中小型变压器的运行与维修

1、目录 任务书. 2开题报告. 3论文摘要. 4前言. 5第一章 引言. 6第二章 变压器的基本原理和结构. 7第三章 变压器的运行. 17第四章 变压器的试验. 20第五章 变压器的运行维护. 22第六章 变压器的不正常运行和处理. 25第七章 变压器的维修及故障原因. 27第八章 电力变压器. 32第九章 变压器的常用参数. 37参考文献. 40结束语. 41意见书. 43答辩委员会评语. 44毕业设计（论文）任务书 毕业设计（论文）题目： 中小型变压器的运行与维修 专业： 电气自动化 姓名： 王芳 毕业设计（论文）工作起止时间： 2009年3月1日至2009年6月1日 毕业设计（论文）的内

2、容要求： 1.了解中小相信变压器的基础理论知识 2.熟悉中小型变压器的结果原理 3.熟练掌握中小型变压器的运行、管理知识及维护、检修等 实际操作技能 指导教师： 教研室主任： 年 月 日毕业设计开题报告设计题目中小型变压器的运行与维修选题目的随着改革开放的不断深入和农村经济的蓬勃发展,我国农村电力事业取得了令人瞩目的成就，农村用电水平、通电率和电网技术水平得到很大提高，农村电网规模发展很快，农村用电结构也得到了不断的改善。所以此次设计所选的题目的出发点就是为了了解中小型变压器的基础理论知识，熟悉中小型变压器的原理结构，熟练掌握中小型变压器的运行、管理知识及维护、检修等实际操作技能。设计内容1.

3、变压器的基本乐理核结构2.变压器的运行情况及运行时对变压器的试验3.对变压器进行的维护及变压器的不正常运行和对此情况的处理4.中小型变压器的常见故障、原因及维修5.电力变压器的全面介绍6.变压器的常见参数时间安排1至2周：选定毕业设计题目，填写毕业设计开题报告3至4周：与指导老师取得联系，确定毕业设计题目5至9周：搜集资料，撰写论文10至12周：指导老师进行论文审查，学生进行论文修改、定稿17周：回学校进行毕业答辩参考资料1.李发海主编，王岩编，电机与拖动基础，北京：中央广播电视大学出版社，1994年2.艾维超主编，电机学（上，下册），北京：机械工业出版社，1991年3.涂会田主编，中小型变压

4、器，北京：中国电力出版社，1998年4.电力变压器运行规程，北京：中国电力出版社，1996年指导教师意见内容摘要变压器是电力系统中极其重要的输变电设备，它可以将一种电压的电能转换为另一种电压的电能。本报告主要介绍了中小型变压器的基本原理和结构、变压器的运行情况、对变压器进行的维护及变压器的不正常运行和对此情况的处理，除此之外，还针对中小型变压器会出现的故障进行了研究，寻找出了故障原因和维修方法。在全面介绍中小型变压器的同时，还以电力变压器为例，对变压器进行了更为深入的了解。最后，对变压器常见参数的详细解释，使我们能够对变压器有更清晰的理解。 全文从浅显到深入，从理论到实践，让我们在全面了解中小

5、型变压器的同时，更深刻的了解到理论与实践相结合的重要性。关键词：中小型变压器、运行维护、故障、维修、电力变压器、参数、试验前言 随着改革开放的不断深入和农村经济的蓬勃发展,我国农村电力事业取得了令人瞩目的成就，农村用电水平、通电率和电网技术水平得到很大提高，农村电网规模发展很快，农村用电结构也得到了不断的改善。在输配电系统中占着重要地位的变压器是一种静止的电气设备，它是利用电磁感应原理把一种电压的交流电能转变成同频率的另一种电压的交流电能。变压器理论是电机学的分支，尽管电压器是一种静止设备，但它作为一种能量转换器已广泛地应用于国民经济各部门、各领域。使用变压器，可使得发电机、传输电力的电网以及

6、应用电力的用电设备，都有可能选择最合适的工作电压，安全而经济的运行。随着社会经济的不断发展，电气产品的种类越来越多，对电源电压等级和质量的要求也日益增加，并且现代化的工业企业广泛的采用电力作为能源，而电力传输，电压等级的改变等都必须由变压器来完成。中小型变压器就是农村电网中的主要设备。近年来，随着农村用电负荷的增长，农用中小型变压器的单台额定容量和总容量在不断提高，乡镇企业、行政村使用小型变压器已不再能满足符合需求，正逐步上升到使用中型变压器供电，自然村及以下用户则仍以小型变压器供电为主。纵观整篇论文整理得出了以下几个特点：特点之一是兼顾了中型变压器用户和小型变压器用户的需要，在重点讲述小型变

7、压器有关知识的基础上对中型变压器也做了较深入的论述。目前农村电网的管理以安全运行为基础，以经济运行为目标。在电网运行管理中，经常要进行变压器有关经济运行参数的计算，因此，在本论文中也重点介绍了变压器常常用的几种参数。这是本论文特点之二。本论文的特点之三是充分吸取了目前最新的科技成果。在讲述中小型变压器的维护和检修时，尽量介绍现行采用的新材料、新工艺。在引用有关规程条文时，均以符合国家现行规程规范为准则，另外，论文中的图形符号、文字符号和计量单位也符合现行的国家标准。本论文的主要内容是了解中小型变压器的基础理论知识，熟悉中小型变压器的原理结构，熟练掌握中小型变压器的运行、管理知识及维护、检修等实

8、际操作技能。变压器的种类有很多，为避免出现思绪上的混乱，本论文中会以电力变压器为例进行介绍。本次设计除了参考了大量的相关资料外，还得到了多方帮助，但由于本人水平有限，加之时间仓促，错漏之处在所难免，诚希老师批评指正。 王芳 2009年5月24日第一章 引言变压器-利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件变压器几乎在所有的电子产品中都要用到，它原理简单但根据不同的使用场合（不同的用途）变压器的绕制工艺会有所不同的要求。变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等，变压器常用的铁芯形状一般有E型和C型铁芯。变压器

9、是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。变压器按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、 全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、 单相变压器、电炉变压器、整流变压器、电抗器、抗用变压器、防雷变压器、箱式变压器、箱式变电器。变压器的最基本型式，包括两组绕有导线之线圈，并且彼此以电感方式称合一起。当一交流电流(具有某一已知频率)流于其中之一组线圈时，于另一组线圈中将感应出具有相同频率之交流电压，而感应

10、的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。一般指连接交流电源的线圈称之为一次线圈;而跨于此线圈的电压称之为一次电压.。在二次线圈的感应电压可能大于或小于一次电压，是由一次线圈与二次线圈问的匝数比所决定的。因此，变压器区分为升压与降压变压器两种。大部份的变压器均有固定的铁芯，其上绕有一次与二次的线圈。基于铁材的高导磁性，大部份磁通量局限在铁芯里，因此，两组线圈藉此可以获得相当高程度之磁耦合。在一些变压器中，线圈与铁芯二者间紧密地结合，其一次与二次电压的比值几乎与二者之线圈匝数比相同。因此，变压器之匝数比，一般可作为变压器升压或降压的参考指标。由于此项升压与降压的功能，使得变压器已成为现代化电力系

11、统之一重要附属物，提升输电电压使得长途输送电力更为经济，至于降压变压器，它使得电力运用方面更加多元化，吾人可以如是说，倘无变压器，则现代工业实无法达到目前发展的现况。各种电子装备常用到变压器，理由是：提供各种电压阶层确保系统正常操作;提供系统中以不同电位操作部份得以电气隔离;对交流电流提供高阻抗，但对直流则提供低的阻抗;在不同的电位下，维持或修饰波形与频率响应。阻抗其中之一项重要概念，亦即电子学特性之一，其乃预设一种设备，即当电路组件阻抗系从一阶层改变到另外的一个阶层时，其间即使用到一种设备-变压器。针对变压器,本报告将进行较为全面的研究和叙述.第二章 变压器的基本原理和结构 2-1 变压器

12、- 静止的电磁装置 变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能。变压器的主要部件是一个铁芯和套在铁芯上的两个绕组。与电源相连的线圈，接受交流电能，称为一次绕组。与电源相连的线圈，送出交流电脑，称为二次绕组。一次绕组： 电压相量U1、电流相量I1、电动势相量E1、匝数N1二次绕组： 电压相量U2、电流相量I2、电动势相量E2、匝数N2同时交链一次、二次绕组的磁通量的相量为m，该磁通量称为主磁通。2-2 变压器的基本原理 图1 变压器示意图图1是变压器的简体示意图，但一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流I1并产生交变磁通1，它沿着铁芯穿过初级线圈和次级线圈

13、形成闭合的磁路。在次级线圈中感应出互感电势U2，同时1也会在次级线圈上感应出一个自感电势E1，E1的方向与所加电压U1方向相反而幅度相近，从而限制了I1的大小。为了保持磁通1的存在就需要有一定的电能消耗，并且变压器本身也有一定的损耗，尽管此时次级没接负载，初级线圈中仍有一定的电流，这个电流我们称为“空载电流”。如果次级接上负载，次级线圈就产生电流I2,并因此而产生磁通2，2的方向与1相反，起了互相抵消的作用，使铁芯中总的磁通量有所减少，从而使初级自感电压E1减少，其结果使I1增大，可见初级电流与次级负载有密切关系。当次级负载电流加大时I1增加，1也增加，并且1增加部分正好补充了被2所抵消的那部

14、分磁通，以保持铁芯里总磁通量不变。如果不考虑变压器的损耗，可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压，但是不能改变允许负载消耗的功率。变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的，一个线圈跟电源连接，叫原线圈（也叫初级线圈）；另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（也叫次级线圈），两个线圈都是用绝缘导线绕制成的，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。在原线圈上加交变电压U1,原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量，这个交变磁通量既穿过原线圈，也穿过副线圈，在原、副线圈中都要引起感应电动势，如果副线圈电路是闭合的，

15、在副线圈中就产生交变电流，它也在铁芯中产生交变磁通量，这个交变磁通量既穿过副线圈，也穿过原线圈，在原、副线圈中同样要引起感应电动势，在原、副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象。互感现象是变压器工作的基础。由于互感现象，绕制原线圈和副线圈的导线虽然并不相连，电能却可以通过磁场从原线圈到达副线圈。原线圈和副线圈中的电流共同产生的磁通量，绝大部分通过铁芯，只有一小部分漏到铁芯之外，在通常的计算中可以忽略漏掉的磁通量，认为穿过这两个线圈的交变磁通量相同，因而这两个线圈的每匝产生的感应电动势相等。设原线圈的匝数是n1，副线圈的匝数是n2，穿过铁芯的磁通量是，原、副线圈中产生的感应电动

16、势分别是E1=n1/t，E2=n2/t，由此可得E1/E2=n1/n2在原线圈中，感应电动势E1起着阻碍电流变化的作用，跟加在原线圈两端的电压U1的作用相反，原线圈的电阻很小，如果忽略不计，则有U1=E1。副线圈相当于一个电源，感应电动势E2相当于电源的电动势。副线圈的电阻也很小，如果忽略不计，副线圈就相当于无内阻的电源，因而副线圈的端电压U2=E2。于是得到U1/U2=n1/n2这种忽略原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器，称为理想变压器（即不计一次、二次绕组的电阻和铁耗， 其间耦合系数 K=1 的变压器）。描述理想变压器的电动势平衡方程式为 e1(t) = -N1 d /dte2(t

17、) = -N2 d /dt若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化，则由不计铁心损失，根据能量守恒原理可得。 由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系，令 K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比）。可见，理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数比。n2n1时，U2U1，变压器使电压升高，这种变压器叫做升压变压器。n2n1时，U2U1,变压器使电压降低，这种变压器叫做降压变压器。变压器原、副线圈的电流I1、I2之间又有什么关系呢？变压器工作的时候，输入的功率一部分从副线圈输出，另一部分消耗在发热上。但是消耗的功率一般不超过百分之几，特别是大型变压器效率可达97%99.5

18、%。所以，一般可以将它们认为是理想变压器，他们输入的电功率I1U1等于输出的电功率I2U2,即I1U1=I2U2由U1/U2=n1/n2可以知道I1/I2=n2/n1可见，变压器工作时，原线圈和副线圈中的电流跟它们的匝数成反比。变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制；低压线圈匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导线绕制。2-3 变压器的分类(1)按相数分：单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。三相变压器：用于三相系统的升、降电压。(2)按冷却方式分：干式变压器：依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。油浸式变压器：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷

19、、油浸水冷、强迫油循环等。(3)按用途分：电力变压器：用于输配电系统的升、降电压。仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置。试验变压器：能产生高压，对电气设备进行高压试验。特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、调整变压器等。(4)按绕组形式分：双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。(5)按铁芯形式分：芯式变压器：用于高压的电力变压器。非晶合金变压器：非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料，空载电流下降约80%，是目前节能效果较理想

20、的配电变 压器，特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低的地方。壳式变压器：用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。 1.按额定容量分类按照有关国家标准，三相或三相变压器组的额定容量分为三个标准类别。第一类：小于3150千伏安；第二类：31504000千伏安；第三类：4000千伏安以上。按国内传统习惯变压器也可按其额定容量大致分为：小型变压器小于等于1600千伏安；中型变压器16006300千伏安；大型变压器800063000千伏安；特性变压器大于63000千伏安。 2.常用变压器 图2 自耦变压器示意图图2是自耦变压器的示意图.这种变压

21、器的特点是铁芯上只绕有一个线圈。如果把整个线圈作原线圈,副线圈只取线圈的一部分,就可以降低电压;如果把线圈的一部分作原线圈,整个线圈作副线圈,就可以升高电压。 图3 调压变压器示意图调压变压器就是一种自耦变压器,它的结构如图3所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上,AB之间加上输入电压U1,移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2。图4 互感器示意图互感器也是一种变压器。交流电压表和电流表都有一定的量度范围，不能直接测量高电压和大电流。用变压器把高电压变成低电压，或者把大电流变成小电流，这个问题就可以解决了。这种变压器叫做互感器。互感器分为电压互感器和电流互感器两种，电压互感器用来把高电压变成

22、低电压，它的原线圈并联在高压电路中，副线圈上接入交流电压表。根据电压表测得的电压U2和铭牌上注明的变压比（U1/U2），可以算出高压电路中的电压。为了工作安全，电压互感器的铁壳和副线圈应该接地。电流互感器用来把大电流变成小电流。它的原线圈串联在被测电路中，副线圈上接入交流电流表。根据电流表测得的电流I2和铭牌上注明的变流比（I1/I2）,可以算出被测电路中的电流。如果被测电路是高压电路，为了工作安全，同样要把电流互感器的外壳和副线圈接地。2-4 变压器的结构1.变压器的结构简介（1）铁心 铁心是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高，厚度分别为 0.35 mm0.3mm0.27 mm， 表面

23、涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成 铁心分为铁心柱和横片俩部分，铁心柱套有绕组；横片是闭合磁路之用 铁心结构的基本形式有心式和壳式两种 （2）绕组 绕组是变压器的电路部分， 它是用双丝包绝缘扁线或漆包圆线绕成 变压器的基本原理是电磁感应原理，现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理:当一次侧绕组上加上电压U1时，流过电流I1，在铁芯中就产生交变磁通1，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别感应电势E1、E2，感应电势公式为：E=4.44fNm式中：E-感应电势有效值 f-频率 N-匝数 m-主磁通最大值 由于二次绕组与一次绕组匝数不同，感应电势E1和E2大小也不同，当略去内阻抗压降后

24、，电压U1和U2大小也就不同。 当变压器二次侧空载时，一次侧仅流过主磁通的电流（I0），这个电流称为激磁电流。当二次侧加负载流过负载电流I2时，也在铁芯中产生磁通，力图改变主磁通，但一次电压不变时，主磁通是不变的，一次侧就要流过两部分电流，一部分为激磁电流I0，一部分为用来平衡I2，所以这部分电流随着I2变化而变化。当电流乘以匝数时，就是磁势。 上述的平衡作用实质上是磁势平衡作用，变压器就是通过磁势平衡作用实现了一、二次侧的能量传递。2.变压器的各组成部件的作用（1）铁芯：是变压器最基本的组成部件之一。铁芯由导磁性能很好的硅钢片叠放组成，它形成闭合磁路（为减少涡流损失，硅钢片和螺栓均作绝缘处理

25、），变压器的一次绕组和二次绕组都绕在铁芯上。铁芯的主要作用是导磁。（2）绕组：它也是变压器的基本部件。变压器有一次绕组和二次绕组，它们是用铜线或铝线绕成圆筒形的多层绕组，绕在铁芯柱上，导线外边采用纸绝缘或纱包绝缘等。根据一次、二次侧电压的高低可确定一次、二次绕组匝数的多少，同时根据变压器容量的大小确定一次、二次绕组的导线截面。绕组的主要作用是产生电势，传送电流。（3）油箱：它是变压器的外壳，内装铁芯和绕组并充满变压器油，使铁芯和绕组浸在油内。变压器油起绝缘盒散热作用。（4）油枕：但变压器油的体积随着油的温度膨胀或缩小时，油枕起着储油及补油的作用，保证油箱内充满油，同时由于装了油枕，使变压器油缩

26、小了与空气的接触面，降低了变压器油的劣势速度。油枕的侧面还装有油位计（油标管），可以监视油位的变化。在有的变压器油枕中，放置有一个耐油尼龙橡胶播磨囊。囊外是油，囊内是空气，薄膜将油和空气隔离，可减缓油的劣化。在油枕和防爆管之间还有一个小管连通，使两处空气压力相同，油面相同，避免由于油面变化造成气体继电器误动。（5）呼吸器：它由一铁管和玻璃容器组成，内装干燥剂（如硅胶）。油枕内的空气随变压器油体积的膨胀或缩小而排出或吸入时，都会经过呼吸器，呼吸器内的干燥剂吸收空气中的水分，对空气起过滤作用，从而保持油清洁。（6）防爆管（又叫喷油管）：它一般装在变压器的顶盖上，喇叭形的管子与油枕或大气连通，管口用

27、薄膜封住。另一种安装方法是在防爆管下端与变压器焊接处装设连接法兰，在法兰连接处用薄膜封住管道形成气道膜式的防爆管。当变压器内部发生故障，温度升高时，油剧烈分解，产生大量气体，使油箱内压力剧增，这时防爆管薄膜破碎，油及气体由管口喷出，从而防止变压器油箱爆炸或变形。目前中等容量的变压器已采用压力释放阀取代防爆管，它的工作原理是：当变压器内部发生故障，油箱内压力增大到一定值时，压力将弹簧活塞阀门顶开，释放出油及气体，从而防止变压器油箱爆炸或变形。（7）散热器（又称散热翅、冷却器）:它的外形有瓦楞形、扇形、板形、排管形等。散热面越大，散热效果越好。当变压器上层油温与下部油温存在温差时，通过散热器形成油

28、的对流，经散热器冷却后的油流回油箱，从而起到降低变压器温度的作用。为提高变压器油的冷却效果，可采用风冷、强迫油循环风冷和强迫油循环水冷等措施。（8）绝缘套管：变压器的各侧绕组引出线必须采用绝缘套管，以便于连接各侧引线。套管有纯瓷、充油和电容等不同形式。（9）分接开关（又称切换器）：这是调整电压比的装置。双绕组变压器的一次绕组及三绕组变压器的一、二次绕组一般都有25个分接头位置（3个分接头的变压器的中间分接头为额定电压位置，相邻分接头电压相差5%；多分接头的变压器相邻分接头之间电压相差2.5%），操作部分安装在变压器油箱顶部，经传动杆伸入变压器油箱，可根据运行的需要并按照指示的标记来选择分接头位

29、置。有的变压器装有有载调压装置。（10）瓦斯保护：它是变压器的主要保护装置，安装在变压器的油箱和油枕的连接管上。当变压器内部发生故障时，气体继电器上触点接信号回路（轻瓦斯保护），下触点接断路器跳闸回路（重瓦斯保护）。（11）其他变压器附件包括：温度计、热虹吸、吊装环、人孔支架等。3.变压器的绝缘部分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、相与相之间、同一相不同电压等级绕组之间的绝缘；纵向绝缘是指同一电压等级的一个绕组其不同部位之间如层间、匝间、绕组与静电屏之间的绝缘。变压器内部的主要绝缘材料有变压器油、绝缘纸板、皱纹纸等，过去还曾使用黄漆带、布带等，现在已用新型材料取代

30、。主绝缘的部位如下：（1）绕组与铁芯之间。铁芯包括芯柱和铁轭，所以绕组与铁芯之间的绝缘包括绕组对铁芯柱及绕组端部对上、下铁轭的绝缘。（2）绕组与绕组之间。这包括同一相不同电压等级的绕组之间或不同相的各电压等级绕组之间的绝缘。（3）绕组与箱壳之间。最外层的绕组与油箱之间的绝缘构成绕组对箱壳的主绝缘。（4）引出线的绝缘（5）绕组中性点的绝缘。中性点的绝缘取决于绕组的接线型式。我国目前生产的变压器中，对形接线的绕组，其中性点绝缘水平可有两种结构。一种称全绝缘，即中性点的绝缘水平与三相出线电压等级的绝缘水平相同，例如60千伏及以下的电压等级的变压器均是如此。另外一种为分级绝缘，即中性点的绝缘水平低于三

31、相出线电压的绝缘水平。例如110千伏变压器的中性点大多数为35千伏的绝缘水平，故称为半绝缘。（6）分接开关的绝缘。为了工艺和制造上的方便，对双绕组变压器，它的分接头总是放在高压绕组上；对三绕组变压器，分接头则放在高、中压绕组上。因此，分接开关的操动杆也成为高、中压绕组对地之间的主绝缘。（7）变压器的外部主绝缘。它包括绝缘套管对地绝缘和不同相绝缘套管之间的绝缘。纵向绝缘是指同一绕组的匝间、层间以及绕组与静电屏之间的绝缘。在同一个线饼内，绕有数匝线圈，这时匝与匝之间需要有匝间绝缘。对于不同结构型式的绕组，匝间电压数值亦不相同。当绕组的结构型式为纠结式时，其匝间电压比一般连续式绕组为高。不同类型的纠

32、结式绕组，其匝间电压数值也不一样，所以匝间电压的具体数值要根据绕组的具体结构型式而定。匝间绝缘由包在导线上的电缆纸构成，对不同的电压等级，其匝间绝缘的厚度也不相同。层间绝缘是指一个线饼与另一个相邻线饼之间的绝缘，也就是油道的宽度。2-5 电力变压器在电力系统中的作用变压器室输送交流电时所使用的一种改变电压和电流的设备。它通过磁路的耦合作用把交流电从一次侧送到二次侧，同时利用绕制在同一铁芯上的一次绕组和二次绕组匝数的不同，把一次绕组的电压和电流从某种数量等级改变为二次绕组的另外一种等级。发电厂发出的交流电，经过电力系统输送和分配到用户（即负载）。我们知道，为了减少输电时线路上的电能损耗，必须采用

33、高压输电，例如110、220、330、500千伏等。如发电机发出的电压为10千伏，则首先经过变压器升高电压后，在经过输电系统送到用电地区，到了用电地区后，还需要先把高压降到35千伏以下，再按用户需要的具体电压分别配电，用户需要的电压一般为6、3、1、千伏，380、220伏等。远距离送电采用直流高压时，发电机发出来的三相交流电仍然需要先经变压器升压，然后再把交流整流为直流输送，输送到了用电地区后，再把直流逆变为交流，用变压器降压，最后送给用户。电力系统中多次进行的升压和降压都需要应用变压器来完成，因此在电力系统中变压器的安装容量是发电机容量的58倍。电力系统中使用的变压器统称为电力变压器，它是电

34、力系统重要的组成设备。2-6 农村常用电力变压器的型号代表的含义及额定容量的确定防护代号（TH-湿热，TA-干热，一般不标高压绕组额定电压等级相数（D-单相，S-三相）绕组耦合方式（一般不标，O-耦合） 冷却方式（J-油浸自冷，G-干式空气自冷，C-干式浇注绝缘）循环方式（自然循环不标，P-强迫循环）绕组数（双绕组不标，S-绕组，F-双分裂绕组）导线材质（铜板不标，L-铝线）调压方式（无励磁调压不标，Z-有载调压）设计序号（1、2、3.，半铜半铝b）额定容量（千伏安）图5 电力变压器产品型号例如SFP6300/35表示三相强迫油循环风冷铜绕组，额定容量为6300千伏安，高压绕组额定电压为35千

35、伏的电力变压器；S7315/10表示三相油浸自冷式铜绕组，额定容量为315千伏安，高压绕组额定电压为10千伏的电力变压器，设计序号7表示低损耗型。变压器的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。当变压器容量因冷却方式不同而变更时，则额定容量是指最大的容量。具体的容量等级如下表所示。表：变压器容量等级10100100010000（120000）125125012500（150000）160160016000（180000）20200200020000（240000）25025002500

36、0（360000）（30）3153150315004004000400005050050005000063630630063000808008000（90000） 注：组成三相变压器组的单相变压器容量为表中数值的1/3，其余用途的单相变压器与表中数值相同。在选择变压器的容量时要合理，因为变压器空载运行时需要较大的无功功率，这些无功功率要由供电系统供给。若变压器容量选择过大，不仅增加投资，而且变压器长期在轻载下运行，还会使网络的损耗和变压器的损耗增加，使功率因数降低，这种“大马拉小车”的配置形式显然是很不经济的。相反，如果变压器容量过小，变压器长期在过负荷状态下运行，轻则因发热而降低使用寿命，重

37、则会烧毁设备。另外在选择并列运行变压器的容量时，必须考虑容量比不超过3：1，否则会使负荷分配极不平衡，或者在运行方式改变时，小容量的变压器并不能起到备用作用。第三章 变压器的运行3-1 变压器投运前的准备工作1.变压器投运前应检查下列项目（1）检查试验合格证。如检查日期已超过试验合格证签发日期三个月，则应重新测试绝缘电阻，其值应大于允许值，且不小于原试验值的70%。（2）检查套管是否完整，有无损坏裂纹现象，外壳有无漏油、渗油现象。（3）检查高、低压引线是否完整可靠，各处接点是否符合要求。（4）检查引线与外壳、杆架的距离是否符合要求，油位是否正常。（5）检查仪、二次熔丝是否符合要求。（6）检查防

38、雷保护是否齐全，接地电阻是否合格。（7）对于装设配电变压器计量箱的，应检查计量装置的接线是否正确，电流互感器、电能计量器、测量表计是否已检定合格。（8）对于安装在粮仓及靠近粮食存放场所的配电变压器还应检查防害瓷罩是否装设。2.变压器运行前的试验对于拟定并列运行的变压器，在正式并列运行之前必须做定向试验。其防范是将两台符合并列条件的变压器一次侧都接在同一电源上，经低压线路的连接线，测量二次相位是否相同。定向的步骤如下：（1）先检查电源的三相电压是否对称。低压侧中性点不接地的变压器应先连接某一对应相，再测量另外两个对应相之间的电压是否为零，非对应相之间的电压是否为线电压。（2）分别测量两台变压器的

39、相电压是否相同。（3）测量同名端子之间的电压表。当同名端子之间的电压差等于零时，就可以并列运行了。带电投入空载运行变压器时，会产生励磁涌流，其值可达68倍的额定电流。励磁涌流开始衰减较快，一般经0.51秒后即减到0.250.5倍额定电流值，但全部衰减时间较长，大容量的变压器可达几十秒。由于励磁涌流产生很大的电动力，为了考验变压器的机械强度，同时考察励磁涌流衰减初期是否会造成继电保护装置误动，故需做冲击试验。另外在拉开空载运行变压器时，有可能产生操作过电压。在中性点不接地或经消弧线圈接地的电力系统中，其过电压幅值可达44.5倍相电压；在中性点直接接地时，也达3倍相电压。为了检查变压器绝缘强度能否

40、承受全电压或操作过电压，也许做冲击试验。冲击试验次数如下：新产品投入冲击5次；大修后的变压器投入冲击3次。每次冲击试验均要检查变压器有无异音、异状。3-2 运行中的变压器可能出现的问题1.新装或大修后投入运行的变压器,有时气体继电器动作频繁.新装或大修后的变压器在加油滤油时,会将空气带入变压器内部,之后又未能及时排出。当变压器运行后,油温逐渐上升,形成油的对流,内部贮存的空气被逐渐排出,从而使气体继电器动作。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

41、试验，以判断是否是变压器内部有故障。2.运行中的变压器出现的“嗡嗡”声。变压器正常运行时，交流电通过变压器的绕组，在铁芯里产生周期性彼岸花的磁力线，引起自身周期性的振动发声，这种响声是均匀的“嗡嗡”声。3.变压器产生的异常声音。根据运行经验，产生异常声音的原因较多，发生的部位也不同，只能不断积累经验，才能作出合乎实际的判断。下面举几个常见例子。（1） 过电压（如中性点不接地系统单相接地、铁磁共振等）引起。（2）过电流（如过负荷、大动力负荷起动、穿越性短路等）引起。这种原因引起的声音与上一种相同，声音比原来大，均是“嗡嗡”声，无杂音。但有时也可能随负载的急剧变化，呈现“割割割、割割割”突击的间歇

42、响声，此声音的发生时，变压器的指示仪表（电流表、电压表）的指针同时动作，易辨别。（3）加紧铁芯的螺钉松动引起。这种原因能造成非常惊人的锤击和刮大风之声，如“叮叮当当”和“呼呼”等，但此时指示仪表均正常，油色、油位、油温也正常。（4）变压器外壳与其他物体撞击引起。这是因为变压器内部铁芯的振动引起其他部件的振动，使接触处相互撞击。如变压器上装控制线的软管与外壳或散热器撞击时，会呈现出“沙沙沙”的声音，有连续较长、间歇的特点，变压器各部分不会呈现异常现象。这时可寻找声源，在最响的一侧用手或木棒按住，再听声音有何变化以辨别之。 （5）外界气候影响造成的放电声。如大雾天、雪天造成套管处电晕放电或辉光放电

43、，呈现“嘶嘶”或“嗤嗤”声，夜间可见蓝色小火花。（6）铁芯故障引起。如铁芯接地线断开时会产生如放电般的劈裂声，铁芯着“火”也会造成不正常鸣音。（7）匝间短路引起。因短路处局部严重发热，使油局部沸腾，发出“咕噜、咕噜”般似水开了的声音。这种声音特别要注意。（8）分接开关故障引起，分接开关接触不良，局部发热也会引起象绕组匝间短路时发出的那种声音。引起变压器发出异常声音的原因既繁多，又复杂，以上仅举几例。4.运行中的变压器着火。运行中的变压器着火时，应在断开变压器各侧电源及冷却装置电源后再灭火。对装有水自动灭火装置的变压器，应先启动高压水泵，将水压提高到0.70.9兆帕，再打开电动喷雾阀门喷雾灭火。

44、一般的变压器应用干粉灭火器及沙子灭火。如果流出的油着了火，可以用泡沫灭火器灭火，必要时应报火警。5.在需要调压时，变压器的有载调压装置有时会失灵。在需要调压时，如果变压器的有载调压装置失灵，可采用手动调压。手动调压前，先切除自动控制调压电源，然后用手柄调压。根据摇动手柄的圈数（按厂家规定）和分接开关指示的位置，将变压器绕组调到所需分接头。如果是单相变压器组成的三相变压器组，则三相应同时调压。6.出现以下异常时应加强监视并做好倒负载的准备。过负荷30%以上；发出异常音响；严重漏油时油面下降；油色显著变化；绝缘套管出现裂纹或不正常的电晕；轻瓦斯保护动作；在油泵未停止运行的情况下，强迫油循环水冷装置

45、断水；强迫油循环风冷装置因故障全部停止运行；引线接头严重发热；变压器超温信号报警。7.变压器在运行时，出现的油面过高或有油从油枕中溢出，应如何判断处理。首先应检查变压器的负荷和温度是否正常，如果负荷和温度均正常，则可以判断是因呼吸器或油标管堵塞造成的假油面。在采取一定的安全措施后，将重瓦斯保护改接信号位置，然后疏通呼吸器或油标管。如因环境温度过高引起油枕溢油时，应作放油处理。8.运行中的变压器发出的过负荷信号。运行中的变压器发出过负荷信号时，值班人员首先应检查变压器的各侧电流是否超过规定值，并应将变压器过负荷数值报告当班调度，然后检查变压器的油位、油温是否正常，同时将冷却器全部投入运行。对过负

46、荷数值及时间按现场规程中有关规定掌握，并严格监视变压器运行情况。第四章 变压器的试验4-1 变压器的试验种类根据实验条件的不同，变压器试验可分以下四种。（1）出厂试验。出厂试验是比较全面的实验，主要用于确定变压器的电气性能及技术参数。如水绝缘，应进行tg、泄露电流、直流电阻、油耐压、工频及感应耐压试验等。如Um252千伏，还应做局部放电试验。技术参数试验包括空载损耗、短路损耗、变比、联结组标号等试验。根据上述试验结果，确定变压器能否出厂。（2）预防性试验。这时一种对运行中的变压器周期性进行的试验。主要试验项目有：绝缘电阻、tg、直流电阻及油耐压试验。（3）检修试验。试验项目视具体情况确定。（4

47、）安装试验。这种试验在变压器安装前、后进行。试验项目有绝缘电阻、tg、泄漏电流、变比、联结组标号、油耐压及直流电阻等。对大中型变压器还必须进行吊芯检查。在吊芯检查过程中，必须对夹件螺钉、夹件及铁芯进行试验。最后还要做工频耐压试验。变压器试验项目大致可分为绝缘试验及特性试验两类。绝缘试验包括：绝缘电阻吸收比试验、tg试验、泄漏电流试验、变压器油耐压试验、工频耐压和感应耐压试验。特性试验包括：变比、联结组标号、直流电阻、空载损耗、短路损耗、温升试验等。4-2 工频耐压试验1.工频耐压试验过程中产生不正常的放电声时，可根据放电声的特点判断故障的性质。具体判断方法简述如下：（1）在升高过程或持续阶段，

48、发生好似金属物撞击油箱的清脆响亮的“当、当“声，且重复加压试验时，电压下降不明显。这种放电一般属于油隙绝缘结构击穿，当油隙距离（引线至油箱距离）不够活电场畸变（引线没有穿入套管均压球圆弧半径太小等）时，都可能造成油隙绝缘结构击穿。（2）声音仍然是清脆的金属敲击声，但较前一种小，仪表摆动大，重复试验时放电消失，这种放电属于变压器油中气泡放电。（3）放电声为“哧、哧”或“吱、吱”声，或者是很沉闷的响声，放电时电流表指针立即超过最大偏转范围。重复试验时放电电压明显下降。这种故障产生的原因包括：固体绝缘爬电、绝缘绑扎较松或开裂、撑条受潮或质量不好引起沿撑条爬电、引线绝缘搭接锥度太短或爬电距离不够、绝缘

49、角环纸板爬电或绕组端部对铁轭爬电等。这种故障一般较难寻找。（4）加压过程中，变压器内部有炒豆般的噼啪响声，电流表指示稳定。这种放电可能是悬浮的金属体对地放电。2.对变压器进行工频耐压试验时，其内部发生放电，会产生下列现象：（1） 电流表指示突然上升；（2） 电压升不上去或突然下降；（3） 试验时变压器内部有放电声或冒烟；（4） 试验器过载跳闸。4-3 造成变压器空载损耗增加的原因 造成变压器空载损耗增加的原因一般有以下几个：（1） 硅钢片之间绝缘不良；（2） 铁芯中有一部分硅钢片短路；（3） 穿芯螺杆、铁轭螺杆或压板的绝缘损坏，造成铁芯局部短路；（4） 绕组并联支路短路；（5） 绕组匝间短路；

50、（6） 绕组各并联支路匝数不等；（7） 设计不当致使铁轭中某一部分磁通密度过大。4-4 变压器大修后应进行的电气试验变压器大修后应进行的电气试验有以下几项：（1） 测量绕组的绝缘电阻和吸收比；（2） 测量绕组连同套管的泄漏电流；（3） 测量绕组连同套管的戒指损耗因数；（4） 绕组连同套管一起进行交流耐压试验；（5） 测量非纯瓷质套管的介质损耗因数；（6） 变压器及套管中的绝缘油试验及化学分析；（7） 测量夹件与穿芯螺杆的绝缘电阻；（8） 测定各绕组的直流电阻、变比和联结组标号（或极性）。第五章 变压器的运行维护5-1 变压器的运行监视1.安装在发电厂和变电站内的变压器，以及无人值班变电站内有远

51、方检测装置的变压器，应经常监视仪表的指示，及时掌握变压器运行情况。监视仪表的抄表次数由现场规程规定。当变压器超过额定电流运行时，应做好记录。无人值班变电站的变压器应在每次定期检查时记录其电压、电流和顶层油温，以及曾达到的最高顶层油温等。对配电变压器应在最大负载期间测量三相电流，并设法保持基本平衡。测量周期由现场规程规定。2.下述维护项目的周期，可根据具体情况在现场规程中的规定：a. 清除储油柜集污器内的积水和污物；b. 冲洗被污物堵塞音响散热的冷却器；c. 更换吸湿器和净油器内的吸附剂；d. 变压器的外部（包括套管）清扫；e. 各种控制箱和二次回路的检查和清扫。5-2 变压器的投运和停运 1.在投运变压器之前，值班人员应仔细检查，确认变压器及其保护装置在良好状态，具备带电运行条件。并注意外部有无异物，临时接地线是否已拆除，分接开关位置是否正确，各阀门开闭是否正确。变压器在低温投运时，应防止呼吸器因结冰被堵。运用中的被用变压器应随时可以投入运行。长期停运者应定期充电，同时投入冷却装置。如系强油循环变压器，充电后不带负载运行时，应轮流投入部分冷却器，其数量不超过制造厂规定空载时的运行台数。2.变压器投运和停运的操作程序应在现场规程中规定，并