8 变压器8．1 变压器及其绝缘材料8．1．1 概述受绝缘水平的限制，发电机的输出电压不可能太高。从火、水、核等发电站发出的电能，要经过升压电力变压器将电压升高送到电力网，然后又将电力网的高电压经过电力变压器变成符合用户各种电气设备要求的额定电压；同时，为了减少输电线路上的电能损耗必须采用高压或超高压甚至特高压输电线路输送电能，但从区域电网到大区电网和大区电网之间的互联，不仅各区域电网的主系统与分系统间需要各种电压等级和容量的变压器连接，而且其主干网架与受端网架之间的电压等级变化也是通过电力变压器来实现。因此，电力变压器和与之配套的电抗器、电流互感器、电压互感器等是电力系统最重要的电气设备，这些充有矿物绝缘油和以纸或层压纸板为绝缘材料的电气设备的运行状态（特别是电力变压器的运行状态）对电力系统运行的可靠性具有决定性意义。一般认为，变压器容量为 630kVA 以下的属小型变压器，800~6300kVA 的变压器属中型变压器，8000~63000kVA 的变压器为大型变压器，9000kVA 以上的统称为特大型变压器。充油变压器是由导电材料（铜、铝合金等）、矽钢片、绝缘材料(纸、油等)、结构材料(铁、不锈钢)等很多部件和材料构成的。充油变压器的构造如图 8-1 所示。绝缘纸通常是使用电缆纸和马尼拉纸，但是为满足高电场下高气密性与高耐热化要求，也采用聚酰亚胺的复合纸。 图 8-1 充油变压器由于变压器绝缘中的油隙较大，电压基本上都加在油隙上。根据变压器中电极的形状，一般采用的设计电场强度为 3kV/mm。在充油变压器中，绝缘油也起着作为冷却媒体的重要作用。由于变压器的能量损耗使得其发热量较大，而且随着外界负载的变化温度的变化也很大。因此，要求变压器油必须热稳定性好、且不容易发生化学变化、不易氧化，为此变压器油以使用矿物油为主。另外，对于以油循环为冷却方式的变压器，必须在内部形状及绝缘油方面采取措施，避免由于油的流动带电而引起的绝缘破坏。下面，对变压器的结构加以说明。小型变压器的线圈有用双层纱包线和漆包线包覆的圆截面导体等，大型变压器则使用纸绝缘包覆的矩形截面导体。以上这些线圈的成型方法有直绕式和模绕式之分。直绕式如图 8-2 所示，在层叠铁芯上加上绝缘材料，然后在其上绕制线圈，并进一步进行绝缘处理之后，再绕上高压线圈。这种方法主要用于小容量(铁芯式构造)的柱上变压器。图 8-2 直绕式绕组的布置图 8-2 直绕式绕组的布置模绕式则是在木制...
