电力变压器的结构组成是怎样的？

电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备。

好的，电力变压器的结构可以大致分为以下几个核心部分：

铁芯：
- 材料： 通常由0.23mm、0.27mm、0.3mm等厚度的冷轧硅钢片（晶粒取向）叠压而成。
- 功能：
  - 作为磁路的主干，构成闭合的低磁阻磁路，传导并集中磁通。
  - 为绕组提供支撑和机械强度。
- 结构： 通常呈口字型（双柱式）或日字型（三柱式）。
绕组：
- 材料： 由绝缘铜导线或铝导线绕制而成（绝缘材料如电缆纸、漆包线等）。
- 功能：
  - 高压绕组： 与高压电网连接，匝数多。
  - 低压绕组： 与低压电网连接，匝数少。
  - 当高压绕组通电时，产生交变磁场，在低压绕组中感应出电压，实现电能传递和电压变换（升压或降压）。
- 结构： 套装在铁芯柱上。两者在铁芯上的相对位置很重要：
  - 同心式： 最常见，低压绕组在内侧靠近铁芯，高压绕组在外侧。便于绝缘和散热处理。
  - 交叠式： 较少见，高低压绕组沿铁芯柱高度方向交替放置。机械强度好，但绝缘较复杂。
- 连接组： 绕组的接线方式（如Y形或Δ形）及其标号决定了变压器的相位关系（即连接组别，如Yyn0、Dyn11等）。
绝缘结构：
- 功能： 确保绕组与绕组之间、绕组与铁芯/油箱之间、不同相之间、引线之间都有可靠的电绝缘，防止短路或击穿。是变压器安全运行的关键。
- 材料： 包括内部的绝缘纸、纸板、胶木筒、绝缘漆、绝缘油（也起冷却作用）以及瓷套管等外部绝缘部件。
油箱和冷却系统：
- 油箱： 主油箱通常由钢板焊接而成，内部装有铁芯和绕组（整体或器身），并充满变压器油。
- 变压器油：
  - 主要功能： 绝缘（提供内部主要绝缘）、冷却（带走铁芯和绕组产生的热量）、灭弧（在分接开关触头切换时）。
- 散热装置：
  - 散热管： 中小型变压器常用，在油箱壁上焊接或可拆卸的管状散热片。
  - 散热器： 中大型变压器常用，可拆卸的片式或管式散热器组件通过管道与油箱连接。
  - 风冷： 在散热器上加装风扇强制对流（如ONAN/OFAF冷却方式）。
  - 强迫油循环： 使用油泵将热油送入外部冷却器（如风冷或水冷散热器），冷却后再送回油箱（如OFAF/ODAF/OFAW冷却方式）。
  - 干式变压器： 使用空气或环氧树脂等固体材料进行冷却，无需油箱和绝缘油。
保护装置：
- 储油柜（油枕）：
  - 位置： 连接在油箱上方，通常通过管道连通。
  - 功能： 容纳油温升高时膨胀的变压器油；油温降低收缩时补充油量；减少油与空气接触面（减缓油老化），通常配合胶囊或隔膜使用密封；油位指示。
- 吸湿器（呼吸器）：
  - 位置： 通常安装在储油柜上方。
  - 功能： 内部装有变色硅胶等吸湿剂，吸收进入储油柜的空气中的水分，防止油受潮。
- 安全气道（压力释放阀）：
  - 功能： 当变压器内部发生严重故障产生大量气体导致压力急剧升高时，能迅速释放内部压力，防止油箱变形或爆炸（现代多用压力释放阀代替防爆管）。
- 气体继电器（瓦斯继电器）：
  - 位置： 安装在储油柜与油箱之间的连管上。
  - 功能： 变压器内部发生轻微故障（产生少量气体）或漏油（油面下降）时发出报警信号（轻瓦斯报警）；严重故障（油流涌动）时自动切断电源（重瓦斯跳闸）。
- 温度计：
  - 功能： 监测油面温度（顶层油温）和绕组温度（通过模拟热回路测得），用于监控变压器运行状态和启动辅助冷却。
出线装置：
- 高压/低压瓷套管：
  - 功能： 将变压器内部的高、低压绕组引线安全可靠地引出到油箱外部，并支撑引线使其与接地的油箱绝缘。
  - 结构： 内部为导电杆，外部是绝缘瓷套。
分接开关：
- 功能： 在高压绕组上设有分接头（抽头），通过切换分接头可以少量改变高压绕组的匝数，从而在负荷变化时调节输出电压（次级电压）。
- 类型：
  - 无励磁分接开关： 必须在变压器停电的情况下操作。
  - 有载分接开关： 可在变压器带电运行时进行切换操作，通常配备独立的切换和选择开关室（切换油室），甚至单独的储油柜。
其他附件：
- 接地螺栓： 用于将变压器的铁芯和油箱可靠接地，确保人身安全和设备安全。
- 放油阀门、取油样阀门： 用于取油样化验或排放废油。
- 铭牌： 标明变压器的额定参数（容量、电压、电流、连接组别、冷却方式等）和出厂信息。
- 电压分接头标示牌： 标明不同分接位置对应的电压值。
- 变压器保护外壳（干变或室内变用）。

总结： 电力变压器是一个精密的电磁-机械系统。铁芯提供磁路，绕组感应电压传递电能，绝缘确保电隔离，油箱和绝缘油构成冷却系统并作为重要绝缘介质，保护装置监控并保障安全运行，出线套管实现内外连接，分接开关用于电压调整。所有这些部分协同工作，高效可靠地实现电压变换和电能传输。不同类型的变压器（如油浸式、干式）在冷却方式和部分附件上会有所不同。