变压器线圈的基本要求-.ppt

变压器线圈 基本要求、结构型式、结构特点 2.1 对变压器线圈的基本要求 线圈是构成变压器电路部分的核心，要保证变压器长期运行的可靠性，变压器的线圈必须满足以下三点基本要求。 2.1.1 电气强度 在变压器长期运行中，其绝缘必须能可靠地承受住以下四种电压的作用，即大气过电压、操作过电压、暂态过电压和长期工作电压。操作过电压与暂态过电压统称为内部过电压。 1)大气过电压 也叫雷电过电压。自然界的雷电一闪即逝，作用的时间很短，只有几至几十微秒，但电压很高，可达1000kv以上，电流也很大，大到100kA以上。如果雷电直接击在变压器上，变压器就会立即毁坏。因此，变压器是不能直接承受雷击的。 2)操作过电压 就是电力系统中正常操作中出现的过电压，如空载变压器的投入与切除运行等。这种过电压是一种衰减振荡波，持续时间较短。 3)暂态过电压 系统突然失去负载或单相故障接地、电弧接地、铁磁谐振等情况突然出现的过电压，通常可达额定电压的1.3~1.5倍，作用时间不足一秒至数十秒。 4) 长期工作电压， 变压器在长期工作电压作用下，其绝缘不得有游离现象，更不得有局部放电或击穿发生。因此，电压较高的线圈出头，引线直径不得过细，并有一定厚度的绝缘覆盖；线圈内外表面电力线集中的地方，尤其是高电压产品，往往都有隔板、角环，端部有静电板等。 匝绝缘 线圈的匝间也有一定的工作电压，导线的匝绝缘必须在工作电压下长期运行，不得有游离。导线匝绝缘的游离电压一般值如下表： 匝绝缘游离电压一般值（kv,有效值） 注意!!! 从确保安全运行角度出发，匝绝缘的长期过电压，建议至少应比表中值低10~15%。 2.1.2.耐热强度 线圈的耐热强度包含两方面： 其一，在长期工作电流产生的热作用下，线圈绝缘的使用寿命应不少于二十年； 其二，变压器在运行条件下，在任意线端发生突然短路，线圈应能承受住此电流所产生的热作用而无损伤。 2.1.2.1.线圈绝缘的使用寿命 根据长期使用的经验，由于变压器的电压较高、电场作用较强等因素，要保证变压器的使用寿命不低于20年，其所用绝缘材料的长期使用的极限温度，实际比上表的数值略低，例如油浸式变压器的绝缘（A级）长期使用的极限温度，根据经验应为98℃。 显然，绝缘长期运行的温度越低，绝缘老化慢，使用寿命长，相反，长期运行的温度高，绝缘老化快，使用寿命短。 绝缘材料的耐热分级  6度定则 (1)?当t=98℃时，使用寿命A=20年(正好是经济使用寿命)；A=20*298/6*2-98/6=20*20=20 (2)当t=104℃时，使用寿命A=10?年； A=20*298/6*2-104/6=20*2-1=10 (3)当t=92℃时，使用寿命A=40年。A=20*298/6*2-92/6=20*21=40 即，温度每升高（或降低）6℃,绝缘老化寿命降低一半（或提高一半），这被称为“6度定则”。 2.1.2.2.线圈的热稳定 变压器在运行中，由于事故、网络或变压器端子会发生突然短路，在线圈中会流过超过正常工作电流数倍至数十倍的短路电流，短时内线圈损耗加大，温度很快上升，即瞬变过热。这个温度可达250℃~300℃,这种瞬间温度是允许的，但作用时间不得超过国家标准规定。 2.1.2.3机械强度 根据电磁原理可知，放在磁场里的载流导体，在电流和磁场的作用下，会产生电动力。 正常情况下，线圈的电动力不大，但当变压器受到短路电流的冲击，其电流可为正常额定电流的数倍至数十倍。电动力与电流的平方成正比，因此线圈所受到的电动力可为正常运行时的数十至数百倍，甚至更高。 正常情况下，线圈的电动力不大，但是，如果线圈制造过程中，线段松动、导线弯曲、导线表面有裂纹、起皮、毛刺，导线焊接不好及导线绝缘破损等缺陷，由于电动力引起的长期振动，会使这些缺陷扩大，导线与导线之间长期互相摩擦致使绝缘损坏而放电，这就会造成正常运行中的线圈突然损坏。 线圈横向受力情况 当突发短路时，对外线圈来说，横向电动力使导线受拉应力。拉应力过大，导线被拉长，线圈直径扩大，发生永久变形，导线匝绝缘也同时被拉长，最后以致匝绝缘破裂，形成匝间短路，将线圈烧坏。 对内线圈来说，横向电动力使导线受压应力。内线圈内壁是由撑条支撑的，压应力过大，两撑条间的导线作为受压力的梁因弯矩过大而发生永久变形。 线圈横向受力情况 线圈纵向受力情况 沿圆周由T形垫块支撑的饼式线圈，纵向电动力过大时，而垫块间的导线作为受力的梁，因弯矩过大而产生永久变形。 纵向电动力还可以使线圈纵向位移，如一个线