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用电中的技术问题1、 三相变压器铁芯相邻两层硅钢片压缝拼接为什么？使各层硅钢片的接缝错开，磁路没有缝隙，导磁性能好；有较大的机械强度。2、 低损耗变压器铁芯采用全斜接，不采用条形迭接为什么？优质冷轧晶粒取向硅钢片，其晶粒顺着辗延方向排列。当磁通方向与晶粒排列方向相同时，磁阻小，铁损也小；当磁通方向与晶粒排列方向垂直时，磁阻大，铁损也大。矩形条迭接的铁芯，在接缝处磁通的方向与晶粒的排列方向垂直，因而铁损较大，而全斜接时，在接缝处磁通的方向与经历的排列方向成45，磁阻小，铁损也小，从而空载损耗小。3、 变压器的铁芯必须接地，但只能一点接地，为什么？变压器在运行中，铁芯处在很强的电场中。由于电磁场的作用，铁芯和其他金属件表面会产生感应电荷，因而表面带有一定电位。由于铁芯和其他金属件各自所处的位置不同，因而电位也不同。当两点之间的电位差大于两者之间绝缘的耐压强度时，便会引起火花放电，使绝缘油分解或固体绝缘介质损坏，发生事故，所以变压器铁芯必须接地。但若铁芯多点接地，就会通过接地点形成涡流通路。造成铁芯局部发热，这是不允许的，故而只允许一点接地。事实上，硅钢片之间虽然涂有绝缘漆，但其绝缘电阻较小，只能阻断涡流而不能阻止高压感应电流，故只能将一片硅钢片接地，就相当于整个铁芯都接地。4、 变压器铁芯要通过软铜片经轭铁梁接地，而穿心螺栓则要与轭铁梁绝缘，为什么？变压器铁芯经轭铁梁接地，以免在贴心上蓄积静电荷而引起放电，有一点接地已经满足要求。若穿心螺栓与轭铁梁间的绝缘损坏，既铁芯构成第二点接地，是原来互相绝缘的硅钢片短路，产生很大的涡流，使铁芯发热，严重时导致铁芯烧毁。5、小中型变压器中，紧固件采用螺纹连结紧固时，为什么要采用双螺栓？两个螺栓哪个受力大？在中小型变压器中，紧固件一般采用螺纹连结紧固时。变压器运行时，由于每秒通过变化50周的交流电，产生周期性振动，如果只用一个螺母，紧固件就容易松动。为此，一般都用双螺栓，里面的螺母起紧固作用，外面的螺栓起防止松动作用，两个螺母拧紧时，紧固螺母的螺纹牙只受对顶力，防松螺母的螺纹牙除受对顶力外，还受螺栓传来的力。因此，外面的防松螺母受力大。如果两个螺母的高度不同，应将螺母高度小的作紧固螺母，高度大的作防松螺母。一般要求二者高度一样。6变压器铁芯材料与磁铁的材料有什么不同？变压器铁芯用软磁材料，其特点是：导磁系数高，铁损低，磁阻小，容易磁化，容易退磁，剩磁和矫顽力小。永久磁铁是硬磁材料，其特点是充磁后能保留很大的剩磁，导磁力不高剩磁和矫顽力较大。7、一般电力变压器低压线圈放在内层，高压线圈放在外层，为什么？变压器贴心是接地的，低压线圈放在里面，容易解决对铁芯的绝缘；因变压器需要调压抽头，而高压线圈导线细，匝数多，容易抽头。高压线圈放在外层，抽头引出较方便。8、三线圈变压器的高压、中压和低压线圈是怎样排列的？三线圈变压器主要考虑相互之间传递功率多的绕组靠得近些，这样阻抗压降小，可以降低运行中的电能损失和电压波动。对于升压变压器，是从低压侧向高压侧和中压侧传递功率，故低压绕组在中间，中压绕组靠近铁芯，外层为高压绕组；对于降压变压器，是从高压侧向中压和低压侧传递功率，最理想的方案是将高压侧绕组放在中间，但要增加高压对中压、低压间的绝缘，为此，仍把高压绕组放在最外侧，中压绕组放在中间，低压绕组放在最里层。9、大容量变压器一般不采用Y/Y接，多采用/Y接或者Y/接，为什么？当变压器接成Y/Y时，没有中线，各相励磁电流的三次谐波分量无法通过，此时励磁电流仍保持近似正弦波，而由于变压器铁芯磁路的非线性，主磁通出现三次谐波分量。由于各相三次谐波磁通大小相等，相位相同，因此不能通过铁芯闭合，只能借助于油、箱壁、铁轭等形成回路，产生涡流，引起局部发热，从而降低变压器的效率，因此，容量较大和电压较高的三相变压器不采用Y/Y接法。当线圈接成/Y时，原边励磁电流的三次谐波分量可以通过，于是主磁通可保持为正弦波。而没有谐波分量。当线圈接成Y/时，原边励磁电流的三次谐波分量虽然不能通过，在主磁通中产生三次谐波分量，但因副边为接，三次谐波电势将在中产生三次谐波环流，原边没有相应的三次谐波电流与之平衡，故此环流就成了励磁性质的电流。此时，变压器的主磁通由原边正弦波的励磁电流和副边的环流共同励磁，其效果与/Y接法完全一样，因此，主磁通亦为正弦波而没有三次谐波分量。这样三相变压器采用/Y或Y/接法就不会产生因涡流而引起的局部发热。10、三相变压器Y/接线时，变比不等于线圈匝数比，为什么？三相变压器，其变压比是一次线电压U1x与二次电压U2x的比值，但线圈匝数N仅与相电压成正比，当三相变压器Y/连接时，变压比K=U1x/U2x=3N1/N2，所以变压比不等于线圈匝数比。11、三相自耦变压器，非自耦的第三绕组的电压为610KV时，采用接，当电压为35KV时，又采用Y接，为什么？三相自耦变压器，其自藕线圈的接线方式均是Y接法。由于铁芯有饱和现象，其绕组的感应电压内有三次谐波出现，使波形畸变，造成发热。非自耦的第三绕组与高压及中压绕组只有磁路上的联系，而在电路上是分开的。如果接成形，三次谐波电流可以在内环流，补偿高、中压绕组内出现的三次谐波，对改善高、中压绕组波形有利，因此，当第三绕组的电压为610KV时，均用接。有许多地区，因为负荷很大，不采用610KV而采用35KV电压供电，也就是说低压绕组是35KV，原来35KV电压级电网一般采用Y接。为了满足并列运行的需要，不得不将35KV的第三绕组改用Y接线。12、配电变压器线圈多采用连续式绕法，而大型变压器多采用纠结式绕法，为什么？连续式绕组的特点是绕制方便，工艺简单，焊接点比较少，造价较低。缺点是匝间电容小，受线匝对地电容影响较大，电位分布不均匀，使端部所受电压较高。配电变压器的高压线圈一般为610KV，端部所受电压高的问题可以用加强绝缘的方法解决。这样，配电变压器容易生产，造价低。对于高压大型变压器，如采用连续式绕法，为解决绕组电压分布不均造成的高电压问题，就要大大增加绝缘，增大线圈尺寸，从而增加造价。若采用纠结式绕组，可增大匝间电容，而线匝对地电容影响大为减少，使绕组电压接近均匀，端部匝间电位降低，从而可减少绝缘尺寸，有利散热，缩小体积，降低造价，提高可靠性，虽然施工较为麻烦，接头较多，但目前绕制和焊接工艺较成熟，不成问题，因此，目前高电压大容量电力变压器多采用纠结式绕组。13、电力变压器加装电容环有何作用？变压器第一线饼上放一个金属环，成为电容环。它除了改变线圈端部的电场，使线圈对壳的距离缩小外，主要是改善匝间点位分布。在变压器线圈中若只有匝间电容K的存在，电压分布是均匀的，但事实上还存在匝间对地电容C，对地电容电流也流过K，并在K上产生压降。越靠近饼的端部，流过的电容电流越大，压降越大，由于C的存在，使线圈匝间电容电压分布不均匀。在冲击电压的作用下，使起始电压分布和最终电压分布不一致，从而引起振荡过电压，使靠近端部的线圈损坏。如在端部加电容环，线匝对地电容环也存在电容C1，C1与K是并联的，为C的电容电流提供了新的通路，使流过K的对地电容电流减小，在K上的压降减小。这样匝间电位分布得到改善，可减小振荡过电压，保护了线圈的绝缘。14、中小型变压器采用瓦楞纸板做油隙，代替撑条，可以降低变压器的损耗，为什么？变压器负载损耗占总损耗的7080%。负载损耗近似为线圈电阻损耗。在中小型变压器中，可在圆筒式线圈的层间及高、低线圈间采用瓦楞纸板做油隙代替撑条。这样可以减少绝缘尺寸，缩小线圈尺寸，使线圈电阻减小，因而减少负载损耗。15、有的变压器相间用绝缘纸板隔开，是否主要靠绝缘纸板本身的耐电强度提高相间绝缘强度？绝缘纸板本身的耐电强度不是主要的，主要还是绝缘纸板可作为一个屏障，阻止空间电荷运动，用空间电荷改变电场强度提高间隙的击穿电压，从而提高相间的绝缘强度。16、组装变压器时，为什么要先将绝缘件放在烘房中干燥？油浸式变压器使用绝缘纸板和绝缘纸等做成的绝缘件，容易吸潮。绝缘件吸潮则膨胀，干燥则收缩，尺寸会变化。如绝缘件没有先干燥就组装，在整体干燥时，就会产生一些不利的影响：圆筒式线圈干燥后纸筒收缩而与线圈脱壳；线圈内部的油道撑条收缩可形成内半部与外半部线圈脱壳；铁轭平衡木垫收缩使下铁轭平面不平；分接开关的绝缘筒、绝缘板、绝缘杆收缩变形也严重影响分接开关的可靠性。因此，组装变压器时，先将绝缘件干燥，可使各元件配合紧凑，不会松动。能保证变压器制造和检修质量。17、变电所所用变压器的阻抗值要比普通电力变压器阻抗值大，为什么？因为变电所所用系统离电源点较近，当发生低压短路故障时，总阻抗较小，则短路电流较大，断路器的断流容量也要大，为了限制所用系统中的短路电流，使之能满足装设轻型开关或在低压系统中采用熔断器的要求，故选择阻抗要比同容量的普通电力变压器阻抗大值大。18、小型变压器可采用自然油冷却，而大容量变压器则要采用强油导向冷却，为什么？小型变压器，运行中线圈损耗发热，与外层的油有一定的温差，可使油流动，经散热管对外散热，一般可以满足散热要求。但随着变压器容量的增大，线圈单位面积上所放出热量增大，靠自然冷却不能满足要求，就用油泵作为动力源，强迫油按照一定的导向流动循环，使温升不超过规定值。19、变压器的套管有较大的伞盘，而穿墙套管却采用波纹瓷棱，为什么？变压器一般垂直安装，即使倾斜，角度也不大。伞盘的作用是使绝缘在下雨时还保持一部分干燥的瓷表面，增加电极间沿瓷表面的泄露距离，以提高淋雨闪络电压。穿墙套管一般是水平安装的，户外部分如采用伞盘，对防止淋雨作用不大，改用宽度小和数目多的波纹瓷棱，这一方面可以缩小套管尺寸，减轻重量，简化工艺；另一方面也可保证足够的泄露路径长度，满足淋雨闪络电压的要求。20、为什么升压变压器 额定电压要高出电网额定电压10%，而降压变压器高压侧的额定电压却等于电网额定电压？电网运行存在电压损失，因而线路上没点电压是不同的。一般电源首端电压较高，线路末端电压较低。为了标准化，通常把首端电压与末端电压的算术平均值为电力网的额定电压。目前，一般要求线路首端高出电力网电压5%，末端电压比电力网额定电压低5%，以便使用电设备的工作电压偏移不会超过允许范围。为此，升压变压器高压侧额定电压就要比电力网额定电压高10%，因带负荷是变压器高压绕组本身损失约5%，这样，减去变压器本身压降，实际上线路首端电压就比电力网额定电压高5%，符合要求。至于降压变压器，有的接在线路首端，有的接在线路中间，有地接在线路末端，因此，降压变压器高压侧额定电压只好用线路首末端电压的平均值，即等于电网的额定电压。为了使降压变压器额定电压与线路所在点的电压相近，变压器高压侧可采用调节分接头来解决。21、升压型结构的三相绕组变压器，高、中压的短路电压Ud（12）%较大，降压型的Ud（12）%较小，为什么？升压型变压器的绕组线圈排列，从铁芯向外依次是中、低、高，高压绕组与中压绕组之间漏磁通较大，相应的短路电压Ud（12）%较大。降压型变压器的绕组线圈排列，从铁芯向外依次是低、中、高，高压绕组与中压绕组之间漏磁通较小，相应的短路电压Ud（12）%较小。22、变压器分接开关变档后，必须测量各分接头直流电阻，为什么？没有使用的变压器分接开关的触头，有可能因氧化而在表面生成氧化膜，就会使触头接触不良。在分接开关换挡时，必须来回转动分接开关手柄十几次，以消除触头表面的氧化膜，使其接触良好。最后，还必须测量切换后的各分接头直流电阻值，三相阻值相等，互差不超过2%，才能投入运行。23、有载调压分接头要用两个动触头K1、K2，触头处还要串电阻，而普通的无载调压分接开关只用一个动触头，且不串电阻，为什么？有载调压是从变压器线圈中抽出若干个分头，通过分接开关，在带负载的情况下，从一个分接头倒换到另一个分接头，从而线圈匝数，达到调压的目的。若只用一个动触头，在改换分接头过程中必然造成切断负荷，引起电弧。切换前触头和后触头都到2分头上，切换时，先把前触头转到1分头上，然后才让后触头断开，再将后触头切换的1触头上。这样切换不会断电，但在切换过程中，有短时间前后触头分别跨接在两个分头上，形成了一个环路，回路中产生很大的环流，在后触头断开时，也会产生电弧，为了避免这种情况，在动触头上串联限流电阻R。普通的无载调压变压器是在停电的情况下进行切换的。切换过程中不会断电和产生电弧。因此只用一个动触头即可，当然不必串联电阻。24、大型电力变压器的油箱都制成钟罩式，而油箱顶部有的做成拱顶式的，为什么？大型变压器体积大也很重，将油箱做成钟罩式，其密封法兰位于下部，拆除密封连结可将钟罩吊起露出变压器身，不必使用大吨位起重设备将器身从油箱中吊出来，因而便于检修。油箱顶部做成拱顶式，具有较高的机械强度；套管可装在拱顶的两侧，与水平面倾斜一个角度，可降低大型变压器的高度，便于运输。25、安装有瓦斯继电器的变压器时，为什么要稍微倾斜？瓦斯继电器一般都在油枕下方。变压器倾斜安装，靠近油枕的一边应较高，使其顶盖沿瓦斯继电器方向有11.5%的升高坡度。这样可使变压器内发生的瓦斯气体容易向油枕方向流动，使瓦斯继电器动作可靠，正确。26、在中性点接地系统中，为何有部分变压器的中性点不接地？限制短路电流，使单相短路电流不大于三相短路电流。因选择设备时是按照三相短路电流校验的以防备在单相短路时损坏；控制单相短路电流的数值和系统中的分布，满足零序保护的要求；减少不对称单相短路电流对通讯系统的干扰。27、有时候变压器在轻载或空载时温度也高，什么原因，如何解决？变压器温升取决于变压器的铜损和铁损，在轻载和空载时，变压器电流较小，铜损可以忽略不计，主要是铁损。铁损近似与铁芯磁通密度的平方成正比。当变压器一次线圈的匝数一定时，铁损与一次电压的平方成正比。故正常电压时铁损较小，在无异常时，如果温度升高，可能是一次电压过高引起的。解决办法，可调节变压器的分接开关，增加一次线圈的匝数，因为铁芯中磁通密度与匝数成反比，所以增加匝数可以降低磁通密度，从而减少铁芯损耗，降低变压器温升。28、强迫油循环冷却的变压器，油的流速为什么不能过高？变压器油是石油基类的高绝缘性液体。在变压器内部，如果流速过快，会产生静电。在电荷积累很多的情况下，可产生放电，过量的电荷通过绝缘层泄漏，在某些部位可能存在足以损坏绝缘的电场强度，可导致变压器损坏。静电发生量与流速的三次方成正比。为了确保在整个油温区域的安全，需要限制绕组内油流速度。因为静电放电大致发生在有效流速为33厘米/秒以上的区域。因此，为了控制静电发生，必须将油流速度控制在规定值以下。29、降低变压器温升，为什么可节能和延长变压器使用寿命？变压器负载损耗正比于绕组的电阻，而电阻对于一定结构的变压器并不是常数，导体温度变化，电阻也会变化。通常采用的导体是铝和铜，温度每增减1，其电阻值相应增减0.320.39。这样，变压器温升下降，绕组电阻下降，就可减少电能损耗。变压器的寿命直接决定于绝缘材料的温度。根据“6规则”，每降低6则寿命可延长一倍；另外，变压器油老化的基本因素是氧化和温度，高温加速油的老化，同时加强氧化作用，温升下降可减缓油的老化。因此，采用扩大散热面或由自冷改为风冷，加强冷却，降低温升，就能延长变压器的使用寿命。30、变压器受潮后，击穿电压一般随温度升高而上升，但温度达到80及以上时，击穿电压反而下降，为什么？受潮变压器油中有悬浮水分，使其击穿电压下降，但随温度升高，悬浮的水分沉入箱底，对油的击穿电压影响很小，此时油的击穿电压随温度升高而上升。但当温度上升到80及以上时，由于水分蒸发而在油中产生大量气泡，这些气泡先游离，致使击穿电压下降。31、电力变压器的上层油温一般都不宜超过85，为什么？主要是考虑到油的老化问题。油的老化是由于氧化和高温同时作用产生的。在相同的时间里，温度越高，吸收氧气越多，氧化速度越快，平均温度每升高10，油的劣化速度就会增加1.52倍。因此，必须限制运行中变压器油的温度。当然，把上层油温限制低一些对变压器油运行有利，但又限制了变压器的出力。要兼顾两个方面，将变压器的上层油温限制在85以内较合适。32、当电源电压升高时，通过降压变压器输送的有功功率应该降低还是应该提高？忽略变压器内阻抗下降，变压器电源电压即为变压器一次电压：U1 = E1 = 4.44f N1m10的负8次方。若把一次侧匝数N1与电源频率f 看作不变的常数，电源电压U1 与磁通m成正比。当U1 升高，m 也随着升高，从而使激磁电流Im 也相应增加。而激磁电流是无功电流。Im 增加使无功功率增加。由于变压器容量S = P+Q 一定，无功功率Q增加，疏松的有功功率P 就会相应减少。因此，对降压变压器，当电源电压升高时，输送的有功功率就应降低。33、运行中的变压器为什么会发热？油浸式变压器最热处在变压器的上部还是下部？变压器在运行中，绕组有电阻损耗，铁芯中有铁磁损耗，这些能量损耗都将转变为热能，使变压器各部分温度升高。在油