电力变压器的结构及工作原理

1、qiaodan confidential | 2011 qiaodan qiaodan confidential | 2011 qiaodan 电力变压器的结构及工作原理电力变压器的结构及工作原理 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 主要内容：主要内容： 第三节第三节 电力变压器的工作原理电力变压器的工作原理 第二节第二节 电力变压器的结构电力变压器的结构 第四节第四节 电力变压器的故障分析和处理电力变压器的故障分析和处理 第一节第一节 电力变压器的用途和分类电力变压器的用途和分类 第五节第五节 电力变压器的试验电力变压器的试验 qiaodan confid

2、ential | 2011 qiaodan 第一节第一节 电力变压器的用途和分类电力变压器的用途和分类 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 一、电力变压器的用途一、电力变压器的用途 变压器是传输电能而不改变其频率 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倍以上。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以减小，这样就可以减少导线 的金属用量。

3、qiaodan confidential | 2011 qiaodan 一、电力变压器的用途一、电力变压器的用途 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 一、电力变压器的用途一、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到很高，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气设 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

4、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。 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 二、电力变压器的分类二、电力变压器的分类 1、按功能分：、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。 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 二、电力变压器的分类二、电力变压器的分类 2、按容量分、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。 r8容量系列指容量等级是按r81.33倍数递增

5、的，我国 老的变压器容量等级采用此系列，如：100kva、135kva、 180kva、240kva、320kva、420kva、560kva、750kva、 1000kva等。 r10容量系列 指容量等级是按r10 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、160kva、200kva、 250kva、315kva、400kva、500kva、630kva、800kva、 1000kva。 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 二、电

6、力变压器的分类二、电力变压器的分类 3、按相数分：、按相数分： 电力变压器按相数分，有单相和三相两大类。工厂变 电所通常都采用三相电力变压器。 4、按调压方式分：、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。 5、按绕组结构分：、按绕组结构分： 电力变压器按绕组结构分，有单绕组自耦变压器、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。 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 二、电力变压器的分类二、电力变压器的分类 6、按绕组绝缘及冷却方式分类：、按绕组绝缘及冷却

7、方式分类： 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） 与绕组均位于一个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 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 二、电力变压器的分类二、电力变压器的分类 7、按绕组导体材质分：、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

8、采用铝绕组变压器，但低损耗的铜绕组变 压器现在得到了越来越广泛的应用。 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 三、电力变压器的型号三、电力变压器的型号 特殊使用环境代号 额定电压 额定容量 特殊用途和特殊结构代号 设计序号 调压方式 导线材料 绕组数 油循环方式 冷却方式 相数 产品类别 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 三、电力变压器的型号三、电力变压器的型号 1、产品类别代号、产品类别代号 o-自耦变压器，通用电力变压器不标 h-电弧炉变压器 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 2、相数

9、、相数 d-单相变压器 s-三相变压器 3、冷却方式、冷却方式 f-风冷式 w-水冷式 注：油浸自冷式和空气自 冷式不标注 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 三、电力变压器的型号三、电力变压器的型号 4、油循环方式、油循环方式 n自然循环 o强迫导向循环 p强迫循环 5、绕组数、绕组数 s三绕组 注：双绕组不标注 6、导线材料、导线材料 l铝绕组 注：铜绕组不标注 7、调压方式、调压方式 z有载调压 注：无载调压不标注 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 性能水 平代号 电压等 级 kv 性 能 参 数 空 载 损 耗负

10、 载 损 耗 7 6、10符合gb/t 6451组 符合gb/t 6451 35符合gb/t 6451 8 6、10符合gb/t 6451组 35比gb/t 6451平均下降10% 9 6、10配电变压器符合表a2 6、10 电力变压器比gb/t 6451组平均下降 10% 比gb/t 6451平均下降10% 35比gb/t 6451平均下降20% 10 6、10比gb/t 6451组平均下降20% 比gb/t 6451平均下降15% 35比gb/t 6451平均下降30% 11 6、10比gb/t 6451组平均下降30% 35比gb/t 6451平均下降40% 8、性能水平代号（设计序号）

11、、性能水平代号（设计序号） qiaodan confidential | 2011 qiaodan 三、电力变压器的型号三、电力变压器的型号 9、特殊用途或特殊结构代号、特殊用途或特殊结构代号 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 10、变压器的额定容量、变压器的额定容量 变压器的额定容量，单位为kva。 11、变压器的额定电压、变压器的额定电压 变压器的额定容量，单位为kv。 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 三、电力变压器的型号三、电力变压器的型号 例例1： 一台三相、油浸、风冷、双绕组、无励磁调压、 铝导

12、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，该产品的型号 为： sfl720000/110 例例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： swpz7z360000/220 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 第二节第二节 油浸式电力变压器的结构油浸式电力变压器的结构 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 油油 浸浸 式式 电电 力

13、力 变变 压压 器器 油浸式电力变压器的结构油浸式电力变压器的结构 器身器身 油箱油箱 冷却装置冷却装置 保护装置保护装置 出线装置出线装置 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)、温度计、净油器、 气体继电器（瓦斯继电器） 高压套管、低压套管 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 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 1

14、2.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构油浸式电力变压器的结构 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 1 . 铁芯铁芯 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，铁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。 在结构上，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

15、支撑 和压紧。 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 变压器铁芯涡流的形成变压器铁芯涡流的形成 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 称涡流，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 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 为了减少铁心的磁滞和涡流损耗，铁心用厚度 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

16、装而成。 由于硅钢片比普通钢的电阻串大，因此利用硅 钢片制成的铁心可以进一步减小涡流损耗。 1 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 接地片 上夹件 铁轭螺杆 拉螺杆 芯柱绑扎 铁心磁导线 下夹件 铁心的结构铁心的结构 1 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 铁心的结构形式和用途铁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，工艺装备少，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

17、芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 铁心的结构形式和用途铁心的结构形式和用途 单相单柱旁轭式叠铁心 中间为一个心柱，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 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 铁心的结构形式和用途铁心的结构形式和用途 单相两柱旁轭式叠铁心 中间为两个心柱，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

18、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 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 铁心的结构形式和用途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 铁心是同一类型，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 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 铁心的结构形式和用途铁心的结构形式和用途 三相三柱旁轭式叠铁心 中间为三个心柱，各自为 一相，两

19、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 心的高度，便于运输。 适用于大容量三项电力变 压器。 1 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 铁轭截面、形状、特点和适用范围铁轭截面、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 相同，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 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 铁轭截面、形状、特点和适用范围铁轭截面、形状、特点和适用范围 多级椭圆形截面 与椭

20、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面， 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 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 铁轭截面、形状、特点和适用范围铁轭截面、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，与心柱截面相 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

21、，倒多级t形可用于斜接 缝的中型变压器。 1 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 铁轭截面、形状、特点和适用范围铁轭截面、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线圈的引线， 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 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 铁心的夹紧装置铁心的夹紧装置 铁心的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

22、持装置在结构上 要承受铁心本体的夹紧力、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 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 铁心的夹紧装置铁心的夹紧装置 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

23、 本体隔开，并尽可能远离漏磁区。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 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 铁心的夹紧装置铁心的夹紧装置 1-钢螺母 5-胶木纸管 3-钢垫圈 4-纸板垫圈6-穿心螺杆 2-辅助绝缘垫圈 1 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 变压器铁心的绝缘变压器铁心的绝缘 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

24、缘。 1 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 变压器铁心的绝缘变压器铁心的绝缘 铁心片间的绝缘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。 铁心片间无绝缘时，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，片间电导率增大，穿过片间绝 缘的泄漏电流增大，将增加附加的介质损耗。 1 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 变压器铁心的绝缘变压器铁心的绝缘 铁心片间绝缘过大时，铁

25、心就不能认为是等电位的，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，就需要把油道两侧的铁心片连接起来，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片的表 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 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 变压器铁心的绝缘变压器铁心的绝缘 铁芯片与其夹紧结构件的绝缘是防止与结构件短接和

26、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，但环流不经过铁心，且可作为三次谐 波电流通路，因此它们之间不需要绝缘。 1 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 变压器铁心的接地变压器铁心的接地 铁心必须接地。铁心是其金属结构件在线圈的电场作 用下，具有不同的电位，与油箱电位又不同。虽然它 们之间

27、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， 则由于电容的耦合作用认为它们与铁心电位一样，不 需接地），且要确保电气接通。 1 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 变压器铁心的接地变压器铁心的接地 1 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 变压器铁心的接地变压器铁心的接地 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

28、将铁心和上 夹件相接，除垫脚令与箱 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 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 变压器铁心的接地变压器铁心的接地 只有拉螺杆时，也用一接 地片将铁心和上夹件相接， 则铁心经上夹件、拉螺杆、 下夹件，通过垫脚和箱底 接地。 1 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 变压器铁心的接地变压器铁心的接地 上下夹件绝缘时，即旧产 品种既无拉螺杆又无拉板 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，在通过垫

29、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 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 变压器铁心的接地变压器铁心的接地 有拉板时，上下夹件由拉 板连接，而垫脚与箱底一 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 管时指监视器身的绝缘， 采用两个接地套管时还可 检查铁心有无多余接地点。 1 . 铁芯铁芯 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 变压器铁心的接地变压器铁心的接地 接地片为

30、0.3mm厚的紫铜片，宽度为20、30mm或 40mm，铜带表面要搪锡，以减少接触电阻。 1 . 铁芯铁芯 变压器铁芯多点接地的故障特征变压器铁芯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 之更高、更快)，可能导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； qiaodan confidential | 2011 qiaodan 2.2.绕组绕组 绕组是变压器最基本的组成部分，它与 铁心合称电力变压器本体，是建立磁场和传 输电能

31、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 也不一样。一般电力变压器中常采用同心式和交叠 式两种结构形式。 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 同心式绕组是把高压绕组与 低压绕组套在同一个铁心上， 一般是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

32、。 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。 2.2.绕组绕组 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 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、 绝缘较复杂、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。 2.2.绕组绕组 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 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，是把低压绕级布置在高压

33、绕组的里边。 这主要是从绝缘方面考虑的。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缘距离。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， 即改变其匝数来实现的，因此把高压绕组安置在低压绕组的 外边，引线也较容易。 2.2.绕组绕组 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 3.分接开关分接开关 变压器调压是在变压器的某 一绕组

34、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，其他绕组的匝数没有 改变，从而改变了变压器绕 组的匝数比。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。 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 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，开关接触部分也容易解决。 3.3.分接开关分接开关 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

35、载，而是把变压 器各侧都与电网断开，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。 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 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。 3.3.分接开关分接开

36、关 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 3.3.分接开关分接开关 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 变压器无励磁调压电路，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及 以上的连续式或纠结式绕组。 3.3.分接开关分接开关 qiaodan confidential | 2011 qiaodan （a）中

37、性点调压 （b）中性点反接调压 （c）中部调压 （d）中部并联调压 3.3.分接开关分接开关 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 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 为电抗式和电阻 式两种。 3.3.分接开关分接开关 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 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 接两个分接头的位置工作。在所需要的调压级数相 同的情况下，可使变压器绕

38、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流的功率因数较低，切换 开关电弧触头的电寿命较短；由于用了电抗器，使 变压器的体积增大，制造成本较高。 3.3.分接开关分接开关 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 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 过程能连续快速完成，都采用电动机构带动快速机 构的弹簧储能，到释放位置时，

39、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开关快 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。 3.3.分接开关分接开关 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 3.3.分接开关分接开关 双电阻式有载分接开关的典型接线图和变换顺序图双电阻式有载分接开关的典型接线图和变换顺序图 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 3.3.分接开关分接开关 双电阻式有载分接开关的典型接线图和变换顺序图双电阻式有载分接开关的典型接线图和变换顺序图 qiaodan confidential | 2011 qiao

40、dan 3.3.分接开关分接开关 双电阻式有载分接开关的典型接线图和变换顺序图双电阻式有载分接开关的典型接线图和变换顺序图 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 3.3.分接开关分接开关 双电阻式有载分接开关的典型接线图和变换顺序图双电阻式有载分接开关的典型接线图和变换顺序图 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 4.4.油枕油枕 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。 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热和绝缘

41、； 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 油箱内的上层油温的低的多，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。 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 变压器油枕有三种形式：波纹式、胶囊式、隔膜式。 4.4.油枕油枕 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 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

42、油面。该油枕是通过在油枕下部的小胶囊，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地要增大一些，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。 4.4.油枕油枕 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 对于隔膜式

43、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。 4.4.油枕油枕 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 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 4.4.油枕油枕 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 5.5.气体继电器气体继电器 重瓦斯动作整定 管路通径（毫米）油速整定范围（米/秒） 800.71

44、.5 500.61 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 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、干簧节点（信号用） s、套管 t、嘴子 5.5.气体继电器气体继电器 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 6.6.吸湿器吸湿器 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 绝缘油的良好性能。

45、qiaodan confidential | 2011 qiaodan 1-连接管连接管 2-螺钉螺钉 3-法兰盘法兰盘 4-玻璃管玻璃管 5-硅胶硅胶 6-螺杆螺杆 7-底座底座 8-底罩底罩 9-变压器油变压器油 6.6.吸湿器吸湿器 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 为了显示硅胶受潮情况，一般采用变色硅胶。变色 硅胶原理是利用二氯化钴（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。 6.6.吸湿器吸湿器 变色硅胶的配制方法是把二氯化钴配成质量分数为5的

46、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120 160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。 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 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.

47、6.吸湿器吸湿器 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 7.7.净油器净油器 净油器又名热吸虹器，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、氧化物的作用。 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。 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 7.7.净油器净油器 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 8.8.防爆管防爆管 防爆管

48、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。为防止正常情况下防爆管 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，已使两处压力相等。 防爆管的作用使当变压器内部发生故障时，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。 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 8.8.防爆管防爆管 1-储油柜 2-连接小管 3-防爆

49、管 4-油箱 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 9.9.散热器散热器 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，平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；200 6300kva油浸式电力变压器，可采用可拆式片式散热 器，散热器通过法兰盘固定再油箱壁上。 油浸式变压器冷却装置包括散热器和冷却器，不带强油循 环的称为散热器，带强油循环的称为冷却器。 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 9.

50、9.散热器散热器 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。 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 9.9.散热器散热器 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 10.10.冷却器冷却器 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。 冷却器有强油风冷却器、

51、新型大容量风冷却器、强油水冷 却器 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 10.10.冷却器冷却器 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 11.11.温度计温度计 大型变压器都装有测量上层油温的带电接 点的测温装置，它装在变压器油箱外，便于运 行人员监视变压器油温情况。 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 11.11.温度计温度计 wtq-288型电接点压力式温度计结构 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 11.11.温度计温度计 qiaodan conf

52、idential | 2011 qiaodan 12.12.高、低压套管高、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， 变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。 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 第三节第三节 变压器的工作原理变压器的工作原理 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 变压器的一次绕组（一次绕组）与交流电源接通后，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经绕组内流过交变电流产生磁通 ，在这个磁通

53、作用下，在这个磁通作用下， 铁芯中便有交变磁通铁芯中便有交变磁通 ，即一次绕组从电源吸取电能转，即一次绕组从电源吸取电能转 变为磁能，变为磁能， 在铁芯中同时交（环）链原、副边绕组在铁芯中同时交（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（二次绕组），由于电磁感应作用，分别在原、二次绕 组产生频率相同的感应电动势。如果此时二次绕组接通组产生频率相同的感应电动势。如果此时二次绕组接通 负载，在二次绕组感应电动势作用下，便有电流流过负负载，在二次绕组感应电动势作用下，便有电流流过负 载，铁芯中的磁能又转载，铁芯中的磁能又转 换为电能。这就是变压换为电能。这就是变压 器利用

54、电磁感应原理将器利用电磁感应原理将 电源的电能传递到负载电源的电能传递到负载 中的工作原理。中的工作原理。 . . . 1. 1. 变压器的工作原理变压器的工作原理 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 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，k为变压器变比。 1. 1. 变压器的工作原理变压器的工作原理 k n n fn fn e e m m 2 1 2 1 2 1 44. 4 44. 4 kn n i i1 1 2 2 1 变压器匝数多的一侧电流小，匝数少的一侧电流大。 变压器的原、副线圈匝数不同，起到了变压作用。 变压器一

55、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。 变压器电流之比与一、二次绕组的匝数成反比，即 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 2.变压器各电磁量的正方向变压器各电磁量的正方向 qiaodan confidential | 2011 qiaodan 3.3.变压器变比和参数的测定方法变压器变比和参数的测定方法 1.变压器的空变压器的空 载运行载运行 变压器一次绕组变压器一次绕组 接电源，二次绕组接电源，二次绕组 开路，负载电流开路，负载电流 为零，这种情况为零，这种情况 即为变压器的空载即为变压器的空载 运行。运行。 和和 为一

56、、为一、 二次绕组的匝数分二次绕组的匝数分 别绕在两个铁心柱别绕在两个铁心柱 上。上。 k n n e e u u 2 1 2 1 2 1 1 n 2 n 2 . i qiaodan confidential | 2011 qiaodan 3.3.变压器变比和参数的测定方法变压器变比和参数的测定方法 2.变压器的负变压器的负 载运行载运行 一次侧接交一次侧接交 流电源，二次侧流电源，二次侧 接负载，二次侧接负载，二次侧 中便有负载电流中便有负载电流 流过，这种情况流过，这种情况 称为负载运行。称为负载运行。 ku u i i1 1 2 2 1 qiaodan confidential | 20

57、11 qiaodan 3.3.变压器变比和参数的测定方法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变压器等效电路参数的测定 （1 1）空载实验）空载实验 用大写字母表示高压端用大写字母表示高压端, ,小字母表示低压端小字母表示低压端. . 空载试验可在任一边作空载试验可在任一边作. .但考虑到空载试验所加但考虑到空载试验所加 电压较高电压较高, ,其电流较小其电流较小, ,为试验的安全和仪器仪表为试验的安全和仪器仪表 选择方便选择方便, ,一般在低压侧作。如下图所示一般在低压侧作。如下图所示: : 测定方法测定方法: :在在 原边侧加原边侧加 副边副边 侧开路，读取侧开路，读取

58、、 、 、 。 n u1 20 u 1 u 0 i 0 p qiaodan confidential | 2011 qiaodan 3.3.变压器变比和参数的测定方法变压器变比和参数的测定方法 （2）短路试验）短路试验 因短路试验电流大因短路试验电流大, 电压低电压低, 一般在高压侧作，一般在高压侧作， 从等效电路可见从等效电路可见 , ,外加电压仅用来克服变外加电压仅用来克服变 压器本身的漏阻抗压降压器本身的漏阻抗压降, ,所以当所以当 很低时很低时, ,电流电流 即到达额定即到达额定, ,该电压为该电压为 。 在在 时时, ,读取读取 、 计算短路参计算短路参 数数。 0 l z k u

59、n u%)105( nk ii k p k u qiaodan confidential | 2011 qiaodan 3.3.变压器变比和参数的测定方法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。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，阻抗电压百分比是铭牌数据之一， 是变压是变压 器的主要参数，阻抗电压的大小反映变压器在额器的主要参数，阻抗电压的大小反映变压器在额 定负载下运行时定负载下运行时，漏阻抗压降的大小。漏阻抗压降的大小

60、。 k u1 * 1 1 1 1 1 1 %100%100 k n k n n k n kn n k k z z z i u z u zi u u u qiaodan confidential | 2011 qiaodan 4.4.变压器额定值的含义和作用变压器额定值的含义和作用 1.额定容量额定容量 ：指变压器的视在功率。对：指变压器的视在功率。对 三相变压器指三相容量之和。三相变压器指三相容量之和。 单位：伏安（单位：伏安（va） 千伏安（千伏安（kva） 2.额定电压额定电压 ： 指电源加到原边绕组上指电源加到原边绕组上 的电压，的电压， 是副边绕组开路即空载运行时副绕组是副边绕组开路即