、六氟化硫及混合氣體等是氣體絕緣材料的主要類型。氣體電介質(zhì)使用最廣的是空氣，廉價(jià)、分布廣闊是空氣的特點(diǎn)，用作混合介質(zhì)的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在物理化學(xué)性能穩(wěn)定、擊穿后能自愈、液化溫度低等，因此，空氣絕緣介質(zhì)在斷路器中使用較多。但空氣中存在雜質(zhì)較多，其氧化作用會(huì)在接觸金屬材料時(shí)發(fā)生腐蝕反應(yīng)，而氮?dú)庠谶@方面的穩(wěn)定性比空氣更高，惰性且不會(huì)助燃，因此，在電氣設(shè)備中氣體電介質(zhì)常使用壓縮氮?dú)庾鳛椴牧?。六氟化硫擊穿?chǎng)強(qiáng)很高，屬于電負(fù)性氣體，其絕緣強(qiáng)度在0.2MPa氣體壓力下與絕緣油相當(dāng)。與空氣相比，六氟化硫在均勻電場(chǎng)中是其2.5倍，且滅弧能力是其數(shù)10倍，滅弧性能優(yōu)良。此外，純凈的六氟化硫耐熱性與穩(wěn)定性較好，無(wú)毒性，不會(huì)在500℃下分解，同鹵素、堿、酸、水、絕緣材料不會(huì)在150℃條件下作用。因六氟化硫有諸多優(yōu)點(diǎn)，在高壓電氣設(shè)備中的使用日益受到重視，使用越來(lái)越廣泛。超過(guò)兩種以上的氣體組成了混合氣體，純六氟化硫與六氟化硫混合氣體二者的電氣強(qiáng)度相比，后者更優(yōu)更明顯，且價(jià)格更為經(jīng)濟(jì)，其中被認(rèn)為有很大發(fā)展前景是六氟化硫與氮?dú)獾幕旌蠚怏w。

在放電電壓以下，氣體的絕緣電阻通常非常高，即使出現(xiàn)絕緣破壞也能自行恢復(fù)。其不足主要是絕緣屈服值較低，與固體相比較差。在電氣設(shè)備中氣體絕緣材料主要擔(dān)負(fù)著絕緣任務(wù)，適用于高頻、高壓絕緣，主要是因?yàn)檫@一材料具有小損耗、小介電常數(shù)以及小電導(dǎo)。

2 技術(shù)類型分析

（1）少膠粉云母脂環(huán)氧VPI絕緣技術(shù)。少膠粉云母脂環(huán)氧VPI絕緣實(shí)際作用的發(fā)揮需要輔助使用VB2645樹脂，并引進(jìn)專門TMEIC絕緣，這一技術(shù)類型成品的獲得需經(jīng)過(guò)稀釋、合成等操作，合成需有專門的工藝，成品獲得過(guò)程通常需要使用浸漬樹脂、固化劑。

（2）LD.F絕緣技術(shù)。這一絕緣技術(shù)有較多分類，主要得益于長(zhǎng)期的發(fā)展與完善，其中包括抵壓機(jī)電絕緣，以變頻電機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)等作為低壓機(jī)電絕緣的代表[4]。LD.F絕緣有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，如電氣性能好、穩(wěn)定性強(qiáng)、耐熱性強(qiáng)、絕緣厚度非常薄等，其優(yōu)勢(shì)已然得到了普遍的認(rèn)可，有助于降低安全隱患。LD.F絕緣工藝簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠安全，易于掌握，能夠?qū)崿F(xiàn)凈化生產(chǎn)與能源的節(jié)約，是對(duì)當(dāng)下無(wú)污染生產(chǎn)要求的積極貫徹，自然得到了大力的推廣與使用。在不斷的實(shí)踐與研究中，LD.F絕緣不斷的提升、不斷的創(chuàng)新，現(xiàn)階段其發(fā)展的方向?yàn)橄?kv和10kv減薄機(jī)緣厚度，理想的減薄厚度為1.0mm，而低于2.0mm 為10kv單邊絕緣的理想厚度?，F(xiàn)階段，雖LD.F絕緣的使用有較好的效果，但市場(chǎng)需求并不會(huì)停滯不前，因此仍需不斷的完善與發(fā)展，提高技術(shù)使用的適應(yīng)性。

（3）多膠模壓絕緣體技術(shù)。這一體系的主要構(gòu)成是通過(guò)多膠粉云母帶連續(xù)式繞包、模壓成型，在交流電機(jī)行業(yè)中推行，效果較好。雖多膠云母有諸多種類，但以環(huán)氧多膠粉云母帶使用最多，此外，VPI體系類型也較為常見。在我國(guó)，尤其是在機(jī)電制造業(yè)這一絕緣體非常受歡迎，國(guó)內(nèi)大多數(shù)公司都選擇使用這一絕緣體。在經(jīng)濟(jì)全球化影響下，技術(shù)合作交流增多，通過(guò)各國(guó)間的交流引進(jìn)了不少關(guān)聯(lián)技術(shù)，國(guó)內(nèi)的不少絕緣材料都是來(lái)自于國(guó)外公司。在技術(shù)更新日新月異的時(shí)代，新產(chǎn)品更新?lián)Q代非?？欤訪D-F絕緣體系為例，LD-F絕緣體系使用的材料是少膠單面補(bǔ)強(qiáng)高定量鱗片，這種材料比較稀有，此外，補(bǔ)強(qiáng)材料為聚酯薄膜材料與的玻璃纖維材料兩種。滲透性強(qiáng)、含量高是云母的優(yōu)點(diǎn)，固化樹脂效果較好，能有效防止流失，作為備選材料十分優(yōu)良。

3 結(jié)束語(yǔ)

單靠傳統(tǒng)的絕緣材料難以實(shí)現(xiàn)高壓大容量變壓器理想的穩(wěn)定與可靠狀、運(yùn)行，因此，需積極應(yīng)用新的絕緣技術(shù)與絕緣材料，加大研發(fā)力度與投入，不斷的提高絕緣技術(shù)水平，優(yōu)化絕緣體系性能，為高壓大容量變壓器運(yùn)行的穩(wěn)定與安全提供保障，更好的滿足生活生產(chǎn)的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉復(fù)林，韓延純.大型電力變壓器常見故障和狀態(tài)檢修要點(diǎn)[J].黑龍江科學(xué)，2015（03）：21+25.

[2]常非，趙麗平.高壓大容量五電平變換器在RPC中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2014（09）：40-45.

電源變壓器范文第3篇

2008年有一天，中原油田某110kV變電所控制室發(fā)出警鈴預(yù)告聲音，值班人員立即開展檢查，發(fā)現(xiàn)中央信號(hào)屏“6kV系統(tǒng)Ⅰ段接地”光字牌亮，相應(yīng)的三相電壓表顯示的一次電壓為UAN=3.17kV，UBN=4.29kV，UCN=4.22kV，并將這一情況報(bào)告了上級(jí)電力調(diào)度，調(diào)度員立即通知有關(guān)部門組織人員查找故障。

2故障查找

2.1 從6kV母線和出線方面查找

（1）把6kVⅠ段母線出線剩余負(fù)荷轉(zhuǎn)移到其他地方（發(fā)生“接地”故障前6kVⅠ段負(fù)荷已經(jīng)很小了，因此不必采用拉路選線法來(lái)查找接地線路），6kVⅠ段母線上只剩下631PT，用萬(wàn)用表測(cè)量631PT二次出口電壓（拔下二次保險(xiǎn)）為Uan=52V，Ubn=71V，Ucn=69.7V，開口三角電壓為ULN=19V，該電壓已達(dá)到了接地選線繼電器動(dòng)作值，從而發(fā)出了“6kV系統(tǒng)Ⅰ段接地”光字牌亮。

（2）對(duì)PT二次回路和631PT的一次回路進(jìn)行了檢查，除發(fā)現(xiàn)631PT一次側(cè)A相螺絲較松外，未發(fā)現(xiàn)其他情況，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，上述電壓情況未變；

（3）更換631PT和避雷器后測(cè)得631PT二次出口電壓為Uan=70V，Ubn=56V，Ucn=61kV，開口三角電壓為ULN=13.8V，對(duì)應(yīng)的三相電壓表顯示的一次電壓為UAN=4.2kV，UBN=3.4kV，UCN=3.62kV，一、二次測(cè)量數(shù)據(jù)非常吻合，只是與第一次測(cè)量情況有所不同，但電壓不平衡依然存在。

（4）利用高壓定相儀直接測(cè)量6kVⅠ段母線電壓，測(cè)得數(shù)據(jù)為UAN=3.09kV，UBN=4.12kV，UCN=4.03kV，接著把631PT刀閘拉開，退出631PT，如下圖所示，再用高壓定相儀直接測(cè)量6kVⅠ段母線電壓，其數(shù)據(jù)變?yōu)閁AN=4.1kV，UBN=3.46kV，UCN=3.53kV，再切開601開關(guān)單獨(dú)測(cè)量601過(guò)橋母線電壓，其數(shù)據(jù)為UAN=4.15kV，UBN=3.44kV，UCN=3.53kV，與不切開601開關(guān)所測(cè)數(shù)據(jù)相同，這樣可以判斷1號(hào)主變6kV出口電壓本身就存在不平衡現(xiàn)象。

2.2 從主變壓器上查找

（1）對(duì)主變壓器110kV側(cè)的母線電壓進(jìn)行測(cè)量，其二次電壓在101.1V-101.4V間，數(shù)據(jù)相當(dāng)平衡。

（2）對(duì)1號(hào)主變110kV側(cè)進(jìn)行有載調(diào)壓，其6kV三相電壓同時(shí)下降或同時(shí)上升，不平衡情況未見變化。

（3）對(duì)1號(hào)主變進(jìn)行全部項(xiàng)目的電氣試驗(yàn)，包括主變有關(guān)檔位的直流電阻、變比、主變介損、泄露、絕緣電阻等以及6kV過(guò)橋母線耐壓、絕緣和6kV側(cè)避雷器試驗(yàn)，上述試驗(yàn)項(xiàng)目全部合格。

（4）在1號(hào)主變和2號(hào)主變的35kV側(cè)上分別投退35kV消弧線圈，結(jié)過(guò)在投入35kV消弧線圈時(shí)，1號(hào)主變6kV側(cè)B電壓相較高；在切開35kV消弧線圈時(shí)，1號(hào)主變6kV側(cè)A電壓相較高，不平衡情況依然未改變。

電源變壓器范文第4篇

1 傳統(tǒng)變壓器鐵心存在的缺點(diǎn)

各種傳統(tǒng)變壓器雖然用途、電壓等級(jí)和容量不同，但它們的基本結(jié)構(gòu)是一樣的，即都是由鐵心和繞組組成。鐵心結(jié)構(gòu)分疊片式和卷繞式兩類，并且有多種形狀。傳統(tǒng)變壓器鐵心各有其優(yōu)點(diǎn)，但不同類型的鐵心也各有其不足之處。例如，如圖1所示的EI型鐵心，磁路呈矩形，在E型和I型鐵心結(jié)合處必然會(huì)出現(xiàn)氣隙，這會(huì)使磁阻變大，激勵(lì)安匝數(shù)和損耗增加。這種鐵心的磁感應(yīng)分布不均勻，在a處的磁感應(yīng)較大；在b處的磁感應(yīng)較小，不能充分利用鐵心材料的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。EI型鐵心的線圈截面積也為矩形，因此漏感較大，使變壓器特性變劣。后來(lái)出現(xiàn)的C型鐵心采用冷軋硅鋼帶卷繞而成，磁感應(yīng)方向和晶粒取向與軋制方向一致。在制造鐵心時(shí)，先將硅鋼帶繞成矩形并黏接為一個(gè)整體，再切割成兩半，兩個(gè)接合面經(jīng)過(guò)研磨，可以保證裝配時(shí)的氣隙很小，如圖2所示。但是，盡管C型鐵心氣隙很小，由于磁路仍為矩形，內(nèi)角處（類似圖1中的a處角）的磁感應(yīng)強(qiáng)度仍較大，線圈同樣有較大的漏感。環(huán)形鐵心由鋼帶卷制成圓形，沒(méi)有氣隙，磁路設(shè)計(jì)比較合理（見圖3）。但是，環(huán)形鐵心的線圈繞制工藝比較復(fù)雜，特別是粗導(dǎo)線的繞制更加困難，有時(shí)不得不用多股細(xì)絕緣導(dǎo)線并聯(lián)。

R型電子變壓器是R型變壓器的一個(gè)重要的代表性產(chǎn)品。為使讀者對(duì)R型電子變壓器有更好的理解，這里有必要介紹一下傳統(tǒng)電子變壓器鐵心的制造工藝。目前絕大多數(shù)電子變壓器多采用疊片式鐵心結(jié)構(gòu)，三相鐵心材料是厚度約為0.3mm的冷軋取向型硅鋼卷料；將其縱向剪切成一定寬度的帶料后，再橫向切成一定長(zhǎng)度的條料（其中用作鐵軛的條料還須沖裁缺口），然后拼疊出三相鐵心。這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的鐵心橫截面不易夾緊，占空系數(shù)約為0.9，在每相磁路中有多個(gè)氣隙，鐵心加工和組裝后一般不退火，導(dǎo)致空載損耗和運(yùn)行噪聲均較大。為了提高鐵心的性能，需要采用分級(jí)卷繞不切割階梯形截面卷繞鐵心，并進(jìn)行退火處理。采用這種卷繞鐵心的電力變壓器的空載損耗和噪聲等指標(biāo)比采用疊片式鐵心的變壓器有一定提高，但其截面占空系數(shù)也只有0.9左右，并且不僅浪費(fèi)大量銅材，負(fù)載損耗也增大。欲提高占空系數(shù)，必須增加階梯的數(shù)目，這勢(shì)必增加生產(chǎn)加工的難度。一般情況下，鐵心級(jí)數(shù)為5階左右（最多達(dá)7階）。

2 R型變壓器的結(jié)構(gòu)與加工工藝

R型變壓器鐵心的制造方法和加工工藝與傳統(tǒng)變壓器鐵心有很大的區(qū)別。R型變壓器屬于卷繞式鐵心變壓器，其鐵心制備使用曲線型硅鋼帶開料機(jī)進(jìn)行加工開料。開料機(jī)是關(guān)鍵性設(shè)備，它由計(jì)算機(jī)控制。根據(jù)R型變壓器的設(shè)計(jì)要求，在開料機(jī)控制計(jì)算機(jī)程序中設(shè)置加工參數(shù)后，進(jìn)行自動(dòng)程序控制，裁剪出符合設(shè)計(jì)要求的帶料。

R型鐵心硅鋼帶的開料原理可把R型鐵心理解為由一層接一層的不同寬度的硅鋼帶卷繞而成。開料機(jī)工作流程和R型鐵心硅鋼帶展開圖如圖4所示。

由計(jì)算機(jī)模擬出的一根兩頭窄中間寬的曲線形硅鋼帶如圖5所示。圖6所示為單相R型鐵心外形及其圓形橫截面。

圖7所示為三相R型電力變壓器鐵心及產(chǎn)品外觀。

R型鐵心卷繞機(jī)可以采用階梯形鐵心卷繞機(jī)，但必須在卷繞機(jī)之前附加一套曲線形硅鋼帶中心導(dǎo)向裝置。圖8所示為R型鐵心卷繞示意。目前有些R型鐵心卷繞機(jī)是在C型鐵心卷繞機(jī)基礎(chǔ)上開發(fā)的。

R型變壓器繞線機(jī)采用階梯型鐵心變壓器的繞線機(jī)，同樣是以三點(diǎn)定位原理將線包的紙筒安裝在R型鐵心柱上，如圖9所示。當(dāng)主動(dòng)輪帶動(dòng)紙筒以鐵心柱為軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，銅線就隨紙筒繞制在線包上。

3 R型變壓器的優(yōu)勢(shì)

R型變壓器的卷繞式鐵心磁路封閉，與橫截面一樣近似圓形，線圈截面也為圓形，磁場(chǎng)分布均勻，能減小磁阻，截面的占空系數(shù)達(dá)到0.99。R型鐵心漏磁一般只有EI型鐵心的10%。在相同橫截面積時(shí)，R型鐵心比階梯形鐵心的周長(zhǎng)減小4%~6%，可節(jié)省銅材3%~4%。在重量方面，R型鐵心比相同截面積的疊片式心輕5%~7%，空載損耗和噪聲都得到降低。如果R型鐵心采用鐵損僅為硅鋼片25%的非晶軟磁合金時(shí)，性能還會(huì)進(jìn)一步提高。

上海某公司于1998年開發(fā)的R型S11-M-630/10變壓器與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)系列的疊片式S9-630/10變壓器技術(shù)性能比較見表1。

R型(S11)電子變壓器在短路阻抗電壓、負(fù)載損耗等指標(biāo)與疊片型(S9)系列變壓器相同的情況下，空載損耗可降低30%以上，空載激勵(lì)電流降低70%，噪聲降低8dB以上，并且諧波明顯減小。

變壓器運(yùn)行一年的電費(fèi)可按下式計(jì)算

Cy=8600×[P0+(0.05I0%SN)/100]

+2200×[PK+(0.05UK%SN)/100]×0.6

式中：Cy――變壓器運(yùn)行一年耗電費(fèi)用，元；

P0――空載損耗，kW；

PK――負(fù)載損耗，kW；

SN――額定容量，kVA；

I0%――空載電流百分?jǐn)?shù)；

UK%――短路阻抗百分?jǐn)?shù)；

8600、2200――變壓器全年空載、等效滿載小時(shí)數(shù)(負(fù)載系數(shù)相當(dāng)于0.25)，h；

0.6――電價(jià)，元/kWh。

對(duì)不同容量的R型變壓器進(jìn)行測(cè)算，每年節(jié)省的電費(fèi)如圖10所示。一臺(tái)630kVA的R型電力變壓器，與同等功率的疊片型S9系列變壓器相比，每年可以節(jié)約電費(fèi)1500元。

4 R型變壓器的應(yīng)用

在20世紀(jì)80年代末90年代初，進(jìn)口一臺(tái)日本產(chǎn)R型鐵心硅鋼帶開料機(jī)需要花費(fèi)50萬(wàn)美元，進(jìn)口一臺(tái)電子變壓器繞線機(jī)也要3萬(wàn)美元。我國(guó)一部分科技人員從20世紀(jì)90年代初開始，就致力于R型變壓器生產(chǎn)設(shè)備和R型變壓器的開發(fā)。經(jīng)過(guò)近十年的吸收、消化，國(guó)內(nèi)變壓器界完全掌握了R型變壓器材料、鐵心和變壓器的工藝技術(shù)以及相關(guān)設(shè)備制造技術(shù)。國(guó)產(chǎn)R型電子變壓器已在國(guó)家電力系統(tǒng)“兩網(wǎng)”改造中獲得了應(yīng)用。

R型變壓器與同容量的傳統(tǒng)變壓器相比盡管價(jià)位較高，但在一些重要和要求嚴(yán)格的場(chǎng)合正逐步取代傳統(tǒng)變壓器。其具體的應(yīng)用領(lǐng)域有：

(1) 瞬間輸出功率大和對(duì)體積、溫升都有要求的設(shè)備，如復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)等。

(2) 對(duì)外界電磁干擾有嚴(yán)格要求同時(shí)又要求薄型化得整機(jī)，如電視機(jī)設(shè)備、通信設(shè)備及顯示器等。

(3) 要求動(dòng)態(tài)范圍大、總諧波失真加噪聲(THD+N)低、瞬態(tài)響應(yīng)能力強(qiáng)的高檔音響設(shè)備。

電源變壓器范文第5篇

關(guān)鍵詞：配電變壓器；燒毀；原因；對(duì)策

前言：變壓器，作為整個(gè)電力系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行中的一個(gè)重要設(shè)備，其能否處于一種安全、高校的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)于保證整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行來(lái)說(shuō)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。然而，就變壓器這一特殊設(shè)施來(lái)說(shuō)，其由于是處于一種露天的環(huán)境之下，而且長(zhǎng)期無(wú)人照料，這樣的外部缺陷就必然容易導(dǎo)致其發(fā)生各類故障。無(wú)論是三相負(fù)荷不平衡、負(fù)荷過(guò)大，還是整體電路短路，還是受到包括雷擊在內(nèi)的自然災(zāi)害的影響，其都會(huì)在一定程度上導(dǎo)致包括燒毀、罷工以及停止工作等多方面問(wèn)題的發(fā)生。不過(guò)，凡事事出必有因，這些問(wèn)題在暴露的同時(shí)，實(shí)際上也為我們進(jìn)行相關(guān)對(duì)策的制定指明了一個(gè)方向，即分門別類、各個(gè)擊破。但是這個(gè)方向需要我們廣大電力施工人員加強(qiáng)對(duì)其各方面認(rèn)識(shí)。

一、配電變壓器燒毀的常見原因

配電變壓器燒毀，是整個(gè)電力輸配電系統(tǒng)中常見的問(wèn)題，但是我們應(yīng)該注意到，這些問(wèn)題的發(fā)生，實(shí)際上是事出有因的，也就是說(shuō)，我們可以找出其具體原因。總的來(lái)說(shuō)，其主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1、三相負(fù)荷不平衡燃燒損壞

在電網(wǎng)中，三相負(fù)荷不平衡，將導(dǎo)致三相電流的不對(duì)稱，零線里會(huì)產(chǎn)生零序電流，零序電流形成的零序磁通在配電變壓器繞組里感應(yīng)出零序電勢(shì)，讓中性點(diǎn)電位產(chǎn)生位置移動(dòng)。電流較大的一相過(guò)負(fù)荷，讓繞組絕緣損毀，然而較小的一相卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)額定電流，妨礙了變壓設(shè)備的發(fā)力。

2、過(guò)負(fù)荷燃燒損壞

負(fù)荷每逢過(guò)年、農(nóng)忙與排灌用電時(shí)期，農(nóng)村配電設(shè)備常因過(guò)負(fù)荷燃燒損壞。盡管加強(qiáng)了管理，然而農(nóng)村用電負(fù)荷增迅猛，特別是“家電下鄉(xiāng)”等惠民政策的實(shí)施，農(nóng)民購(gòu)置家用電器的熱情高漲，用電負(fù)荷增長(zhǎng)較快。

3、短路故障燃燒損壞

不管是單相連地短路或者相間短路，因?yàn)榕潆娮儔浩鞯蛪豪@阻阻抗較小，均可以形成較大的短路電流。尤其是小范圍短路故障，短路電流數(shù)額能夠達(dá)到配電變壓器規(guī)定電流的20倍之上。較強(qiáng)的短路電流形成較大的電磁沖擊力量與熱能損毀配電變壓器，短路故障對(duì)于配電變壓器的損毀最高。目前導(dǎo)致短路故障的基本因素：一是外力破壞。樹干壓斷路線，大型貨車撞壞電線桿導(dǎo)致短路故障；二是對(duì)配變?cè)O(shè)備、低壓計(jì)量裝置的維護(hù)、維修不及時(shí)，導(dǎo)致短路故障。

4、雷擊過(guò)電壓燃燒損壞

在雷雨時(shí)節(jié)，雷電流的打擊經(jīng)常讓配電變壓器損毀，尤其是雷電很多的區(qū)域。根據(jù)計(jì)算配電變壓器受到雷擊損毀比率占據(jù)配電變壓器損毀總量的30%之上。當(dāng)配變受到雷擊的時(shí)候，將于變壓設(shè)備繞組中形成大于規(guī)定電壓幾十倍的較高電壓。要是配電變壓器的避雷設(shè)施無(wú)法合理地達(dá)到防護(hù)功用，雷擊會(huì)損毀變壓設(shè)備。

5、鐵磁諧振過(guò)電壓導(dǎo)致變壓設(shè)備燃燒損壞

鐵磁諧振過(guò)電壓能夠?qū)е伦儔涸O(shè)備里面絕緣擊破，也能夠?qū)е屡潆娮儔浩鞴芴组W絡(luò)。產(chǎn)生此種問(wèn)題的基本因素：一是配電網(wǎng)中引發(fā)諧波裝置變多，電焊機(jī)器、線路接頭、短路放電，還有網(wǎng)路電壓的振動(dòng)的引發(fā)，導(dǎo)致鐵磁諧振。二是配電變壓器維護(hù)清掃不及時(shí)。瓷絕緣泥油灰塵等具有導(dǎo)致諧振的因素。

二、配電變壓器燒毀的解決對(duì)策

當(dāng)然，在對(duì)配電變壓器發(fā)生燒毀的原因有了一定了解的基礎(chǔ)之上，我們接下來(lái)便可以對(duì)癥下藥，采用相關(guān)措施加以應(yīng)對(duì)，總的來(lái)說(shuō)，我們可以從以下幾個(gè)方面入手：

1、投運(yùn)前檢測(cè)

配電變壓器投運(yùn)前必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，油枕上的油位計(jì)是否完好，油位是否清晰且在與環(huán)境相符的油位線上。若過(guò)高，則在變壓器投入運(yùn)行帶負(fù)荷后，油溫上升，油膨脹很可能使油從油枕頂部的呼吸器連接管處溢出；若過(guò)低，則在冬季輕負(fù)荷或短時(shí)間內(nèi)停運(yùn)時(shí)，可能使油位下降至油位計(jì)看不到的位置。蓋板、套管、油位計(jì)、排油閥等處是否密封良好，有無(wú)滲油現(xiàn)象。若以上檢查全部合格，則先將變壓器空投（不帶負(fù)荷）。檢查電磁聲音有無(wú)異常，測(cè)量二次側(cè)電壓是否平衡。如平衡，說(shuō)明變壓器變比正常，無(wú)匝間短路，變壓器可以帶負(fù)荷正常運(yùn)行。

2、運(yùn)行中注意事項(xiàng)

在使用配電變壓器的過(guò)程中，一定要定期檢查三相電壓是否平衡，如嚴(yán)重失衡，應(yīng)及時(shí)采取措施調(diào)整。同時(shí)，應(yīng)經(jīng)常檢查變壓器的油位、油色，有無(wú)滲漏，發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)消除，避免分接開關(guān)、線圈因受潮而燒壞。定期清理配電變壓器上的污垢，檢查套管有無(wú)閃絡(luò)放電，接地是否良好，有無(wú)斷線、脫焊、斷裂現(xiàn)象，定期遙測(cè)接地電阻不大于4Ω，或者采取防污措施，安裝套管防污帽。合理選擇二次側(cè)導(dǎo)線的接線方式，如采用銅鋁過(guò)渡線夾或線板等。在接觸面上涂上導(dǎo)電膏，以增大接觸面積與導(dǎo)電能力，減少氧化發(fā)熱。

結(jié)語(yǔ)：經(jīng)過(guò)上文的分析和介紹，我們對(duì)配電變壓器燒毀的原因及常用對(duì)策等幾個(gè)方面的內(nèi)容有了一定的了解，從中我們可以深刻地認(rèn)識(shí)到，面臨著我國(guó)用電行業(yè)不斷發(fā)展以及其對(duì)電力用電需求不斷增多的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)，如何通過(guò)相應(yīng)措施的制定，將整個(gè)輸配電電電力系統(tǒng)的運(yùn)行水平置于一個(gè)很高的高度之上，顯得尤為必要和重要。事實(shí)上，就配電變壓器燒毀這一問(wèn)題來(lái)說(shuō)，其問(wèn)題的發(fā)生是必然的，是不可避免的，因?yàn)槠涫艿降陌ɡ讚粼趦?nèi)的自然災(zāi)害因素實(shí)際上是不可控的。但從另一個(gè)層面上來(lái)說(shuō)，其可控的因素方面就應(yīng)該得到很好地控制。因此，這也就意味著我們廣大電力工作施工人員，在進(jìn)行實(shí)際的電力系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，務(wù)必要將各類因素充分全面地考慮進(jìn)來(lái)。