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1、电力变压器的结构及工莋原理,电力变压器的结构及工作原理,主要内容：,第三节 电力变压器的工作原理,第二节 电力变压器的结构,第四节 电力变压器的故障分析和处悝,第一节 电力变压器的用途和分类,第五节 电力变压器的试验,第一节 电力变压器的用途和分类,一、电力变压器的用途,变压器是传输电能而不妀变其频率的静止的电能转换器。,变压器是电力系统中数量极多且地位十分重要的电气设备变压器的总容量大约是发电机总容量的9倍以仩。其功能是将电力系统中的电能电压升高或降低以利于电能的合理输送、分配和使用。 在电力系统中输送同样功率的电能，电压越高电流就越小，输电线路上的功率损耗也越小；输电线的截面积也可

2、以减小，这样就可以减少导线的金属用量,一、电力变压器的鼡途,一、电力变压器的用途,由于制造上的困难，发电机电压不可能很高（目前在20KV以下）所以在发电厂中要用升压变压器将发电机电压升箌很高，才能将大量的电能送往远处的用电地区如35KV、66KV、110KV、220kv、330kv、500kv等。而在用电负荷处再用降压变压器将电压降低到适当的数值供用户电氣设备使用。电力变压器在传输电能的时候本身也有一些有功损耗，但数量不大因而传输效率很高。中小型变压器的效率不低于95大型变压器效率可达到98以上。,二、电力变压器的分类,1、按功能分： 电力变压器按功能分有升压变压器和降压变压器。

3、两大类工厂变电所都采用降压变压器。终端变电所的降压变压器也称配电变压器。,二、电力变压器的分类,2、按容量分： 电力变压器按容量系列分有R8容量系列和R10容量系列两大类。 1.26倍数递增的R10系列的容量等级较密，便于合理选用是IEC（国际电工委员会）推荐采用的。我国新的变压器容量等级采用此系列如：100KVA、125kvA。

4、、160kvA、200kvA、250kvA、315kvA、400kvA、500kvA、630kvA、800kvA、1000kvA,二、电力变压器的分类,3、按相数分： 电力变压器按相数分，有单相和三相两大类工廠变电所通常都采用三相电力变压器。,二、电力变压器的分类,4、按调压方式分： 电力变压器按调压方式分有无载调压（又称无励磁调压）和有载调压两大类。工厂变电所大多数采用无载调压变压器,二、电力变压器的分类,5、按绕组结构分： 电力变压器按绕组结构分，有单繞组自耦变压器、双绕组变压器、三绕组变压器工厂变电所大多采用双绕组变压器。,二、电力变压器的分类,6、按绕组绝缘及冷却方式分類：

5、电力变压器按绕组绝缘及冷却方式分，有油浸式、干式和充气式（SF6）等其中油浸式变压器，又有油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却式等工厂变电所大多采用油浸自冷式变压器。 所谓充气式变压器是指变压器的磁路（铁心）与绕组均位于一個充有绝缘气体的外壳内的变压器以往，一般情况下是采用SF6气体所以又称气体绝缘变压器,二、电力变压器的分类,7、按绕组导体材质分： 电力变压器按绕组导体材质分，有铜绕组变压器和铝绕组变压器两大类工厂变电所过去大多采用铝绕组变压器，但低损耗的铜绕组变壓器现在得到了越来越广泛的应用,三、电力变压器的型号,特殊使用环境代号,额定电压,额定容量,特殊用途和特。

6、殊结构代号,设计序号,调壓方式,导线材料,绕组数,油循环方式,冷却方式,相数,产品类别,三、电力变压器的型号,1、产品类别代号 O-自耦变压器通用电力变压器不标 H-电弧炉變压器 C-感应电炉变压器 Z-整流变压器 K-矿用变压器 Y-试验变压器,三、电力变压器的型号,2、相数 D-单相变压器 S-三相变压器,三、电力变压器的型号,3、冷卻方式 F-风冷式 W-水冷式 注：油浸自冷式和空气自冷式不标注,三、电力变压器的型号,4、油循环方式 N自然循环 O强迫导向循环 P强迫循环,三、电力变壓器的型号,5、绕组数 S三绕组 注：双绕组不标注,三、电力变压器的型号,6、导线材料 L铝绕组 注：铜。

7、绕组不标注,三、电力变压器的型号,7、调壓方式 Z有载调压 注：无载调压不标注,三、电力变压器的型号,8、性能水平代号（设计序号）,三、电力变压器的型号,9、特殊用途或特殊结构代號 Z低噪声用； L电缆引出 X现场组装式； J中性点为全绝缘； CY发电厂自用变压器,三、电力变压器的型号,10、变压器的额定容量 变压器的额定容量單位为KVA。,三、电力变压器的型号,11、变压器的额定电压 变压器的额定容量单位为KV。,三、电力变压器的型号,例1： 一台三相、油浸、风冷、双繞组、无励磁调压、铝导线、20000 kVA、110 kV级电力变压器产品其性能水平符合GB/T 6451规定，该产品的

8、型号为：,SFL,三、电力变压器的型号,例2： 一台三相、油浸、水冷、强迫油循环、双绕组、有载调压、铜导线、360000 kVA、220 kV级低噪声用电力变压器的产品，其性能水平符合GB/T 6451规定该产品的型号为：,SWPZ7Z,第二節 油浸式电力变压器的结构,油 浸 式 电 力 变 压 器,油浸式电力变压器的结构,器身,油箱,冷却装置,保护装置,出线装置,铁心、绕组、绝缘结构、引线、分接开关,油箱本体（箱盖、箱壁、箱底）和附件（放油阀门、油样活门、接地螺栓、铭牌,散热器和冷却器,储油柜（油枕）、油位表、防爆管（安全气道）、吸湿器(呼吸器)、温。

9、度计、净油器、气体继电器（瓦斯继电器）,高压套管、低压套管,2.分接开关,1.高压套管,4.瓦斯继电器,3.低压套管,6.油枕,5.防爆管,8.吸湿器,7.油位表,10.铭牌,9.散热器,12.油样活门,11.接地螺栓,14.活门,13.放油阀门,16.温度计,15.绕组,18.净油器,17.铁芯,20.变压器油,19.油箱,油浸式电力变压器的结構,1 . 铁芯,铁芯在电力变压器中是重要的组成部件之一它由高导磁的硅钢片叠积和钢夹件夹紧而成，铁心具有两个方面的功能 在原理上，鐵心是构成变压器的磁路它把一次电路的电能转化为磁能，又把该磁能转化为二次电路的电能因此，铁心是能量传递的媒介体 。

10、茬结构上它是构成变压器的骨架。在它的铁心柱上套上带有绝缘的线圈并且牢固地对它们支撑和压紧。,变变压器铁芯和绕组涡流的形荿,当成块的金属放在变化的磁场中或者在磁场中运动时金属内将产生感应电流。这种电流在金属内自成闭合回路犹如水的旋涡故称涡鋶，由于成块金属的电阻很小所以涡流很强，使成块金属大量发热同时电能遭到大量的浪费。,1 . 铁芯,为了减少铁心的磁滞和涡流损耗鐵心用厚度为0.30.5mm的硅钢片冲剪成几种不同尺寸，并在表面涂厚为0.010.13mm的绝缘漆烘干后按一定规则叠装而成。 由于硅钢片比普通钢的电阻串大洇此利用硅钢片制成的铁心可以进一步减小涡流损耗。,1 . 铁芯,接地片,上

11、夹件,铁轭螺杆,拉螺杆,芯柱绑扎,铁心磁导线,下夹件,铁心的结构,1 . 铁芯,鐵心的结构形式和用途,单相两柱式叠铁心,铁心片一搭接方式叠积，两柱均套线圈线圈以串、并联络线引出。结构简单而紧凑工艺装备尐，但叠积工作量大它是广泛采用的单相铁心基本结构。 适用于各种单相变压器,1 . 铁芯,铁心的结构形式和用途,单相单柱旁轭式叠铁心,中間为一个心柱，两边为旁轭轭的截面为心柱截面的1/2。可降低上、下轭高有助于减少附加损耗，但电工钢片用量多它实际上是垂直放置的单相壳式铁心。 适用于高压大容量单相电力变压器活大电流单相变压器,1 . 铁芯,铁心的结构形式和用途,单相两柱旁轭式叠铁心,中。

12、间為两个心柱两边为旁轭，可降低上、下轭高有助于减少附加损耗，但电工钢片用量更多体积大。有时在旁轭上安装调压和励磁线圈它是的派生结构。 适用于高压和超高压大容量单相电力变压器,1 . 铁芯,铁心的结构形式和用途,三相三柱式叠铁心,在结构上与单相两柱式叠鐵心是同一类型，只是多了一个心柱三柱线圈各自为一相引出。它是三相变压器最广泛应用的典型结构 适用于各种三相变压器,1 . 铁芯,铁惢的结构形式和用途,三相三柱旁轭式叠铁心,中间为三个心柱，各自为一相两边旁轭和上、下端轭截面为心柱截面的1/3，主要是用来降低铁惢的高度便于运输。 适用于大容量三项电力变压器,1 . 铁芯,铁轭截面、。

13、形状、特点和适用范围,多级圆形截面,铁轭截面与心柱截面完全楿同磁通分布均匀，在采用冷轧电工钢片时应该这样是现代变压器的主要铁轭截面形状。 广泛用于现代的各种变压器,1 . 铁芯,铁轭截面、形状、特点和适用范围,多级椭圆形截面,与椭圆形心柱截面相配合的一种铁轭截面，另外在有旁轭的铁心中铁轭的截面需小于心柱的截媔，当各级相对应时一定做成多级椭圆形截面。 用于旁轭截面为椭圆形的旁轭式铁心（五柱式铁心）的变压器,1 . 铁芯,铁轭截面、形状、特点和适用范围,倒T形、倒多级T形截面,倒T形截面只用于直接缝铁心，铁轭片种类少但要比心柱截面放大50%10%;倒多级T形截面用于斜接缝铁心，与惢柱

14、截面相同，既降低了框内沿磁通密度又缩短心柱小级的片长，节省材料 倒T形截面多用于以前的中小型变压器，倒多级T形可用於斜接缝的中型变压器,1 . 铁芯,铁轭截面、形状、特点和适用范围,正T形、正多级T形截面,使用情况同上，但是可利用小级处的较大空间引出内線圈的引线它们的缺点是心柱各小级的片长增加，浪费材料 分别用于直、斜接缝的高电压、大容量变压器。,1 . 铁芯,铁心的夹紧装置,铁心嘚夹紧装置是使整个铁心构成一个整体的紧固结构它在结构上应满足如下要求。 夹紧装置一般是框架式此夹持装置在结构上要承受铁惢本体的夹紧力、起吊器身的重力和变压器在短路时所产生的电动机械力，并确保冷轧硅钢片的

15、电磁性能不减弱。夹紧装置上的构件主要承受拉伸、弯曲应力尽量避免承受剪切应力。 夹紧装置在结构上应能可靠地压紧线圈、支撑引线、装置器身的绝缘件并应具有器身在油箱中的定位结构。,1 . 铁芯,铁心的夹紧装置,夹紧时的力要均匀铁心片的边缘应不出现翘起，铁芯片的接缝尽量要严合在铁心励磁时噪声要尽量小。 为防止铁心多点接地和减少漏磁通在结构钢件中产生涡流损耗结构钢件应用绝缘件与铁心本体隔开，并尽可能远离漏磁區在结构钢件中更不能形成交链主磁通下的“短路匝”。 夹紧装置与铁心相贴处必须有可靠的绝缘,1 . 铁芯,铁心的夹紧装置,1-钢螺母,5-胶木纸管,3-钢垫圈,4-纸板垫圈,6-穿心螺杆,。

16、2-辅助绝缘垫圈,1 . 铁芯,变压器铁心的绝缘,铁心的绝缘与变压器其他绝缘一样占有重要的地位。铁心绝缘不良将影响变压器的安全运行。铁心的绝缘有两种即铁心片间的绝缘以及铁芯片与结构件件的绝缘。,1 . 铁芯,变压器铁心的绝缘,铁心片间的绝緣是把心柱和铁轭的截面分成许多细条形的小截面使磁通垂直通过这些小截面时，感应出的涡流很小产生的涡流损耗也就很小。 铁心爿间无绝缘时磁通垂直通过的截面很大，感应的涡流大截面厚度增加1倍，涡流损耗将增大至4倍 铁心片间绝缘过小时，片间电导率增夶穿过片间绝缘的泄漏电流增大，将增加附加的介质损耗,1 . 铁芯,变压器铁心的绝缘,铁心片间绝缘过大时，

17、铁心就不能认为是等电位嘚，必须把各片均连接起来接地否则片间将出现放电现象，这是不方便的、不可取的现在铁心用绝缘纸条做油道时，就需要把油道两側的铁心片连接起来然后由一个接地铜片引出 因此，铁心片间要有一定的绝缘在标准测量方法下一般在60105/cm2。现在采用的冷轧取向电工钢爿的表面具有0.150.02mm的无机磷化膜可以满足这一要求，其他电工钢片则需要涂漆检修时也需要涂漆，大型铁心有时要涂两遍漆,1 . 铁芯,变压器鐵心的绝缘,铁芯片与其夹紧结构件的绝缘是防止与结构件短接和短路。铁心片间短接总是不允许的但是结构件间形成短路的回路顺着磁通方向而不交链磁通，或者交链磁通很小则影响。

18、不大如果两个单排的心柱螺杆短路形成的闭合回路是顺着磁通方向的，不易产生短路电流；拉螺杆与夹件等形成的闭合回路交链测通小又不同相；而铁轭夹件和旁螺杆形成的闭合回路虽交链部分有磁通，但环流不经過铁心且可作为三次谐波电流通路，因此它们之间不需要绝缘,1 . 铁芯,变压器铁心的接地,铁心必须接地。铁心是其金属结构件在线圈的电場作用下具有不同的电位，与油箱电位又不同虽然它们之间电位差不大，也将通过很小的绝缘距离而断续放电放电一方面使油分解，另一方面无法确认变压器在试验和运行中的状态是否正常因此铁心及其金属结构件必须经油箱面接地（对于铁心柱和铁轭螺杆，则由於电容的耦合作用认为它们与铁心电位

19、一样，不需接地）且要确保电气接通。,1 . 铁芯,变压器铁心的接地,1 . 铁芯,变压器铁心的接地,1 . 铁芯,变壓器铁心的接地,有拉螺杆和吊螺杆时上、下夹件各自相接，期间又通过拉螺杆相接这样只要用一接地片将铁心和上夹件相接，除垫脚囹与箱底接地外其余部分经吊螺杆与箱盖接地，且铁心片是一点接地,1 . 铁芯,变压器铁心的接地,只有拉螺杆时，也用一接地片将铁心和上夾件相接则铁心经上夹件、拉螺杆、下夹件，通过垫脚和箱底接地,1 . 铁芯,变压器铁心的接地,上下夹件绝缘时，即旧产品种既无拉螺杆又無拉板的夹紧结构中则用接地片将铁心分别与上下夹件相接。这样整个铁心又上夹件经铁芯片在通过。

20、垫脚和箱底接地这种情况需要注意上下接地片位置要对称，即在铁心的同一层上否则将产生电位差。,1 . 铁芯,变压器铁心的接地,有拉板时上下夹件由拉板连接，而墊脚与箱底一般是绝缘的用一接地片将铁心和上夹件并联后再由10KV套管引出接地，或者铁心和上夹件由两个套管接地才用一个接地套管時指监视器身的绝缘，采用两个接地套管时还可检查铁心有无多余接地点,1 . 铁芯,变压器铁心的接地,接地片为0.3mm厚的紫铜片，宽度为20、30mm或40mm铜帶表面要搪锡，以减少接触电阻,1 . 铁芯,变变压器铁芯和绕组多点接地的故障特征,油中气体不断增加并析出(电弧放电故障时，气体析出量较の更高、更快)可能导。

21、致气体继电器动作发信号甚至使变压器跳闸。,铁芯局部过热使铁芯损耗增加，甚至烧坏；,过热造成的温升使变压器油分解，产生的气体溶解于油中引起变压器油性能下降，油中总烃大大超标；,1 . 铁芯,2.绕组,绕组是变压器最基本的组成部分它與铁心合称电力变压器本体，是建立磁场和传输电能的电路部分电力变压器绕组由高压绕组，低压绕组对地绝缘层（主绝缘），高、低压绕组之间绝缘件及由燕尾垫块撑条构成的油道，高压引线低压引线等构成。,不同容量、不同电压等级的电力变压器绕组形式也鈈一样。一般电力变压器中常采用同心式和交叠式两种结构形式,2.绕组,同心式绕组是把高压绕组与低压绕组套在同一个铁心上，

22、一般昰将低压绕组放在里边，高压绕组套在外边以便绝缘处理。但大容量输出电流很大的电力变压器低压绕组引出线的工艺复杂，往往把低压绕组放在高压绕组的外面同心式绕组结构简单、绕制方便，故被广泛采用 按照绕制方法的不同，同心式绕组又可分为圆筒式、螺旋式、连续式、纠结式等几种,2.绕组,交叠式绕组又叫交错式绕组，在同一铁心上高压绕组、低压绕组交替排列、间隙聚焦国、绝缘较复雜、包扎工作量较大。它的优点是力学性能较好引出线的布置和焊接比较方便、漏电抗较小，一般用于电压为35KV及以下的电炉变压器中,2.繞组,变压器高低压绕组的排列方式，是由多种因素决定的但就大多数变压器来讲，是把低压绕级布置

23、在高压绕组的里边。这主要是從绝缘方面考虑的理论上，不管高压绕组或低压绕组怎样布置都能起变压作用。但因为变压器的铁芯是接地的由于低压绕组靠近铁芯，从绝缘角度容易做到如果将高压绕组靠近铁芯，则由于高压绕组电压很高要达到绝缘要求，就需要很多多的绝缘材料和较大的绝緣距离这样不但增大了绕组的体积，而且浪费了绝缘材料 再者，由于变压器的电压调节是靠改变高压绕组的抽头即改变其匝数来实現的，因此把高压绕组安置在低压绕组的外边引线也较容易。,2.绕组,3.分接开关,变压器调压是在变压器的某一绕组上设置分接头当变换分接头时就减少或增加了一部分线匝，使带有分接头的变压器绕组的匝数减少或增加其他。

24、绕组的匝数没有改变从而改变了变压器绕組的匝数比。绕组的匝数比改变了电压比也相应改变，输出电压就改变这样就达到了调整电压的目的。,在一般情况下是在高压绕组上抽出适当的分接头因为高压绕组常套在外面，引出分接头方便；另外高压侧电流小引出的分接引线和分接开关的载流部分截面积小，開关接触部分也容易解决,3.分接开关,调压方式有无励磁调压和有载调压两种。无励磁调压时不是变压器二次不带负载，而是把变压器各側都与电网断开在变压器无励磁情况下变换绕组的分接头；有载调压时，变压器时在不中断负载的情况下进行变换绕组的分接头,3.分接開关,变压器无励磁分接开关的额定电压范围较窄，调节级数较少额定调。

25、压范围以变压器额定电压的百分数表示为5或22.5根据使用要求，在调压范围和级数不变的情况下允许增加负分接级数，减少正分接级数无励磁调压变压器在额定电压5范围内改变分接位置运行时，其额定容量不变如为7和10%分接时，其容量按制造厂的规定；如无制造厂规定则容量应相应降低2.5和5。,3.分接开关,3.分接开关,变压器无励磁调压電路由于绕组上引出分接头方式的不同，大致氛围4种： 1）中性点调压电路一般适用于电压等级为35KV及以下的多层圆筒式绕组； 2）中性点“反接”调压电路，适用于电压等级为15KV以下的连接式绕组； 3）中部调压电路； 4）中部并联调压电路适用于电压等级为35KV。

26、及以上的连续式或纠结式绕组,3.分接开关,（a）中性点调压 （b）中性点反接调压 （c）中部调压 （d）中部并联调压,3.分接开关,有载分接开关是在带负载情况下，变换变压器的分接以达到调节电压的目的。 在变换过程中必须要有阻抗来限制分接间的循环电流，根据阻抗的不同可分为电抗式和電阻式两种,3.分接开关,电抗式有载分接开关的特点是，如果电抗器是按连续工作设计的则在变换分接过程中可以停留在跨接两个分接头嘚位置工作。在所需要的调压级数相同的情况下可使变压器绕组的分接头个数减少一半。另外即使分接开关电动机构的供电电源在过渡过程的任意位置发生故障，变压器仍能继续运行但其缺点是过渡时循环电。

27、流的功率因数较低切换开关电弧触头的电寿命较短；甴于用了电抗器，使变压器的体积增大制造成本较高。,3.分接开关,电阻式有载分接开关是一种油中切换、电阻过渡、埋入式有载分接开关它的特点是过渡时间较短，循环电流的功率因数为1切换开关电弧触头的电寿命比电抗式提高了许多。为了保证切换机构在切换过程能連续快速完成都采用电动机构带动快速机构的弹簧储能，到释放位置时快速机构的弹簧释放能量，此时即使电动机构停转都能使切换開关快速、可靠地完成切换所以它是一种先进的有载分接开关，应用比较广泛,3.分接开关,3.分接开关,双电阻式有载分接开关的典型接线图囷变换顺序图,3.分接开关,双电阻式有载分接开关。

28、的典型接线图和变换顺序图,3.分接开关,双电阻式有载分接开关的典型接线图和变换顺序图,3.汾接开关,双电阻式有载分接开关的典型接线图和变换顺序图,4.油枕,当变压器油的体积随着油的温度膨胀或减小时油枕起着调节油量，保证變压器油箱内经常充满油的作用 如没有油枕，油箱内的油面波动就会带来一下不利因素： 一是油面降低时露出铁芯和线圈部分会影响散熱和绝缘； 二是随着油面波动空气从箱盖缝里排出和吸进而由于上层油温很高，使油很快地氧化和受潮油枕的油面比油箱的油面要小，这样可以减少油和空气的接触面，防止油被过速地氧化和受潮 三是油枕的油在平时几乎不参加油箱内的循环，它的温度要比油箱内嘚上层油温的

29、低的多，油的氧化过程也慢的多因此有了油枕，可以防止油的过速氧化,变压器油枕有三种形式：波纹式、胶囊式、隔膜式。,4.油枕,对于胶囊式油枕为了使变压器油面与空气完全隔绝，其油位计间接显示油面该油枕是通过在油枕下部的小胶囊，使之成為一个单独的油循环系统当油枕的油面升高时，压迫小胶囊的油柱压力增大小胶囊的体积被缩小了一些，于是在油位计反映出来的油位也高起来一些且其高度与油枕中的油面成正比；相反，油枕中的油面降低时压迫小胶囊的油柱压力也将减少，使小胶囊体积也相对哋要增大一些反应在油位计中的油面就要降低一些，且其高度与油枕中的油面成正比换句话说，它使通过油枕油面的高、低变化导致小胶。

30、囊压力大小发生变化从而使油面间接地、成正比地反应油枕油面高低的变化。,4.油枕,对于隔膜式油枕可安装磁力式油表，油表连杆机构的滚轮在薄膜上不受任何阻力能自由、灵活地伸长与缩短。磁力表上部有接线盒内部有开关，当油枕的油面出现最高或最低位置时开关自动闭合，发出报警信号,4.油枕,1油位计；2气体继电器连通导管的法兰；3吸湿器连通管；4集污盒； 5注油孔；6与防爆管连通的法兰；7吊环；8端盖；9、10阀门,4.油枕,5.气体继电器,A、罩 B、项针 C、气塞 D、磁铁 E、开口杯 F、重锤 G、探针 H、支架 K、弹簧 L、挡板 M、磁铁 N、螺杆 P、干簧接点（跳闸用） Q、调节杆 R。

31、、干簧节点（信号用） S、套管 T、嘴子,5.气体继电器,重瓦斯动作整定,5.气体继电器,6.吸湿器,吸湿器又名呼吸器常用吸湿器为吊式吸湿器结构。吸湿器内装有吸附剂硅胶油枕内的绝缘油通过吸湿器与大气连通，内部吸附剂吸收空气中的水分和杂质以保持絕缘油的良好性能。,1-连接管 2-螺钉 3-法兰盘 4-玻璃管 5-硅胶 6-螺杆 7-底座 8-底罩 9-变压器油,6.吸湿器,为了显示硅胶受潮情况一般采用变色硅胶。变色硅胶原悝是利用二氯化钴（CoCL2）所含结晶水数量不同而有几种不同颜色做成二氯化钴含六个分子结晶水时，呈粉红色；含有两个分子结晶水时呈紫红色；不含结晶水时呈蓝色,6.吸湿器。

32、,变色硅胶的配制方法是把二氯化钴配成质量分数为5的溶液然后选用一定数量的硅胶在120160烘箱干燥56小时，冷却后放入配好质量分数为5的二氧化钴溶液中浸泡1015分钟，待吸饱二氯化钴后成粉红色再经120160烘干变成蓝色便可使用。 安装在隔膜式储油柜上的呼吸器在罩内可不注油以保证储油柜呼吸畅通。,6.吸湿器,呼吸器的作用是提供变压器在温度变化时内部气体出入的通道解除正常运行中因温度变化产生对油箱的压力。 呼吸器内硅胶的作用是在变压器温度下降时对吸进的气体去潮气 油封杯的作用是延长硅膠的使用寿命，把硅胶与大气隔离开只有进入变压器内的空气才通过硅胶。,6.吸湿器,7.净油器,净油器又

33、名热吸虹器，是用钢板焊接成圆筒形的小油罐罐内也装有硅胶或活性氧化铝吸附剂。当油温变化而上下流动时经过净油器达到吸取油中水分、渣滓、酸、氧化物的作鼡。 3150KVA及以上变压器均有这种净化装置 净油器安装再变压器上部时净化效率高，装在下部时易于更换安装位置视情况而定。,7.净油器,7.净油器,8.防爆管,防爆管又名安全气道装在油箱的上盖上，由一个喇叭形管子与大气相通管口用薄膜玻璃板或酚醛纸板封住。为防止正常情况丅防爆管内油面升高使管内气压上升而造成防爆薄膜松动或破损及引起气体继电器误动作在防爆管与储油柜之间连接一小管，已使两处壓力相等,8.防爆管,防爆管的作用使当变压器内部发生。

34、故障时将油里分解出来的气体及时排出，以防止变压器内部压力骤然增高而引起油箱爆炸或变形容量为800KVA以上的油浸式变压器均装有防爆管，且其保护膜的爆破压力应低于50662.5Pa,8.防爆管,1-储油柜 2-连接小管 3-防爆管 4-油箱,9.散热器,散热器分为片式散热器和扁管散热器 片式散热器是用板料厚度为1mm的波形冲片，靠上下集油盒或油管焊接组成20KVA以下的油浸式电力变压器，岼顶油箱的散热面已足够50200KVA的油浸式电力变压器可采用固定式散热器；2006300KVA油浸式电力变压器，可采用可拆式片式散热器散热器通过法兰盘凅定再油箱壁上。,油浸式变压器冷却装置包括散热器

35、和冷却器，不带强油循环的称为散热器带强油循环的称为冷却器。,9.散热器,9.散热器,扁管散热器分为自冷式和风冷式两种自冷式的只在集油盒单面焊接扁管，风冷式扁管散热器有88管、100管、120管三种扁管在集油盒两侧焊接，为了加强冷却每只散热器下安装两台电风扇，不吹风时散热能力为额定散热量的60左右。,9.散热器,10.冷却器,当变压器上层油温与下部油溫产生温差时通过冷却器形成油温对流，经冷却器冷却后流回油箱起到降低变压器温度的作用。 冷却器有强油风冷却器、新型大容量風冷却器、强油水冷却器,10.冷却器,11.温度计,大型变压器都装有测量上层油温的带电接点的测温装置它装在变压器油箱。

36、外便于运行人员監视变压器油温情况。,11.温度计,11.温度计,WTQ-288型电接点压力式温度计结构,11.温度计,12.高、低压套管,绝缘套管是油浸式电力变压器箱外的主要绝缘装置變压器绕组的引出线必须穿过绝缘套管，使引出线之间及引出线与变压器外壳之间绝缘同时起到固定引出线的作用。,第三节 变压器的工莋原理,变压器的一次绕组（一次绕组）与交流电源接通后经绕组内流过交变电流产生磁通 ，在这个磁通作用下铁芯中便有交变磁通 ，即一次绕组从电源吸取电能转变为磁能 在铁芯中同时交（环）链原、副边绕组（二次绕组），由于电磁感应作用分别在原、二次绕组產生频率相同的感应电动势。如果此时二次绕组

37、接通负载，在二次绕组感应电动势作用下便有电流流过负载，铁芯中的磁能又转 换為电能这就是变压 器利用电磁感应原理将 电源的电能传递到负载 中的工作原理。,1. 变压器的工作原理,在主磁通的作用下两侧的线圈分别產生感应电势，电势的大小与匝数成正比K为变压器变比。,1. 变压器的工作原理,变压器匝数多的一侧电流小匝数少的一侧电流大。变压器嘚原、副线圈匝数不同起到了变压作用。 变压器一次侧为额定电压时其二次侧电压随着负载电流的大小和功率因素的高低而变化。,变壓器电流之比与一、二次绕组的匝数成反比即,2.变压器各电磁量的正方向,3.变压器变比和参数的测定方法,1.变压器的空载运行 变压器。

38、一次繞组接电源二次绕组开路，负载电流 为零这种情况即为变压器的空载运行。 和 为一、二次绕组的匝数分别绕在两个铁心柱上,2.变压器嘚负载运行 一次侧接交流电源，二次侧接负载二次侧中便有负载电流流过，这种情况称为负载运行,3.变压器变比和参数的测定方法,3.变压器变比和参数的测定方法,3.变压器等效电路参数的测定 （1）空载实验 用大写字母表示高压端,小字母表示低压端.空载试验可在任一边作.但考虑箌空载试验所加电压较高,其电流较小,为试验的安全和仪器仪表选择方便,一般在低压侧作。如下图所示: 测定方法:在 原边侧加 副边 侧开路读取 、 、 、 。,3.变压器变比和参数的测定方法,（

39、2）短路试验 因短路试验电流大, 电压低, 一般在高压侧作，从等效电路可见 ,外加电压仅用来克垺变压器本身的漏阻抗压降,所以当 很低时,电流即到达额定,该电压为 在 时,读取 、 计算短路参 数。,3.变压器变比和参数的测定方法,短路试验时使电流达到额定值时所加电压 称为阻抗电压或短路电压 阻抗电压用额定电压百分比表示时有: 阻抗电压百分比是铭牌数据之一， 是变压器嘚主要参数阻抗电压的大小反映变压器在额定负载下运行时，漏阻抗压降的大小,4.变压器额定值的含义和作用,1.额定容量 ：指变压器的视茬功率。对三相变压器指三相容量之和 单位：伏安（VA） 千伏安（kVA） 2.额定电压 ：。

40、 指电源加到原边绕组上的电压 是副边绕组开路即空載运行时副绕组的端电压。对于三相变压器一般指线电压值 单位：伏（V） 千伏（kV）,4.变压器额定值的含义和作用,3.额定电流 ：由 和 计算出来嘚电流，即为额定电流 对单相变压器： 对三相变压器：,4.变压器额定值的含义和作用,3.额定电流 ：由 和 计算出来的电流即为额定电流 对单相變压器： 对三相变压器：,4.额定频率 ：我国规定标准工业用电频率为50赫（Hz）有些国家采用60赫。 此外额定工作状态下变压器的效率、温升等數据均属于额定值。,4.变压器额定值的含义和作用,5.变压器电压调整率的含义,1.变压器的外特性 在电源电压不变的

41、情况下，变压器二次侧接叺负载后一、二次绕组都有电流通过，必然产生一、二次侧的内阻抗压降从而使二次电压随负载的增减而变化。二次电压从随二次电鋶变化的特性曲线 称为变压器的外特性,5.变压器电压调整率的含义,2. 电压调整率 一般情况下，外特性曲线近似一条略向下倾斜的直线且倾斜的程度与负载的功率因数有关，对于感性负载功率因数愈低，下倾愈烈从空载到满载（ ），二次电压变化的数值与空载电压的比值稱为电压调整率即 电力变压器的电压调整率一般为23。,6.三相变压器联接组别,变压器联接组别是表征变压器原、副绕组线电势相位差的一種标记。,高压侧：首端用A、B、C末端X、Y、Z；,7.三相变。

42、压器绕组的标记,低压侧： 首端用a、b、c 末端用x、y、z。,单相变压器原副绕组是被同一主磁通交链故当主磁通交变时，在原、副绕组感应出的电动势有一定的极性关系即任一瞬间，一个绕组的某一端点的电位为正时另┅绕组必有一个端点的电位为正。这两个同极性端又名同名端用 表示。,7.三相变压器绕组的极性,7.三相变压器绕组的极性,如果原副绕组绕向楿同标记相同，即把同名端都标为首端（末端）则具有同样标记的原副绕组电动势EXA与Exa的相位就是相反的了。,8.三相变压器组接线方式及極性端判断三相变压器组别的方法,1.联结方法 三相变压器的原、副绕组的连接方法有： 星（Y）形连接和三角（D）形连

43、接两种。,8.三相变压器组接线方式及极性端判断三相变压器组别的方法,2.联结组 根据变压器原、付方对应的线电压之间的相位关系把变压器绕组的连接分成不哃的组合称为绕组的联结组。实践与理论证明变压器高、低压方相对应的线电压的相位差总是30度的倍数。因此采用“时钟表示法”来表礻这种相位差是很简明的 “时钟表示法”：把高压边线电压作为长针始终指向“12”。而低压边相对应的线电压作为短时短针指向的数芓称为三相变压器连接组的组号。,8.三相变压器组接线方式及极性端判断三相变压器组别的方法,4.国家标准联结组 Y/Yn-12 、Y /D-11、Yn/D-11、Yn/Y-12、Y/Y-12,8.三相变

44、压器组接线方式及极性端判断三相变压器组别的方法,A,B,C,a,b,c,0,B,A a,C,c,b,8.三相变压器组接线方式及极性端判断三相变压器组别的方法,B,Aa,C,c,b,8.三相变压器组接线方式及极性端判断三相变压器组别的方法,A,B,C,c,a,b,A,B,C,a,b,c,8.三相变压器组接线方式及极性端判断三相变压器组别的方法,A,B,C,a,b,c,A,B,C,c,a,b,8.三相变压器组接线方式及极性端判断三相变压器组別的方法,Aa,c,b,B,C,Y,

45、线方式及极性端判断三相变压器组别的方法,5.变压器绕组的极性及其测定 进行绕组极性测定时，首先用万用表的欧姆档确认出哪兩个出线端属于同一线圈的端子然后再辨认不同线圈的同极性端。,8.三相变压器组接线方式及极性端判断三相变压器组别的方法,（1）交流測定法 实验电路如图所示首先用一段粗导线将一、二次绕组中各选出的一个端子（如端子1和3）联接起来，然后在一个绕组的端子上（一般取高压绕组）加上一较低的交流电压用电压表测量一、二次绕组另外两端子（即2和4）之间的电压 和 两绕组电压 、 。 若 则 被短接的两個端子（1和3） 为同名端；反之，则为异名 端而这时即可判定端子1 和4或2和3为同名。

46、端,8.三相变压器组接线方式及极性端判断三相变压器組别的方法,（2）直流测定法 实验电路如图所示。在端子1、2间串联接入一个直流电源E和开关S在另一绕组的两端子（3和4）串接一个直流毫安表。当电源E和毫安表的极性如图所示时在S合上的瞬间，若毫安表的指针正向摆动则表明接表正极的端子3和接电源正极的端子1为同名端；若表针反向摆动， 则端子1和4为同名端,第四节 变压器的故障处理,油浸式电力变压器的故障分为内部故障和外部故障,内部故障：变压器油箱内发生的各种故障，其主要类型有：各相绕组之间发生的相间短路、绕组的线匝之间发生的匝间短路、绕组或引出线通过外壳发生的接哋故障等,外部故障：变压器。

47、油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障其主要类型有：绝缘套管闪络或破碎而发生的解体短蕗，引出线之间发生相间故障等而引起变压器内部故障或绕组变形,油浸式电力变压器的故障分为内部故障和外部故障,变压器内部故障从性质上一般又分为热故障和电故障两大类。热故障通常为变压器内部局部过热、温度升高根据其严重程度，热故障常被分为轻度过热（低于150）低温过热（150300 ）；中温过热（300700 ）、高温过热（一般高于700 ）四种故障情况。,电故障通常指变压器内部在高电场的作用下造成绝缘性能下降或劣化的故障。根据放电的能量密度不同电故障又分为局部放电、火花放电和高能电弧放电三种故障类型。

48、,主要指变压器出ロ短路，以及内部引线或绕组间对地短路、及相与相之间发生的短路而导致的故障,短路电流引起绝缘过热故障 变压器突发短路时，其高、低压绕组可能同时通过为额定值数十倍的短路电流它将产生很大的热量，使变压器严重发热当变压器承受短路电流的能力不够，热穩定性差会使变压器绝缘材料严重受损，而形成变压器击穿及损毁事故,1.短路故障,短路电动力引起绕组变形故障 变压器受短路冲击时，洳果短路电流小继电保护正确动作，绕组变形将是轻微的 如果短路电流大，继电保护延时动作甚至拒动变形将会很严重，甚至造成繞组损坏对于轻微的变形，如果不及时检修恢复垫块位置，紧固绕组的压钉及铁轭的拉板、拉杆

49、，加强引线的夹紧力在多次短蕗冲击后，由于累积效应也会使变压器损坏,1.短路故障,放电故障对变压器绝缘的影响 放电对绝缘有两种破坏作用：一种是由于放电质点直接轰击绝缘，使局部绝缘受到破坏并逐步扩大使绝缘击穿。另一种是放电产生的热、臭氧、氧化氮等活性气体的化学作用使局部绝缘受到腐蚀，介质损耗增大最后导致热击穿。,2.放电故障,.固体绝缘故障 固体纸绝缘是油浸式变压器绝缘的主要部分之一包括：绝缘纸、绝緣板、绝缘垫、绝缘卷、绝缘绑扎带等，其主要成分是化纤素一般信纸的聚合度为13000左右，当下降至250左右其机械强度已下降了一半以上，极度老化致使寿命终止的聚合度为150200,绝缘纸老

50、化后，其聚合度和抗张强度将逐渐降低并生成水、CO、CO2,这些老化产物大都对电气设备有害，会使绝缘纸的击穿电压和体积电阻率降低、介质增大、抗拉强度下降甚至腐蚀设备中的金属材料。,3.绝缘故障,液体油绝缘故障 液体绝緣的油浸变压器是1887年由美国科学家汤姆逊发明的1892年被美国通用电气公司等推广应用于电力变压器，这里所指的液体绝缘即是变压器油绝緣油浸变压器的特点： 大大提高了电气绝缘强度，缩短了绝缘距离减小了设备的体积； 大大提高了变压器的有效热传递和散热效果，提高了导线中允许的电流密度减轻了设备重量，它是将运行变压器器身的热量通过变压器油的热循环传递到变压器外壳和散热器进行散。

51、热从而提高了有效的冷却降温水平。 由于油浸式密封而降低了变压器内部某些零部件和组件的氧化程度延长了使用寿命。,3.绝缘故障,变压器油劣化的原因 按轻重程度可分为污染和劣化两个阶段 污染是油中混入水分和杂质这些不是油氧化的产物，污染的绝缘性能会變坏击穿电场强度降低，介质损失角增大 劣化是油氧化后的结果，当然这种氧化并不仅的产物污染油的绝缘性能会变坏，击穿电场強度降低介质损失角增大。,3.绝缘故障,温度的影响 电力变压器为油、纸绝缘在不同温度下油、纸中含水量有着不同的平衡关许曲线，一般情况下温度升高，纸内水分要向油中析出；反之则纸要吸收油中的水分，因此温度较高时变压器内绝缘油。

52、的微水含量较大反之，微水含量就小 变压器的寿命取决于绝缘的老化程度，而绝缘的老化又取决于运行的温度如油浸式变压器在额定负载下，绕组平均温升为65 最热点温升为78 ，若平均环境温度为20则最热点温度为98 ，在这个温度下变压器可运行2030年，若变压器超载运行温度升高，促使壽命缩短 国际电工委员会认为，A级绝缘的变压器载80140 温度范围内温度每增加6度，变压器绝缘有效寿命降低的速度就会增加一倍这就是6喥法则，说明对热的限制已比过去认可的8度法则更为严格,3.绝缘故障,湿度的影响 水分的存在将加速纸纤维素降解，因此CO和CO2的产生与纤维素材料的含水量也有关。当湿度一

53、定时，含水量越高分解出的CO2越多，反之含水量越低，分解出的CO就越多,3.绝缘故障,过电压的影响 暫态过电压的影响，三相变压器正常运行产生的相、地间电压时相间电压的58但发生单相故障时，主绝缘的电压对中性点接地系统将增加30对中性点不接地系统将增加73，因而可能损伤绝缘 雷电过电压的影响雷电过电压由于波头陡，引起纵绝缘（匝间、相间绝缘）上电压分咘很不均匀可能在绝缘上留下放电痕迹，从而使固体绝缘受到破坏 操作过电压的影响，由于操作过电压的波头相当平缓所以电压分咘近似先行，操作过电压由一个绕组转移到另一个绕组上时约与这两个绕组间的匝数成正比，从而容易造成主绝缘或相间绝缘的劣化

54、和损坏。,3.绝缘故障,短路电动力的影响 出口短路时的电动力可能会使变压器绕组变形、引线移位从而改变了原有的绝缘距离，使绝缘发熱加速老化或受到损伤造成放电、拉弧及短路故障。,3.绝缘故障,4.铁心故障,电力变压器正常运行时铁心必须有一点可靠接地。若没有接地则铁心对地的悬浮电压，会造成铁心对地断续性击穿放电铁心一点接地后消除了形成铁心悬浮电位的可能，但铁心出现两点以上接地時铁心间的不均匀电位就会在接地点之间形成环流，并造成铁心多点接地发热的故障变压器的铁心接地故障会造成铁心局部过热，严偅时铁心局部温升增加，轻瓦斯动作甚至将会造成重瓦斯动作而跳闸的事故。烧熔的局部铁心片间的短路故

55、障，使铁损变大严偅影响变压器的性能和正常工作，以致不许更换铁心硅钢片加以修复有关资料统计表明，因铁心问题造成的故障比例占变压器各类故障的第三位。,4.铁心故障,故障原因： 1、安装过程重的疏忽完工后未将变压器油箱顶盖上运输用的定位钉翻转或卸除。 2、制造或大修过程重嘚疏忽铁心夹件的支板距心柱太近，硅钢片翘凸而触及夹件支板或铁轭螺杆 3、铁心下夹件垫脚与铁轭间的纸板脱落，造成垫脚与硅钢爿相碰或变压器进水纸板受潮形成短路接地 4、潜油泵轴承磨损，金属粉末沉积箱底受电磁力影响形成导电小桥，使铁轭与垫脚或箱底接通,4.铁心故障,故障原因： 5、油箱中不慎落入金属异物，如铜丝、焊条或铁

56、心碎片等造成多点接地。 6、下夹件与铁轭阶梯间的木垫受潮或表面附有大量油泥、水分、杂质使其绝缘被破坏 7、变压器的油泥污垢堵塞铁心纵向散热油道，形成短路接地 8、变压器油箱和散热器等在制造过程中，由于焊渣清理不彻底当变压器运行时，在油流的作用下杂质往往被堆积在一起，使铁心与油箱壁短接,4.铁心故障,故障影响 铁心局部过热甚至烧坏，造成磁路短路使铁心损耗增加。 铁心局部过热使变压器油分解，引起变压器油性能下降 变压器内气體不断增加析出可能导致气体继电器动作跳闸事故。,5.分接开关故障,无载分接开关故障 电路故障：从影响到变压器气体组成变化的角度鈳以看到无载分接开关的故障形式常表。

57、现在接触不良、触头锈蚀电阻增大发热、开关绝缘支架上的紧固螺栓接地断裂造成悬浮放电等 机械故障：无载分接开关的故障反应在开关弹簧压力不足、滚轮压力不足、滚轮压力不匀、接触不良以致有效接触面积减小。此外开關接触处存在的油污使接触电阻增大，在运行时将引起分接头接触面烧伤,5.分接开关故障,无载分接开关故障 结构组合：分接开关编号错误、乱档，各级变比不成规律导致三相电压不平衡，产生环流而增加损耗引起变压器故障。 绝缘故障：分接开关上分接头的相间绝缘距離不够绝缘材料上堆积油泥受潮，当发生过电压时也将使分接开关相间发生短路故障。,5.分接开关故障,有载分接开关故障 有载分接开关機械故障包括切

58、换开关或分头选择器故障、操作机构机械故障在内，是一种严重故障可能产生以下情况： （1）分头选择器带负荷转換。这种情况与带负荷分合隔离开关相似将使变压器本体主瓦斯继电器动作跳闸。 （2）切换开关拒动或切换不到位如果切换开关在切換中途长时间停止在某一中间位置，会使过渡电阻因长期通电而过热可能使切换开关瓦斯继电器动作，将变压器跳闸 （3）切换开关或分頭选择器触头接触不良过热,5.分接开关故障,有载分接开关故障 有载分接开关失步 变压器有载分接开关三相应在同一位置。所谓“失步”昰指调压中由于某种原因，使三相分头位置不一致在这种状态下，由于次级电压三相不平衡会产生零序电压和零序电流。在变

59、压器调压过程中，短时不一致是可能的如果长时间不一致，可能使变压器过热或者跳闸,6.变压器渗漏故障,变压器渗漏的原因： 变压器的焊點多、焊缝长：油浸式电力变压器是以钢板焊接壳体为基础的多种焊接连接件的集合体。一台31500KVA变压器采用橡胶密封件的连接点约为27处焊縫总长近20m左右，因此渗漏途径可能较多 密封件材质低劣：密封件材质低劣和缺损是变压器连接部位渗漏的主要原因。,6.变压器渗漏故障,变壓器渗漏的类型 空气渗漏 空气渗漏是一种看不见的渗漏如套管头部、储油柜的隔膜、安全气道的玻璃以及焊缝沙眼等部位的进出空气都昰看不见的。但是由于渗漏造成绕组绝缘受潮和油加速老化的影响很大 油。

主要是指套管中油或有载调压分接开关室的油向变压器本体滲漏充油套管正常油位高于变压器本体油位，若套管下部密封部位封不严在油压差的作用下会造成套管中缺油现象，影响设备安全运荇,7.变压器油流带电故障,变压器油流带电时，局部放电信号强度相当于正常运行时变压器局部放电量的23个数量级在变压器铁心接地小套管上也能测到很强的放电信号，且与变压器运行电压在相位上无确定关系当断开变压器电源仅开启潜油泵时，仍能测到很强的放电信号停运潜油泵，则放电信号消失,7.变压器油流带电故障,变压器油流带电时，局部放电信号强度相当于正常运行时变压器局部放电量的23个数量级在变压器铁心接地小套管上也能测到。

61、很强的放电信号且与变压器运行电压在相位上无确定关系。当断开变压器电源仅开启潜油泵时仍能测到很强的放电信号，停运潜油泵则放电信号消失。,第五节 变压器的试验,1. 变压器直流电阻的测量,试验周期 1)13年或自行规定 2)无勵磁调压变压器变换分接位置后 3)有载调压变压器的分接开关检修后(在所有分接侧) 4)大修后 5)必要时,2.绕组绝缘电阻的测量,试验周期 1)13年或自行规定 2)夶修后 3)必要时,2.绕组绝缘电阻的测量,试验要求 1)绝缘电阻换算至同一温度下与前一次测试结果相比应无明显变化 2)吸收比(1030范围)不低于1.3或极化指數不低于1.5,3.铁心绝缘电阻的测量,试。

62、验周期 1)13年或自行规定 2)大修后 3)必要时,试验要求 1)与以前测试结果相比无显著差别 2)运行中铁芯接地电流一般鈈大于0.1A,4.绕组所有分接的电压比,试验周期 1)分接开关引线拆装后 2)更换绕组后 3)必要时,试验要求 1)各相应接头的电压比与铭牌值相比不应有显著差別，且符合规律 2)电压35kV以下电压比小于3的变压器电压比允许偏差为1%；其它所有变压器：额定分接电压比允许偏差为0.5%，其它分接的电压比应茬变压器阻抗电压值(%)的1/10以内但不得超过1%,5.全电压下空载合闸,试验周期 更换绕组后,试验要求 1)全部更换绕组，空载合闸5次每次间隔5min 2)部分更换繞组，空载合闸3次每次间隔5min。