变压器讲义.doc

变 压 器 讲 义一、主变压器的学习内容（1）学习内容：基本原理、 本体结构、辅助设备及其作用、运行规定、巡视检查、大小修的项目、验收、异常运行及处理、事故处理等。（2）学习方法（举例说明）： 1）冷却器：冷却器的组成及作用。冷却器控制箱各小开关、操作把手、信号指示灯、主要的继电器、接触器等设备的作用。冷却器启动方式。冷却器手动、自动操作。冷却器交、直流电源配置。看懂冷却器控制回路图。冷却器有哪些异常信号，各信号的含义是什么。冷却器的异常运行及处理。冷却器的巡视检查内容。检修冷却器时如何布置安全措施及验收。 2）有载调压装置：调压装置的组成及作用。调压装置的基本原理。就地调压柜内各小开关、操作把手、信号灯主要继电器的作用等。本变压器有多少种调压方式，各种方式如何操作。交、直流电源的配置。看懂调压回路控制图。调压装置有哪些异常信号？各信号的含义是什么？调压装置可能出现哪些异常现象？如何处理？调压装置巡视检查内容。 二、变压器结构原理1变压器在电力系统中作用变压器在电力系统中的主要作用是变换电压，以利于功率的传输。电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高送电的经济性，达到远距离送电的目的。而降压变压器则能把高电压变为用户所需要的各级使用电压，满足用户需要。2基本工作原理变压器是一种按电磁感应原理工作的电气设备，当一次线圈加上电压、流过交流电流时，在铁芯中就产生交变磁通。这些磁通中的大部分交链着二次线圈，称它为主磁通。在主磁通的作用下，两侧的线圈分别产生感应电势，电势的大小与匝数成正比。变压器的原、副线圈匝数不同，这样就起到了变压作用。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。3变压器的基本结构变压器主要由铁芯、绕组、绝缘以及辅助设备组成。（1）铁芯。铁芯型式有芯式和壳式。电力变压器的铁芯结构型式普遍采用芯式铁芯，芯式铁芯有分为以下三种（大多数厂家选用芯式，只有少数厂家选用壳式）：芯式与壳式的区别：芯式：铁心柱截面为圆形立放，高低压线圈截面亦为圆形（实为环形）同心地套在铁心柱上，线圈包围贴心。壳式：铁芯截面为长方形卧放，线圈截面亦为长方形套在铁心柱上卧房，两边有旁轭，铁心包围线圈。1）单相二铁芯柱，它有两个铁芯柱，用上、下两个铁轭将芯柱连接起来，构成闭合磁路。绕组分别放在两个铁芯柱上，两个铁芯柱上的绕组可以接成串联，也可以接成并联。通常将低压绕组放在内侧，即靠近铁芯，而把高压绕组放在外侧，即远离铁芯。这主要是为了满足绝缘和其它方面的要求，例如处理绕组的分接头抽头等。2）三相三铁芯柱。它是将三相的三个绕组分别放在三个铁芯柱上，三个铁芯柱也由上、下两个铁轭将芯柱连接起来，构成闭合磁路。绕组的布置方式同单相变压器一样。3）三相五铁芯柱，它与三相铁芯相比较，在铁芯柱的左右两侧多了两个分支铁芯柱，成为旁轭。各电压级的绕组分别按相套在中间三个铁芯柱上，而旁轭没有绕组，这样就构成了三相五铁芯柱变压器。变压器的铁芯必须要接地答运行中变压器的铁芯及其它附件都处于绕组周围的电场内，如不接地，在外加电压的作用下，铁芯及其它附件必然感应一定的电压。当感应电压超过对地电压放电电压时，就会产生放电现象。为了减免变压器的内部放电，所以要将铁芯接地。（2）绕组。国产电力变压器，基本上都是芯式变压器，所以绕组也都是采用同心绕组，主要有同圆形绕组、螺旋形绕组、换位导线绕成绕组、连续式绕组、纠结式绕组。（3）绝缘。变压器的绝缘分主绝缘和纵向绝缘两大部分。主绝缘是指绕组对地之间、相间和同一相而不同电压等级的绕组之间的绝缘，主绝缘主要采用油-隔板绝缘结构，这种结构通常采用加覆盖层、包绝缘层及隔板油隙形成；纵向绝缘是指同一电压等级的一个绕组，其不同部位之间，例如层间、匝间、绕组与静电屏之间的绝缘。（4）辅助设备。油箱、油枕、呼吸器、防爆管（压力释放装置）、散热器、绝缘套管、分接开关、气体继电器、温度计、净油器等。4变压器主要技术参数的含义额定容量：指变压器在额定电压、额定电流时连续运行所输送的容量。额定电压：指变压器长时间运行所能承受的工作电压。额定电流：指变压器在额定容量下，允许长期通过的电流。容量比：指变压器各侧额定容量之比。电压比：指变压器各侧额定电压之比。短路损耗（铜损）：指变压器一、二次电流流过一、二次绕组，在绕组电阻上所消耗的能量之和。铜损与一、二次电流的平方成正比。空载损耗（铁损）：指变压器在额定电压时，变压器铁心所产生的损耗。铁损包括激磁损耗和涡流损耗。空载电流：指变压器在额定电压下空载运行时，一次侧通过的电流。不是指刚合闸瞬间的激磁涌流峰值，而是指合闸后的稳态电流。百分比阻抗（短路电压）：指变压器二次绕组短路，使一次侧电压逐渐升高，当二次绕组的短路电流达到额定值时，此时一次侧电压与额定电压比值百分数。变压器的容量与短路电压的关系是：变压器容量越大，其短路电压越大。5自耦变压器的额定容量、标称容量、通过容量的含义设自耦变压器二次侧的功率、电流、电压分别为P2、I2、U2 ，则功率与电流电压的关系如下：P2=U2I2=U2（I+I1）=U2I+U2I1=Pdc+Pcd式中：I2=I+I1；P2为二次功率，也是自耦变压器的“额定容量”，或叫“通过容量”；Pdc为电磁功率，也叫自耦变压器的“标准容量”，这部分功率表示通过公共线圈；Pcd传导功率，通过自耦变压器的串联线圈利用电路直接由一次传到二次侧去的功率。传导功率不需要增加二次线圈的容量。自耦变压器铭牌上所标的额定容量，指的是额定“通过容量”，同时也是高压侧串联线圈的额定容量。自耦变压器的“标准容量”总是小于其通过容量，换句话说，用自耦变压器来传输功率时，它本身某部分线圈的容量可以不比其通过容量小。因为变压器的尺寸、重量及铁芯截面是由通过其磁路传输的功率决定的，因此，对于自耦变压器来说，其尺寸和重量则是由公共线圈的容量，也即由其额定标准容量决定的。6什么叫变压器的接线组别及常用的接线组别答：为了表明变压器各侧线电压的相位关系，将三相变压器的接线分为若干组，称为接线组别。常用的有Y，yn12、Y,d11、O-YN,D12，d11，500kV主变压器常采用采用0-YN，d12,d11。7变压器的绝缘变压器的绝缘可分为内绝缘和外绝缘，内绝缘是油箱内的各部分绝缘，外绝缘是套管上部对地和彼此之间的绝缘。内绝缘又可分为主绝缘和纵绝缘两部分。主绝缘是绕组与接地部分之间，以及绕组之间的绝缘。在油浸式变压器中，主绝缘以油纸屏障绝缘结构最为常用。纵绝缘是同一绕组各部分之间的绝缘，如不同线段间、层间和匝间的绝缘等。通常以冲击电压在绕组上的分布作为绕组纵绝缘设计的依据，但匝间绝缘还应考虑长期工频工作电压的影响。8变压器内部主要绝缘材料变压器内部主要绝缘材料有：变压器油，绝缘纸板，电缆纸，皱纹纸。9变压器温度与使用寿命关系、绝缘寿命六度法则变压器的适用寿命与温度有密切关系。绝缘温度经常保持在95时，使用年限为20年；温度为105，约为7年，温度为120，约为两年；温度为170，仅约为1012天。绝缘寿命六度法则变压器中所使用的绝缘材料，长期在温度的作用下，会逐渐降低原有的绝缘性能，这种绝缘在温度作用下逐渐降低的变化，叫做绝缘的老化。所谓绝缘寿命六度法则是指变压器用的电缆纸，在80140的范围内，温度每升高6，绝缘寿命将要减少一半。三、变压器辅助设备油箱、油枕、呼吸器、防爆管（压力释放装置）、散热器、绝缘套管、分接开关、气体继电器、温度计、净油器等。 1变压器绝缘套管 变压器绝缘套管作用是：（1）是用于将变压器内部的高、低压引线引到油箱的外部；（2）固定引线。2变压器冷却器（1）冷却器的作用及形式当变压器上层油温与下部油温产生温差时，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。 1）油浸式自然空气冷却方式。 2）油浸风冷式。 3）强迫油循环水冷式。 4）强迫油循环风冷式。 5）强迫油循环导向冷却。在500kV变电站中一般大型变压器采用强油强风冷式，而超大型变压器采用强迫油循环导向冷却方式。 （2）强油强风冷变压器冷却器主要元件组成及作用冷却器由热交换器、风扇、电动机、气道、油泵、油流指示器等组成。冷却风扇是用于排出热交换器中所发射出来的热空气。油泵装在冷却器的下部，使热交换器的顶部油向下部循环。油流指示装在冷却器的下部较明显的位置，以利运行人员观察油泵的运行状态。（3）调压装置1）变压器在正常运行时为什么要调压？变压器正常运行时，由于负载变动，或一次侧电源电压的变化，二次侧电压也是经常在变动的。电网各点的实际电压一般不能恰好与额定电压相等。这种实际电压与额定电压之差称为电压偏移。电压偏移的存在是不可避免的，但要求这种偏移不能太大，否则就不能保证供电质量，就会对用户带来不利的影响。因此，对变压器进行调压（改变变压器的变比），是变压器正常运行中一项必要的工作。调节变压器分接头只能改变系统电压,而不能改变无功分布。 2）分类：（接头开关、无载调压、有载调压）连接以及切换变压器分接抽头的装置，称为分接开关。如果切换分接头必须将变压器从电网中切除，即不带电切换，称为无励磁调压或无载调压。这种分接头开关称为无励磁分接头开关，或无载调压分接头开关。如果切换分接头不需要将变压器从电网中切除，即可以带着负载切换，则称为有载调压。这种分接头开关称为有载分接头开关。3）有载调压分接开关主要部件组成及各部件的作用有载调压分接开关由下列主要部件组成：（1）有载分接开关。它是能在变压器励磁或负荷状态下进行操作的分接头切换开关，是用于调换线圈分接头运行位置的一种装置。通常它由一个带过渡阻抗的切换开关和一个带（或不带）范围开关的分接选择器所组成。整个开关是通过驱动机构来操作的（在有些型式的分接开关中，切换开关和分接选择器的功能被结合成为一个选择开关）。（2）分接选择器。它是能承载但不能接通或断开电流的一种装置，与切换开关配合使用，以选择分接头的连接位置。（3）切换开关。它是与分接选择器配合作用，以承载、接通和断开已选电路中的电流的一种装置。（4）选择开关。它把分接选择器和切换开关的作用结合在一起，是能承载接通和断开电流的一种装置。（5）范围开关。它具有通电能力，但不能切断电流。它可将分接绕组的一端或另一端接到主绕组上。（6）驱动机构。它是驱动分接开关的一种装置。（7）过渡阻抗。在切换时用以限制在两个分接头间的过渡电流，以限制其循环电流。（8）主触头。它承载通过电流的触头，是不经过过渡阻抗而与变压器绕组相连接的触头组，但不用于接通和断开任何电流。（9）主通断触头。它不经过过渡阻抗而与变压器绕组相连接，是能接通或断开电流的触头组。（10）过渡触头。它是经过串联的过渡的过渡阻抗而与变压器绕组相连接的，是能接通或断开电流的触头组。 （4）气体继电器的作用及根据气体的颜色来判断故障气体继电器的作用是当变压器内部发生绝缘击穿、线匝短路及铁芯烧毁等故障时，给运行人员发出信号或切断电源以保护变压器。安装位置。可按下面气体的颜色来判断故障： 1）灰黑色,易燃。通常是绝缘油炭化造成的，也可能是接触不良或局部过热导致。 2）灰白色,可燃。有异常臭味，可能是变压器内纸质烧毁所致，有可能造成绝缘损坏。 3）黄色不,易燃。木质制件烧毁所致。 4）无色不,可燃。无味，多为空气。主变压器新装或大修后投入运行为什么有时气体继电器会频繁动作？遇到此类问题怎样判断和处理？ 新装或大修的变压器在加油、滤油时，会将空气带入变压器内部，若没有能够及时排出，则当变压器运行后油温逐渐上升，形成油的对流，将内部贮存的空气逐渐排除，使气体继电器动作。气体继电器动作的次数，与变压器内部贮存的气体多少有关。遇到上述情况时，应根据变压器的音响、温度、油面以及加油、滤油工作情况作综合分析。如变压器运行正常，可判断为进入空气所致，否则应取气做点燃试验，判断是否变压器内部有故障。（5）变压器油箱的作用几常见的变压器油箱的类型油箱是变压器的外壳，内装铁芯和线圈并充满变压器油，使铁芯和线圈浸在油内。变压器油起绝缘和散热作用。大型变压器一般有两个油箱，一个为本体油箱；一个为有载调压油箱，有载调压油箱内装有切换开关。这是因为切换开关在进行操作过程中会产生电弧，若进行频繁操作将会使油的绝缘性能下降，因此设一个单独的油箱将切换开关单独放置。常见的变压器油箱按其容量的大小，有箱式和钟罩式两种基本型式。1）箱式油箱。箱式油箱用于中、小型变压器。这种变压器上部箱盖可以打开，其充油后总重量，与大型变压器相比，不算太重，因此，当变压器的器身需要进行检修时可以将整个变压器带油搬运至有起重设备的场所，将箱盖打开，吊出器身，进行检修。2）钟罩式油箱。一般大型变压器均采用钟罩式油箱。这种变压器的器身自重都在200t以上，总重量均在300t以上，运输起来比较困难。当进行器身检修时，不必吊出笨重的器身，只要吊去较轻的箱壳，即可进行检修工作。 （6）变压器油枕的作用 1）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，保证变压器油箱内经常充满油的作用。若没有油枕，变压器油箱内的油面波动就会带来以下两个方面的不利因素：一是油面降低时露出铁芯和线圈部分会影响散热和绝缘；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。减少油和空气的接触面，防止油被过速地氧化和受潮，油枕的油面比油箱的油面要小，另外油枕的油在平常几乎不参加油箱内的循环，它的温度要比油箱内的上层油温底得多，而油在低温下氧化过程慢。因此有了油枕，可防止油的过速氧化。变压器油枕有两种型式，即胶囊式油枕和隔膜式油枕。2）胶囊式油枕的特点油的老化，除了由于油质本身的质量原因外，油和大气相接触是一个非常主要的原因。因为变压器油中溶解了一部分空气，空气中的氧将促使变压器油及浸泡在油中的纤维老化。为了防止和延缓油的老化，必须尽量避免变压器油直接和大气相接触。变压器油面与大气相接触的部位有两处：一是安全气道的油面；二是油枕中的油面。安全气道改用压力释放阀，油枕采用胶囊密封，可以减少油与大气接触的面积，用这种方法能防止和减缓油质老化。胶囊式油枕是在油枕的内壁增加了一个胶囊袋。胶囊袋内部经过呼吸器及其连管与大气相通，胶囊袋的底面紧贴地浮在油枕上，使胶囊袋和油面之间没有空气，隔绝了油面和空气的接触。这样空气中的氧不再和油中的气体相交换，油中溶解氧的含量渐渐下降，直到全部消耗完为止，从而可达到阻止油氧化的目的。用胶囊袋还可以防止外界的湿气、杂质等侵入变压器内部，使变压器能保持一定的干燥程度。当油面随温度变化时，胶囊袋也会随之膨胀和压缩，其到了呼吸的作用。3）隔膜式油枕的特点油枕中隔膜使油枕中的油与空气隔离，达到减慢油质劣化速度的目的。隔膜式油枕就是在油枕的中间法兰处安装胶囊密封隔膜，隔膜底面紧贴浮在油枕的油面上，使隔膜和油面之间没有空气。在油枕的下部增加了一个集气室，其底部倾斜，便于污油沉积和气体汇集。集气室底部有两个连接头，一个接排气管，另一个接注、放油管。4）油位计的作用油枕的一端一般装有油位计（表）。油位计（表）是用来指示油枕中的油面用的。对于胶囊式油枕，为了使变压器油面与空气完全相隔绝，其油位计间接显示油位。这种油枕是通过在油枕下部的小胶囊袋，使之成为一个单独的油循环系统，当油枕的油面升高时，压迫小胶囊袋的油柱压力增大，小胶囊袋的体积被缩小了一些，于是在油表反应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，压迫小胶囊袋的油柱压力也将减小，使小胶囊袋体积也相对地要增大一些，反应在油表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，它是通过油枕油面的高、低变化，导致小胶囊袋压力大小发生变化，从而使油面间接地、成正比例地反应油枕油面高低的变化。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。 5）防潮呼吸器、内部的硅胶、油封杯的作用 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胶的使用寿命，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）引起呼吸器硅胶变色的原因正常干燥时呼吸器硅胶为蓝色。当硅胶颜色变为粉红色时，表明硅胶已受潮而且失效。一般已变色硅胶达2/3时，值班人员应通知检修人员更换。硅胶变色过快的原因主要有：（1）长时期天气阴雨，空气湿度较大，因吸湿量大而过快变色。（2）呼吸器容量过小。（3）硅胶玻璃罩罐有裂纹、破损。（4）呼吸器下部油封罩内无油或油位太低，起不到良好的油封作用，使湿空气未经油封过滤而直接进入硅胶罐内。（5）呼吸器安装不当。如胶垫龟裂不合格、螺丝松动、安装不密封而受潮。（7）变压器压力释放阀的作用变压器压力释放阀的作用相当于早期变压器的防爆筒，起安全阀的作用。当变压器发生故障或穿越性的短路未及时切除，电弧或过流产生的热量使变压器油发生分解，产生大量高压气体，使油箱承受巨大的压力，严重时可能使油箱变形甚至破裂，并将可燃性油喷洒满地。压力释放阀在这种情况下动作排出故障产生的高压气体和油，以减轻和解除油箱所承受的压力，保证油箱的安全。对主变压器（日立公司）其动作压力整定在101磅/平方英寸并在2ms内全部开放。主、辅油箱各有一个压力释放阀。 （8）温度计的作用一般大型变压器都装有测量上层油温的带电接点的测温装置，它装在变压器油箱外，便于运行人员监视变压器油温情况。用于测量变压器上层油温的测温装置有电触点压力式温度计和遥测温度计。电触点压力式温度计除了可以测量变压器的时实温度外，还带有电触点，若温度到达或超过上、下限给定值时，其触点会闭合，发出报警信号。遥测温度计也称为电阻温度计。它是利用电桥原理构成的，主要由两个部件组成：一是动圈式温度指示仪表，另一部件为热电阻检测元件。运行时，热电阻是装在变压器的箱盖上的，温度指示仪则装在控制室，两者之间通过控制电缆或光缆连接起来，所以可以实现遥测的方式。 *举例说明主变冷控柜内各开关、把手、指示灯的作用是什么？*。举例说明主变调压控制屏上各元件的作用是什么？*举例说明主变压器有载调压装置的操作方式有哪些？（9）变压器油1）油在变压器中的作用变压器的油箱内充满了变压器油，变压器油的作用一是绝缘，二是散热。变压器内的绝缘油可以增加变压器内部各部件的绝缘强度，因为油是易流动的液体，它能够充满变压器内部之间的任何空隙，将空气排除，避免了部件因与空气接触受潮而引起的绝缘降低。其次，因为油的绝缘强度比空气大，从而增加了变压器内部各部件之间的绝缘强度，使绕组与绕组之间，绕组与铁芯之间，绕组与油箱盖之间均保持良好的绝缘。变压器油还可以使变压器的绕组和铁芯得到冷却。因为变压器运行中，绕组与铁芯周围的油受热后，温度升高，体积膨胀，相对密度减小而上升，经冷却后，再流入油箱的底部，从而形成了油的循环。这样，油在不断循环的过程中，将热量传给冷却装置，从而使绕组和铁芯得到冷却。另外，绝缘油能使木材、纸等绝缘物保持原有的化学和物理性能，使金属得到防腐作用，能熄灭电弧2）常用变压器油型号常用的变压器油有3种，其代号为DB-10、DB-25、DB-45。变压器油是矿物油，由于它的成分不同，若将不同的变压器油混合在一起，对油的安定度有影响，会加快油质劣化，所以不同型号的变压器油一般不应混合使用。如果同型号的油不足的情况下不得不混合使用时，则应经过混油试验，即通过化学、物理化验证明可以混合，再混合使用。3）变压器油的闪点变压器油的闪点指的是油加热到某一温度油蒸汽与空气混合物用火一点就闪火的温度。 四、运行规定 （1）温升、变压器温升额定值、为什么要限制变压器的温升？ 运行中设备温度比环境温度高出的数值叫温升。 额定温升值：油为55，线圈为65 因为变压器绕组正常老化温度为98，运行中绕组最热点温升约比其平均温升高13。在环境温度等于20时，按以上温升标准设计的变压器，其绕组最热点温度恰为 20+65+13=98。恰与绕组正常老化温度一致。而变压器过负荷时，其各部分温升将超过额定值，使变压器的绝缘老化加速。一般认为，绕组绝缘温度比98每高6，其寿命老化损失将增加一倍。因此，对变压器的过负荷时间必须加以限制，否则会影响变压器的寿命。（2）变压器绕组的温升规定为65变压器在运行中要产生铁损和铜损，这两部分损耗全部转化为热量，使铁芯和绕组发热、绝缘老化，影响变压器的使用寿命，国标规定变压器绕组的绝缘多采用A级绝缘，因此规定了绕组的温升为65。（3）变压器上层油温不宜经常超过85上层油温的允许值应遵守制造厂的规定，对自然油循环自冷、风冷的变压器最高不得超过95，为了防止变压器油劣化过速，上层油温不宜经常超过85。这是因为温度升高，油的氧化速度增大，油的老化越快。根据试验得出，当平均温度每升高10时，油的劣化速度就会增加1.52倍。当然，规定再低一些对油的运行虽然有利，但却限制了变压器的出力。为了兼顾二者，因此，变压器油温不宜经常超过85。（4）变压器的过负荷，变压器过负荷运行分类变压器的过负荷是指变压器运行时，传输的功率超过变压器的额定容量。（1）允许过负荷。顶部油温不太高，绕组热点温度还无损害，过负荷并不太大，负荷情况稳定，但时间不宜太长。（2）限制过负荷。过负荷程度较大，顶部油温升高，绕组热点温度有一定危害，顶部温度还未达到140，但时间不能太长。（3）禁止过负荷。过负荷很大，运行时间很长，顶部油温很高，绕组热点温度也达到危险程度。（5）正常过负荷及依据所谓正常过负荷系指不影响变压器寿命的过负荷。其含义是变压器在运行中，负荷是经常变化的，在高峰负荷期，变压器可能短时过载，在低谷期，变压器欠载。因此，低谷期损失小，可延长使用寿命；高峰期损失大，而缩短使用寿命。这样低谷可以补偿高峰，从而不影响变压器的使用寿命。变压器正常过负荷运行的依据是变压器绝缘等值老化原则。即变压器在一段时间内正常过负荷运行，其绝缘寿命损失大，在另一段时间内低负荷运行，其绝缘寿命损失小，两者绝缘寿命损失互补，保持变压器正常使用寿命不变。如在一昼夜内，有高峰负荷时段和低谷负荷时段，高峰负荷期间，变压器过负荷运行，绕组绝缘温度高，绝缘寿命损失大；而低谷负荷期间，变压器低负荷运行，绕组绝缘温度低，绝缘寿命损失小，因此两者之间绝缘寿命损失互相补偿。同理，在夏季，变压器一般为过负荷或大负荷运行，冬季为低负荷运行，两者的绝缘寿命损失互为补偿。因此，上述过负荷运行的变压器总的使用寿命无明显变化，故可以正常过负荷。（6）变压器的事故过负荷在电力系统发生事故时，为了保证对重要用户的连续供电，允许变压器在短时间内过负荷运行，称为事故过负荷。变压器在事故状态下过负荷运行，不考虑起始负荷倍数和年等值环境温度，只考虑变压器的冷却方式和当时的环境温度。在事故过负荷状态下，将加速绝缘老化，减少变压器的寿命，但这种损失要比对用户停电带来的损失小得多，因此，在经济上仍然是合理的。（7）变压器正常运行时，其运行参数的允许变化范围1）变压器在运行中绝缘所受的温度越高，绝缘的老化也越快，所以必须规定绝缘的允许温度。一般认为：油浸变压器绕组绝缘最热点温度为98时，变压器具有正常使用寿命，约2030年。2）上层油温的规定。上层油温的允许值应遵循制造厂的规定，对自然油循环自冷、风冷的变压器最高不得超过95，为防止变压器油劣化过速，上层油温不宜经常超过85；对强油导向风冷式变压器最高不得超过80；对强迫油循环水冷变压器最高不得超过75。3）温升的规定。上层油温与冷却空气的温度差（温升），对自然油循环自冷、风冷的变压器规定为55，而对强油循环风冷变压器规定为40。4）线圈温度规定。一般规定线圈最热点温度不得超过105，但如在此温度下长期运行，则变压器使用年限将大为缩短，所以此规定仅限于等冷却空气温度达到最大允许值且变压器满载时才许可。5）电压变化范围。规程规定变压器电源电压变动范围应在其所接分接头额定电压的5%范围内，其额定容量也保持不变，即当电压升高5%时，额定电流应降低5%；当电压降低5%时，额定电流许可升高5%。变压器电源电压最高不得超过额定电压的10%。 五、运行方式（1）变压器的空载运行变压器的空载运行是指变压器的一次绕组接入电源，二次绕组开路的工作状况。此时，一次绕组中的电流称为变压器的空载电流。空载电流产生空载时的磁场。在主磁场（即同时交链一、二次绕组的磁场）的作用下，一、二次绕组中便感应出电动势。变压器空载运行时，虽然二次侧没有功率输出，但一次侧仍要从电网吸取一部分有功功率来补偿由于磁通饱和，在铁芯内引起的铁耗即磁滞损耗和涡流损耗。简称铁耗。磁滞损耗的大小取决于电源的频率和铁芯材料磁滞回线的面积；涡流损耗与最大磁通密度和频率的平方成正比。另外还存在空载电流引起的铜耗，对于不同容量的变压器，空载电流和空载损耗的大小是不同的。 （2）变压器的负载运行 变压器的负载运行是指一次绕组接上电源，二次绕组接有负载的运行形式。此时二次绕组便有电流i2 流过，产生磁通势i22，该磁通势将使铁芯内的磁通趋于改变，使一次电流i1发生变化，但是由于电源电压u1为常值，故铁芯内的主磁通m始终应维持常值，所以，只有当一次绕组新增电流i1所产生的磁通势1i1和二次绕组磁通势i22相抵消时，铁芯内主磁通才能维持不变。即：1i1+2i2=0称为磁通势平衡关系。变压器正是通过一、二次绕组的磁通势平衡关系；把一次绕组的电功率传递到了二次绕组，实现能量转换。（3）变压器的分列运行分列运行是指两台变压器一次母线并列运行，二次母线用联络断路器联络。正常运行时，联络断路器是分断的，这时变压器通过各自的二次母线供给各自的负荷。这种运行方式的特点是在故障状态下的短路电流小。（4）变压器的并列运行并列运行是指两台变压器一次母线并列运行，正常运行时两台变压器通过二次母线联合向负荷供电。或者说二次母线的联络断路器总是接通的。变压器并列运行优点有：1）保证供电的可靠性。当多台变压器并列运行时，如部分变压器出现故障或需停电检修，其余的变压器可以对重要用户继续供电。2）提高变压器的总效率。电力负荷是随季节和昼夜发生变化的，在电力负荷最高峰时，并列的变压器全部投入运行，以满足负荷的要求；当负荷低谷时，可将部分变压器退出运行，以减少变压器的损耗。3）扩大传输容量。一台变压器的制造容量是有限的，在大电网中，要求变压器输送很大的容量时，只有采用多台变压器并列运行来满足需要。4）提高资金的利用率。变压器并列运行的台数可以随负荷的增加而相应增加，以减少初次投资，合理利用资金。（5）两台变压器并列运行的条件1）变压比相等，仅允许相差0.5%。2）接线组别相同。3）阻抗电压的百分数相等，仅允许相差10%。4）容量比不得超过3：1。（6）变压器正常运行的条件1）变压器完好，主要包括变压器本体完好，无任何缺陷；各种电气性能符合规定；变压器油的各项指标符合标准，油位正常，声响正常；各辅助设备（如冷却装置、调压装置、套管、气体继电器、压力释放阀等）完好无损，其状态符合变压器的运行要求。2）变压器额定参数符合运行要求，主要包括：电压、电流、容量、温度等，辅助设备要求的额定运行参数（如冷却器工作电源，控制回路所需的工作电源等）也应满足要求。3）运行环境符合要求。主要包括变压器接地良好，各连接接头紧固；各侧避雷器工作正常；各继电保护装置工作正常等。4）冷却系统完好。六、变压器的异常及事故运行（1）变压器异常状态变压器在运行中出现下列情况之一者属于异常状态：1）严重漏油。2）油位过低。3）油位过高。4）油枕、套管上看不到油位。5）变压器油碳化。6）绝缘油定期色谱分析试验有乙炔或氢气、总烃超标且不断趋于严重。7）变压器内部有异常声音。8）有载调压分接开关调压不正常滑档，无载分接开关直流电阻数值异常。9）变压器套管有裂纹或较严重破损，有对地放电声，接线桩头接触不良有过热现象。10）气体继电器连续发信号、间隔趋短，气体继电器内气体不断集聚。11）在同样环境温度和负荷下，变压器温度不正常，且不断上升。12）其它如冷却系统等有不正常情况。（2）变压器事故状态变压器在运行中出现下列情况之一者属于事故状态：1）各异常状态继续发展成严重状态，而使变压器事故跳闸。2）发生不符合变压器正常运行的一般要求项目的现象，且有可能使变压器烧损的情况。3）变压器发现有隐患、火光、响声很大且不均匀或有暴裂声。4）变压器着火。（3）变压器不对称运行造成变压器不对称运行的原因有以下三个方面：1） 于三相负荷不对称，造成不对称运行。2） 由三台单相变压器组成三相变压器组，当一台损坏而用不同参数的变压器来代替时，造成电流和电压的不对称。3） 由于某种原因使变压器两相运行时，引起不对称运行。七、变压器试验 （1）变压器在投入运行前要做冲击合闸试验1）检查变压器及其回路的绝缘是否存在弱点或缺陷。拉开空载变压器时，有可能产生操作过电压。在电力系统中性点不接地或经消弧线圈接地时，过电压幅值可达44.5倍相电压；在中性点直接接地时，过电压幅值可达3倍相电压。为了检验变压器绝缘强度能否承受全电压或操作过电压的作用，故在变压器投入运行前，需做空载全电压冲击试验。若变压器及其回路有绝缘弱点，就会被操作过电压击穿而加以暴露。2）检查变压器差动保护是否误动。带电投入空载变压器时，会产生励磁涌流，其值可达68倍额定电流。励磁涌流开始衰减较快，一般经0.51s即可减到0.250.5倍额定电流，但全部衰减完毕时间较长，中小型变压器约几秒，大型变压器可达1020s，故励磁涌流衰减初期，往往使差动保护误动，造成变压器不能投入。因此，空载冲击合闸时，在励磁涌流作用下，可对差动保护的接线、特性、定值进行实际检查，并作出该保护可否投入的评价和结论。3）考核变压器的机械强度。由于励磁涌流产生很大的电动力，为了考核变压器的机械强度，故需做空载冲击试验。按照规程规定，全电压空载冲击试验次数，新产品投入，应连续冲击5次；大修后投入，应连续冲击3次。每次冲击间隔时间不少于5min，操作前应派人到现场对变压器进行监视，检查变压器有无异音异状，如有异常应立即停止操作。（2）变压器的空载试验和短路试验在变压器的制造过程中及检修期间更换线圈之后，常要做空载试验和短路试验。变压器的空载试验又称无载试验，实际上就是在变压器的任一侧线圈加额定电压，其它侧线圈开路的情况下，测量变压器的空载电流和空载损耗。变压器的空载电流的大小，取决于变压器的容量、磁路、硅钢片质量和铁芯接缝的大小等因素。一般，中、小型变压器的空载电流占额定电流的416%；2400千伏安以上的变压器的空载电流占额定电流的0.92.4%。空载损耗主要包括铁芯里的涡流损耗和磁滞损耗，还有附加损耗。做变压器空载试验的目的如下：1）测量空载电流、空载损耗，计算出变压器的激磁阻抗等参数，并可求出变比。2）能发现变压器磁路中局部和整体缺陷，如硅钢片间绝缘不良，穿心螺杆或连接片的绝缘损坏等。当有这些缺陷时，由于铁芯或铁件中涡流损耗增加，空载损耗会显著增加。3）能发现变压器线圈的一些问题，如线圈匝间短路，线圈并联支路短路等。因为短路匝存在，其中流过环流引起损耗，也会使空载损耗增加。变压器的短路试验，就是在变压器的任一侧线圈通以额定电流，其它侧线圈短路的情况下，测量变压器此时加电源一侧的电压、电流和短路损耗。为了测量方便，短路试验一般在高压侧供电，所测的损耗主要是线圈中的铜耗（包括铁件中的涡流损耗）。做变压器的短路试验的目的如下：1）测量短路时的电压、电流、损耗，求出变压器的铜耗及短路阻抗等参数。2）检查线圈结构的正确性。对于短路损耗超出标准或比同规格的线圈大时，从中可发现多股并绕线圈的换位是否正确或是否有换位短路。（3）变压器运行中试验项目变压器运行中的试验项目如下：1） 测量绕组的绝缘电阻和吸收比（12年一次）。2） 测量绕组连同套管一起的泄漏电流（12年一次）。3） 测量绕组连同套管一起的tg。4） 测量非纯瓷套管的介质损失角正切值tg（对不需要拆卸套管即能试验者12年一次）。5） 变压器及其套管中的绝缘油试验。6） 测量绕组的直流电阻。7） 冷却装置的检查试验。8） 检查运行中的净油器。9） 检查接缝衬垫和法兰连接情况。10） 对油中溶解气体进行色谱分析。11） 局部放电试验。 八、变压器检修 （1）变压器检修的目的。 1）消除变压器缺陷，排除隐患，使设备能安全运行。 2）保持或恢复变压器的额定传输能力，延长变压器的使用寿命。3）提高和保持变压器的使用效率，提高利用率。（2）变压器检修分类。 变压器的检修工作通常分为维护性检修和恢复性检修两类。 维护性检修是定期或不定期地对变压器各辅助设备及变压器油进行维护，如冷却装置风扇、潜油泵以及散热片、调压驱动装置等。维护性检修的目的是保持变压器始终处于正常状态，提高变压器的健康水平，保证变压器能安全可靠、满足负荷运行。 恢复性检修是在变压器出现故障或缺陷，影响变压器的正常运行甚至迫使变压器退出运行时，对变压器的故障和缺陷进行处理。恢复性检修的目的是消除变压器的故障和缺陷，使变压器能够投入正常运行。 500kV变压器是不需要进行定期大修的，但维护性的检修应按时进行。维护性检修通常一年一次。 （3）变压器进行恢复性检修 1）试验结果表明变压器本体内部存在局部放电或局部过热严重。 2）试验结果表明变压器油质变坏，老化。 3）试验结果表明本体存在在绝缘降低、受潮故障。 4）试验结果表明套管、套管电流互感器、调压装置出现故障。 5）本体运行声音异常。 6）本体存在严重渗油，用其它方法又无法处理的渗油故障。 变压器的恢复性检修（大修）项目 1）吊出器身或吊开钟罩对器身进行检修。 2）对绕组、引线及磁屏装置的检修。 3）对无载分接头开关和有载分接开关的检修。 4）对铁芯、穿心螺丝、轭梁、压钉及接地等的检修。 5）对油箱、套管、散热器、安全气道和储油柜等的检修。 6）对冷却器、油泵、水泵、风扇、阀门及管道等附属设备的检修。 7）对保护装置、测量装置及操作控制的检查试验。 8）对变压器油的处理或换油。 9）对变压器油保护装置（净油器、充氮保护及胶囊等）的检修。 10）对密封衬垫的更换。 11）对油箱内部的清洁，油箱外壳及附件的除锈、涂漆。 12）必要时对绝缘进行干燥处理。 13）进行规定的测量和试验。 （4）变压器的大修周期 1）发电厂和变电站的主变压器、发电厂的主要厂用变压器和主要变电所的所用变压器，在投入运行后的第五年内和以后一般每10年应大修1次。 2）其它超过正常过负荷运行的变压器，每10年大修1次；充氮与胶囊密封的变压器，可适当延长大修间隔。 3）对于密封式的变压器，经过试验和运行情况判定确有内部故障时，才进行大修。 4）运行中的变压器发现异常情况或经试验判明有内部故障时应提前进行大修。 5）在大容量电力系统中运行的主变压器，当承受出口短路后，应考虑提前大修。运行中没有明显缺陷的变压器，且无适当的起重设备，而变压器结构又能保证线圈钉压紧者，对普通小型变压器可取下变压器顶盖进行检查修理；对钟罩式变压器可放油后由人孔进入油箱内进行检查修理。（5）变压器的小修项目 1）检查并消除已发现的缺陷。 2）检查并拧紧套管引出线的接头。 3）放出储油柜中的污泥，检查油位计。 4）对变压器油保护装置及放油阀们的检修。 5）对冷却器、储油柜、安全气道及其保护膜的检修。 6）对套管密封、顶部连接帽密封衬垫的检查，对瓷套绝缘的检查、清扫。 7）对各种保护装置、测量装置及操作控制箱的检修、试验。 8）对有载分接开关的检修。 9）给充油套管及本体补充变压器油。 10）对油箱及附件的检修涂漆。 11）进行规定的测量和试验。 （6）变压器大修时运行人员需要做哪些安全措施 1）主变压器大修必须在设备停电检修状态下进行。 2）断开主变压器三侧电压互感器小开关。 3）断开主变压器三侧隔离开关的动力电源小开关或动力电源保险（可能来电的隔离开关）。 4）停用主变压器的全套保护。 5）停用主变压器失灵保护。 6）停用主变压器启动稳定装置（保护启动和开关三跳启动）。 7）按照电业安全规程的规定布置好现场的安全措施，并与工作负责人进行交代。 8）停用主变压器冷却器。 9）停用主变压器冷却器交流动力电源。 10）停用主变压器冷却器直流控制电源。 11）停用主变压器调压装置交、直流电源。 12）停用有载调压在线滤油机交直流电源。 13）断开本体非电量直流电源回路。 九、其他（1）超高压长线路末端空载变压器的操作应注意的问题由于电容效应，超高压空载长线线路末端电压升高。在这种情况下投入空载变压器，由于铁芯的严重饱和，将感应出高幅值的高次谐波电压，严重威胁变压器绝缘。故在操作前要降低线路首端电压，并投入末端变电站的电抗器，使得操作电压短时间（如500kV级不得超过30min）不超过变压器相应分接头电压的10%。 （2）有些变压器的中性点要装避雷器当变压器的中性点接地运行时，是不需要装避雷器的。但是，由于运行方式的需要（为了防止单相接地事故时，短路电流过大）,220kV及以下系统中有部分变压器的中性点是断开运行的。在这种情况下，对于中性点绝缘不是按照线电压设计(即分级绝缘)的变压器中性点应装避雷器。原因是，当三相承受雷电波时，由于入射波和反射波的叠加，在中性点上出现的最大电压可达到避雷器放电电压的1.8倍左右，这个电压作用在中性点上会使中性点绝缘损坏，所以必须装一个避雷器保护。 （3）正常运行时变压器中性点没有电压 理论上变压器本身三相对称，负荷三相对称，变压器的中性点应无电压，但实际上三相对称很难做到。（直流接地极影响有电流，使变压器偏磁）。在中性点接地系统中变压器中性点固定为地电位；而在中性点不接地系统中变压器中性点对地电压的大小和三相对地电容的不对称程度有关。当输电线路采取换位措施，改善对地电容的不对称度后，变压器中性点对地电压一般不超过相电压的1.5%。(4)变压器运行电压对变压器影响 变压器最理想的运行电压是在额定电压下运行，但由于系统电压在运行中随负荷变化波动相当大，故往往造成加入变压器的电压不等于额定电压的现象。如加于变压器的电压低于额定电压，对变压器不会有任何不良后果，只是对用户有影响。若加于变压器的电压高于额定值，变压器铁芯严重饱和，励磁电流将增大，使铁芯严重发热，将影响变压器的使用寿命，同时，由于铁芯严重饱和，使电压波形畸变，影响了用户的供电质量，其主要危害如下：1）引起用户电流波形的畸变，增加电机和线路上的附加损耗。2）可能在系统中造成谐波共振现象，导致过电压使绝缘损坏。3）线路中电流的高次谐波会影响电信线路，干扰电信的正常工作。4）某些高次谐波会引起某些继电保护装置不正确动作。(5)切除空载变压器时所引起过电压切除空载变压器是系统中常见的一种操作。变压器在空载运行时，表现为一励磁电感LM，因此切除空载变压器，也就是切除电感负载，就会引起操作过电压。（6）过电压对变压器有什么危害？为防止过电压对变压器的危害，应采取哪些措施？变压器过电压有大气过电压和操作过电压两类。操作过电压的数值一般为额定电压的24.5倍，而大气过电压则可达到额定电压的812倍。变压器设计的绝缘强度一般考虑能承受2.5倍的过电压。因此超过2.5倍的过电压，不论哪一种过电压都有可能使变压器绝缘损坏。变压器内部的电压分布受电压的频率和变压器的电阻、感抗、容抗的影响有很大差异，在工频电压情况下容抗是很大的，由它构成的电路相当于断路，因此，正常情况下变压器内部电压分布只考虑电阻和电感就可以了，其分布基本均匀的。大气过电压或操作过电压基本是冲击波，由于冲击波的频率很高，波前陡度很大，波前时间为1.5s的冲击波其频率相当于160kHz，因此，在过电压冲击波的作用下，变压器容抗很小，对变压器内部电压的分布影响很大。冲击波作用于变压器绕组时的危害可分成起始瞬间和振荡过程两个阶段来说明。（1）起始瞬间。当t=0时，绕组的电容起主要作用，电阻和电感的影响可以忽略不计。当冲击波一进入高压绕组，由于有对地电容的存在，绕组每一匝间电容流过的电流不同，起始瞬间的电压分布使绕组首端几匝间出现很大的匝间电压，因此，头几匝的线圈间的绝缘受到严重威胁，最高的匝间电压可达额定电压的50200倍。（2）振荡过程。当t0时，从起始电压分布过渡到最终电压分布的这个阶段，有振荡现象。在此过程中，起作用的不仅有电容，而且还有电感和电阻，在绕组不同的点上将分别在不同时刻出现最大电位（对地电压）。绕组不同点出现的对地电压可升到2倍的冲击波电压值，绕