油浸式變壓器是一種以油作為主要絕緣和冷卻介質(zhì)的電力設(shè)備，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜且精密，由多個核心部件和輔助系統(tǒng)組成。以下是油浸式變壓器的主要組成部分及其功能詳解：

　　一、核心部件

　　鐵心

　　功能：構(gòu)成變壓器的磁路，將一次側(cè)的電能轉(zhuǎn)換為磁能，再通過電磁感應(yīng)傳遞到二次側(cè)。

　　結(jié)構(gòu)：由高導(dǎo)磁率的硅鋼片疊裝而成，硅鋼片表面涂有絕緣漆以減少渦流損耗。

　　特點：采用階梯形疊片結(jié)構(gòu)，減少接縫處的磁阻，提高效率。

　　繞組

　　功能：作為變壓器的電路，通過電磁感應(yīng)實現(xiàn)電壓變換。

　　結(jié)構(gòu)：

　　高壓繞組：通常采用多層圓筒式或分段式結(jié)構(gòu)，用絕緣紙包裹導(dǎo)線以增強絕緣性能。

　　低壓繞組：多采用螺旋式或連續(xù)式結(jié)構(gòu)，以承受大電流。

　　材料：銅或鋁導(dǎo)線，絕緣材料包括電纜紙、電話紙等。

　　絕緣油

　　功能：

　　絕緣：填充油箱內(nèi)部，隔絕繞組與空氣，防止氧化和濕氣侵入。

　　冷卻：通過循環(huán)流動將繞組和鐵心產(chǎn)生的熱量傳遞至散熱片或冷卻器。

　　特性：具有高擊穿電壓(≈40kV/2.5mm)、良好的熱傳導(dǎo)性和化學(xué)穩(wěn)定性。

　　油箱

　　功能：容納變壓器油和內(nèi)部組件，同時作為散熱表面。

　　結(jié)構(gòu)：

　　箱體：鋼板焊接而成，表面涂有防腐漆。

　　散熱片：增加散熱面積，提高散熱效率。

　　儲油柜(膨脹器)：補償油體積隨溫度的變化，防止油溢出或空氣進入。

　　防護等級：可達IP55，適應(yīng)戶外惡劣環(huán)境。

　　二、輔助系統(tǒng)

　　冷卻系統(tǒng)

　　自然冷卻(ONAN)：依靠油的自然對流和散熱片輻射散熱，適用于小容量變壓器。

　　強迫油循環(huán)冷卻(OFAF/OFWF)：

　　OFAF：油泵強制油循環(huán)，通過風(fēng)冷散熱器散熱。

　　OFWF：油泵強制油循環(huán)，通過水冷散熱器散熱。

　　適用場景：大容量變壓器(如≥50MVA)或高溫環(huán)境。

　　保護裝置

　　氣體繼電器(瓦斯繼電器)：檢測油箱內(nèi)部故障產(chǎn)生的氣體，觸發(fā)報警或跳閘。

　　壓力釋放閥：當油箱內(nèi)壓力過高時自動開啟，防止油箱爆炸。

　　溫度計：監(jiān)測油溫，防止過熱損壞絕緣。

　　油位計：顯示油位，防止油位過低導(dǎo)致絕緣失效。

　　出線裝置

　　高壓套管：將高壓繞組引出油箱，同時保持絕緣。

　　低壓套管：將低壓繞組引出油箱，通常采用瓷套管或復(fù)合套管。

　　中性點套管：用于接地或連接中性線。

　　分接開關(guān)

　　功能：調(diào)整繞組匝數(shù)比，實現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)。

　　類型：

　　無勵磁分接開關(guān)：需停電操作，適用于電壓調(diào)整頻率低的場景。

　　有載分接開關(guān)：可在帶負荷情況下調(diào)整電壓，適用于電壓波動頻繁的電網(wǎng)。

　　三、關(guān)鍵材料與技術(shù)

　　絕緣材料

　　固體絕緣：電纜紙、電話紙、 Nomex 紙等，用于繞組層間絕緣。

　　液體絕緣：礦物油、合成酯油(如 Midel 7131)，具有高擊穿電壓和環(huán)保性。

　　氣體絕緣：部分特殊變壓器采用 SF6 氣體作為絕緣介質(zhì)。

　　密封技術(shù)

　　油箱密封：采用橡膠密封圈或焊接工藝，防止油泄漏。

　　套管密封：使用 O 型圈或密封膠，確保高壓引出線的絕緣性能。

　　制造工藝

　　真空浸漬：將繞組浸入絕緣油中，排除氣泡，提高絕緣性能。

　　真空注油：在真空環(huán)境下向油箱內(nèi)注油，防止油中混入空氣和水分。

　　熱老化試驗：模擬長期運行條件，驗證絕緣材料的耐久性。

　　四、典型結(jié)構(gòu)示例

　　以一臺 110kV/10kV、容量為 40MVA 的油浸式變壓器為例：

　　鐵心：采用三相三柱式結(jié)構(gòu)，硅鋼片厚度為 0.3mm。

　　繞組：高壓繞組為分段式，低壓繞組為螺旋式，均采用銅導(dǎo)線。

　　冷卻系統(tǒng)：強迫油循環(huán)風(fēng)冷(OFAF)，配備 4 臺油泵和 6 組散熱片。

　　保護裝置：氣體繼電器、壓力釋放閥、雙金屬溫度計。

　　油箱：容量約 8m3，表面涂有環(huán)氧富鋅底漆和聚氨酯面漆。