进网作业第三章

1、 3.1 概述 电力变压器是用来改变交流电压大小的电气设备，它根据电磁感应的原理，把某一等级的交流电压变换成另一等级的交流电压，以满足不同负载的需要。 发电机输出的电压，由于受发电机绝缘水平的限制，通常为6.3KV、10.5KV，最高不超过20KV。用这样低的电压进行远距离输电是有困难的。因为当输送一定功率的电能时，电压越低，则电流越大，电能有可能大部分消耗在电线的电阻上。 所以只能用升压变压器将发电机的端电压升高到几万伏或几十万伏，以降低输送电流，减少输电线路上的能量损耗而又不增大导线截面将电能远距离输送出去。 输电线路将几万伏或几十万伏高电压的电能输送到负荷区后，必须经过降压变压器将高电压

2、降低到适合于用电设备使用的低电压。 为此，在供电系统中需要大量的降压变压器，将输电线路输送的高电压变换成各种不同等级的电压，以满足各类负荷的需要。 当多个电站联合起来组成一个电力系统时，除需要输电线路等设备外，也要依靠变压器把各种电压不相等的线路连接起来，形成一个系统。 变压器分电力变压器和特种变压器。 变压器是根据电磁感应原理工作的。 变压器一、二次侧感应电动势之比等于一、二次侧绕组匝数之比。 变压器一、二次侧绕组匝数不同将导致一、二次侧绕组的电压高低不等，匝数多的一边电压高，匝数少的一边电压低。这就是变压器能够改变电压的原理。 变压器一、二次电流之比与一、二次绕组的匝数成反比。 变压器的各

3、项技术数据反映了变压器的全部性能。它们是变压器生产、使用或订货时的主要依据。 变压器的技术数据一般都标在铭牌上。 按照国家标准，铭牌上除标出变压器名称、型号、产品代号、标准代号、制造厂名、出厂序号、制造年月等以外，还需标出变压器技术参数。 变压器分单相和三相两种。一般均制成三相变压器以直接满足输配电的要求，小型变压器有制成单相的，特大型变压器做成单相后组成三相变压器组，以满足运输的需要。 变压器额定频率是所设计的运行频率，我国为50HZ。 变压器的一个作用就是改变电压。 我国输变电线路等级（KV)为：0.38、3、6、10、35、63、110、220、330、500。 变压器额定电压是指线电压

4、，且均以有效值表示。 变压器额定电压比是指高压绕组与低压绕组或中压绕组的额定电压值比，所以额定电压比大于1。 变压器的主要作用是传输电能。 变压器额定容量是表征变压器传输电能的大小。 变压器额定容量与绕组额定容量有所区别：双绕组变压器的额定容量即为绕组的额定容量；多绕组变压器应对每个绕组的额定容量加以规定，其额定容量为最大的绕组额定容量；当变压器容量由冷却方式而变更时，则额定容量市值最大容量。 变压器额定容量的大小与电压等级也是密切相关的。电压低、容量大时电流大，损耗增大；电压高、容量小时绝缘比例过大，变压器尺寸相对增大。因此，电压低的容量必小，电压高的容量必大。 我国变压器按其容量大致分为：

5、小型变压器、中型变压器、大型变压器和特性变压器。 变压器的额定电流是由绕组的额定容量除以该绕组的额定电压及相应的相系数。 变压器的额定电流就是各绕组的额定电流，是指线电流，也以有效值表示。 变压器在额定容量运行时，绕组的电流为额定电流，变压器可以过载运行。 3.3.5 绕组联结组标号 3.3.6分接范围 变压器调压方式通常分为无励磁调压和有载调压两种。 当变压器二次绕组开路，一次绕组施加额定频率的额定电压时，一次绕组中所流通的电流称空载电流。 变压器的空载损耗主要取决于铁芯材质的单位损耗。 双绕组变压器当二次绕组短接，一次绕组流通额定电流而施加的电压称阻抗电压，通常阻抗电压以额定电压百分数表示

6、。 二次绕组短接，一次绕组流通额定电流时所汲取的有功功率称负载损耗。 变压器的效率为输出的有功功率与输入的有功功率之比的百分数。 中型变压器的效率在96%以上，大型变压器的效率在99%以上。 变压器负载运行时，由于有阻抗电压，二次电压将随负载电流和负载功率因素的改变而改变。 3.3.10 冷却方式 变压器的冷却方式由冷却介质种类及其循环种类来标志。 3.3.11 重量和尺寸 变压器的重量由总重量和油重量标出，变压器油重占总重量25-35%，电压高而容量大时油重比例偏大。 每台变压器一般由铁芯、绕组、油箱、绝缘套管和冷却系统等五个主要部分构成。 3.4.1 铁芯 变压器的铁芯结构，其基本形式有两

7、种，一种叫芯式铁芯，另一种叫壳式铁芯。 3.4.2 绕组 我国生产的电力变压器，基本上只有一种结构形式，即芯式变压器。 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；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、绕组对静电屏之间的绝缘。 变压器内部的主要绝缘材料有变压器油、绝缘纸板、电缆纸、皱纹纸等。 油箱是油浸式变压器的外壳，器身就放置在此油箱内，箱内灌满了变压器油。 变压器油有两种作用，一方面作为绝缘介质，另一方面作为散热的媒介，即通过变压器有的循环，将绕组和铁芯中散发出来的热量，带给箱壁或散热器、冷却油进

8、行冷却。 油浸式变压器的油箱内是充满了变压器油的，当油的温度变化时，其体积会膨胀或收缩，这就引起油面的升高或降低。为了使箱壳内的油面能自由的升降，在小型变压器中，箱壳内的油不是全部充满到箱盖，而是在箱盖下预留出一些空间。在大、中型变压器中，采用油箱上另装一储油柜，用作油膨胀之用。 变压器的绝缘套管，是将变压器内部的高、低压引线引到油箱的外部，不但作为引线对地的绝缘，而且担负着固定引线的作用。变压器绝缘套管是载流元件之一，在变压器运行中，长期通过负载电流，因此必须具备良好的热稳定性，以及能承受短路时的瞬间过热。 变压器绝缘套管还应具有外形小，重量轻、通用性强、密封性能好和便于维护检修的要求。 油

9、浸式电力变压器的冷却方式，按其容量的大小，大致有以下几种： 油浸自冷式 油浸风冷式 强迫油循环式 3.5 变压器工作分析 3.6 变压器的运行 变压器是一种静止的设备，其构造比较简单，运行条件较好，因此运行的可靠性较高。变压器运行过程中发生故障时，应根据故障现象正确地判断事故的原因，迅速果断的进行处理，以防事故扩大，影响正常用电。 允许温度和温升 变压器在运行中，电能在铁芯和绕组中的损耗转变为热能，引起各部发热，使变压器温度升高。当热量向周围辐射转导，发热和散热达到平衡状态时，各部分的温度趋于稳定。 变压器运行时各部分的温度是不相同的，绕组温度最高，其次是铁芯，绝缘油的温度最低。 若变压器的温

10、度长时间超过允许值，则变压器的绝缘容易损坏。 绝缘长期受热后要老化，温度越高，绝缘老化越快。 当变压器绝缘的工作温度超过允许值后，由于绝缘的老化过程加快，其使用寿命将缩短。使用寿命按“八度规则”计算，即温度每升高8，使用寿命将减少一半。 变压器的使用寿命主要取决于绕组的温度。因此，变压器必须在其允许的温度范围内运行，以保证变压器合理使用寿命。 变压器温度与周围空气温度的差值叫变压器的温升。当变压器的温度升高时，绕组的电阻会加大，使铜耗增加。因此对变压器在额定负荷时各部分的温升做出的规定为允许温升。 变压器的过负荷能力 变压器过负荷能力，是指它在较短的时间内，所能输出的最大容量。在不损坏变压器绝

11、缘和降低变压器使用寿命的条件下，它可能大于变压器的额定容量。因此，变压器的额定容量和过负荷能力具有不同的意义。 变压器的额定容量是指变压器在额定电压、额定电流下连续运行所输送的容量。 变压器的过负荷能力，可分为在正常情况下的过负荷能力和事故情况下的过负荷能力。变压器的正常过负荷能力可以经常使用，而事故过负荷能力只允许在事故情况下使用。 将两台变压器的一次侧以及二次侧同极性的端子之间，通过同一母线分别相互连接，这种运行方式叫变压器的并列运行。 变压器并列运行的目的：提高变压器运行的经济性；提高供电可靠性。 变压器并列运行的条件：变压器的接线组别相同；变压器的变比相同；变压器的短路电压相等。 变压

12、器的一次绕组从电源侧获得有功功率，除了一小部分消耗于内部损耗外，全部转变为输出功率。变压器的效率是很高的。变压器在运行中的内部损耗包括：变压器铁损和铜损两部分。 变压器输出功率和输入功率的百分比，称为变压器的效率。 当变压器的铜损和铁损相等时，变压器的效率达到最大值。 低损耗变压器 低损耗变压器具有损耗低、体积小、重量轻、节能，节省运行费用等优点。 目前，我国中小型电力变压器的性能已相当于世界中上等水平。 使用低损耗变压器，投资高一些，但经济效益还是十分明显的。 3.7.1变压器油的作用 因为变压器油是流动的液体，它能够充满变压器内各部件之间的任何空隙，而将空气排除，从而避免了各部件与空气接触

13、而引起的绝缘降低。 油的绝缘强度比空气大，变压器内充满油后，使绕组与绕组之间、绕组与铁芯之间、绕组与邮箱外壳之间均保持良好的绝缘。 变压器油具有绝缘作用，同时还具有散热作用。 3.7.2 变压器油的主要性能指标 3.7.3 变压器油的运行 变压器油质量的简易鉴别 油的颜色 透明度 气味 3.8.1 概述 变压器的一次侧接在电力网上，由于电网系统电压会因种种原因发生波动。因此，变压器的二次侧电压也会相应地波动，而影响用电设备的正常运行。接在变压器二次侧的负载，由于用电设备负荷的大小或负荷功率因素的不同，也会影响变压器二次侧电压的变化。因此，需要变压器有一定的调压能力。以适应电力网运行及用电设备的

14、需要。 变压器调压的工作原理是改变绕组的匝数，也就是改变变压器一、二侧的电压比。根据电压波动情况或负载对电压的要求，调整线圈匝数使二次侧电压满足负荷的需要。一般调整线圈匝数在线圈上抽分接头的办法。分接头一般都在高压侧线圈上，这是因为结构上高压线圈在低压线圈的外侧，抽头、引线方便，在绝缘处理上也简单些。另外变压器高压侧电流小，引线和分接开关等导电部分的截面可以小一些，节省金属材料。 变压器调压方式分为无激磁调压及有载调压两种。 3.8.2 无激磁调压 无激磁调压分接开关的作用是在变压器的一次侧和二次侧均与网络开断的情况下，用以变换一次或二次线圈的分接，改变其有效匝数，进行分级调压。 有载调压分接

15、开关是在变压器负载运行中，用以变换一次或二次线圈的分接，改变其有效匝数，进行分级调压。 有载调压分接开关由于操作频繁，一般要求机械寿命应保证至少20万次，电弧触头为钨铜镶嵌结构时，其电寿命应保证至少2万次。随着真空开关的推广使用，用真空开关作为切断开关可以显著增加允许的操作次数。 3.9.1 互感器 互感器是电力系统中供测量和保护用的重要设备，分为电压互感器和电流互感器两大类。 电压互感器按其工作原理分为电磁感应和电容分压原理两类。 电流互感器也是按电磁感应原理工作的。 干式变压器的铁芯和线圈都不浸在任何绝缘液体中，它一般用于安全防火要求较高的场合。小容量、低电压的特种变压器，为了便于制造和维

16、护，也做成干式。 干式变压器有开启式、封闭式和浇注式三种。 环氧变压器具有难燃、自熄、耐尘、耐潮、机械强度高、体积小、重量轻、损耗低、噪声小等特点，与油浸变压器相比具有安全、经济、可靠、方便等优点。 3.9.3 变流变压器 3.9.4 电炉变压器 3.9.5 高压试验变压器 高压试验变压器可用于工频、冲击和直流高压试验。 3.9.6 矿用变压器 3.9.7 其它特种变压器-防灾型变压器 3.10.1 变压器的巡视检查 变压器在运行中，值班人员应定期进行检查，以便了解和掌握变压器的运行情况，如发现问题及时解决，力争把故障消除在萌芽状态。 在巡视检查过程中，一般可以通过仪表、保护装置及各种指示信号等设备了解变压器的运行情况。 根据运行规程规定，对变压器巡视检查和维护项目如下： 变压器的外部检查。 变压器负荷检查。 变压器运行环境检查。 停电清扫检查。 1、变压器声音异常 负荷变化大 过负