变压器的基础知识原理安装保护故障检测及排除案例分析

变压器的基础知识原理安装保护故障检测及排除案例分析第1页/共127页

一：电力变压器概述1.电力变压器的简介

中文名称：电力变压器英文名称：powertransformer

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变压器是将某一种等级的交流电能转变为同频率的另一种等级交流电能的静止电气设备。作用：变换电压、变换电流和变换阻抗的功能。第3页/共127页变压器的图形符号及文字符号

第4页/共127页一、变压器工作原理第5页/共127页（二）变压器的工作原理变压器是基于电磁感应原理而工作的。变压器本体主要由绕组和铁心组成。工作时，绕组是“电”的通路，而铁心则是“磁”的通路，且起绕组骨架的作用。一次侧输入电能后，因其交变故在铁心内产生了交变的磁场（即由电能变成磁场）；由于匝链（穿透），二次绕组的磁力线在不断地交替变化，所以感应出二次电动势，当外电路沟通时，则产生了感生电流，向外输出电能（即由磁场能又转变成电能）。这种“电—磁—电”的转换过程是建立在电磁感应原理基础上而实现的，这种能量转换过程也就是变压器的工作过程。

第6页/共127页2.变压器的外形结构

第7页/共127页第8页/共127页三、变压器结构与器身构造

变压器器身铁心绕组引线（包括调压装置、引线夹件等）绝缘附件（包括油枕、油门闸阀等）油箱本体油箱冷却装置（包括散热器、风扇、油泵等）保护装置（包括防爆阀、气体继电器、测温元件、呼吸器等）出线装置（包括套管等）第9页/共127页第10页/共127页第11页/共127页（一）主变的主要组成部分及其作用1、铁芯：变压器的磁路部分。铁芯是用导磁性能很好的硅钢片叠放组成的闭合磁路，变压器的原线圈和副线圈都绕在铁芯上。2、绕组：变压器的电路部分。变压器有原线圈和副线圈，它们是用铜线或铝线绕成圆筒形的多层线圈，绕在铁芯柱上，导线外边采用纸绝缘或纱包绝缘等。3、套管：支持引出线之间及与变压器箱体绝缘。110kV及以上套管采用全密封油浸纸绝缘电容式套管，套管自身密封不与变压器本体相同，并充有变压器油，下部装设CT以供测量和保护用。第12页/共127页第13页/共127页4、油枕：油枕保证油箱内充满油，使变压器缩少与空气的接触面，减少油的劣化速度；变压器油温随着负载和环境温度的变化而变化，当油的体积随着温度膨胀或缩少时，油枕起储油及补油作用；在油枕的侧面装有监视油位的油位计（玻璃式、连杆式、铁磁式）。油枕内放置气囊，与呼吸器配合调节油位变化。5、油箱：承载铁芯和线圈、变压器油。6、变压器油：绝缘及冷却。7、调压装置：调整电压比。

a、有载调压：变压器带负载状态下切换分接头位置；

b、无载调压：变压器调压时不带任何负载，且与电网断开，在无励磁情况下变换绕组分接头。第14页/共127页第15页/共127页8、净油器：改善运行中绝缘油特性，防止绝缘油继续老化（多应用于有载调压油箱）。净油器内装吸附硅胶，吸收油中的水份及氧化物，使油保持洁净，延长油的使用年限，改善油的电气化学性能。9、冷却器：当变压器上层油温与下部油温产生温差时，通过散热器形成油的对流，经散热器冷却后流回油箱，起到降低变压器温度的作用。10、呼吸器：当油枕内的空气随变压器油的体积膨胀或缩少时，排出或吸入的空气都经呼吸器，呼吸器内的干燥剂吸收空气中的水份，对空气起过滤作用，从而保证油的清洁。呼吸器内的硅胶变色过程：蓝色→淡紫色→淡粉红（≥2/3时需更换）。

第16页/共127页11、瓦斯继电器：变压器的保护装置，装在变压器油箱至油枕的连接管上。

a、轻瓦斯：通过检测瓦斯继电器中积聚气体达到一定量时动作。

b、重瓦斯：通过检测油流速度达到一定值时动作。12、防爆阀：当变压器发生内部故障时，温度升高，油剧烈分解产生大量气体，使油箱内压力剧增，当压力达到防爆阀动作值时，防爆阀打开，油及气体油阀门喷出，防止变压器的油箱爆炸或变形。第17页/共127页（二）绝缘

1、绝缘等级：绝缘材料按其耐热程度可分为7个等级，它们的最高允许温度也各不相同。各级绝缘材料通常有：Y级绝缘材料：棉纱、天然丝、再生纤维素为基础的纱织品，纤维素的

纸、纸板、木质板等。A级绝缘材料：经耐温达的液体绝缘材料浸渍过的棉纱、天然丝、再生

纤维素等制成的纺织品、浸渍过的纸、纸板、木质板等。E级绝缘材料：聚脂薄膜及其纤维等。B级绝缘材料：以云母片和粉云母纸为基础的材料。F级绝缘材料：玻璃丝和石棉及以其为基础的层压制品。第18页/共127页H级绝缘材料：玻璃丝布和玻璃漆管浸以耐热的有机硅漆。C级绝缘材料：玻璃、电瓷、石英等。第19页/共127页2、绝缘结构变压器的绝缘分为外绝缘和内绝缘两种：外绝缘指的是油箱外部的绝缘，主要是一次、二次绕组引出线的瓷套管，它构成了相与相之间和相对地的绝缘；内绝缘指的是油箱内部的绝缘，主要是绕组绝缘和内部引线的绝缘以及分接开关的绝缘等。绕组绝缘又可分为主绝缘和纵绝缘两种。主绝缘指的是绕组与绕组之间、绕组与铁心及油箱之间的绝缘；纵绝缘指的是同一绕组匝间以及层间的绝缘。第20页/共127页1、高压绕组间绝缘、绕组对地（铁心、油箱）绝缘；2、各相间的绝缘；3、引出线对地和其它绕组的绝缘；4、分接开关对地和其它绕组的绝缘。1、同一绕组中的不同点，如线饼间、层间、线匝间的绝缘；2、同一绕组的各引出线间的绝缘；3、分接开关各部分的绝缘。主绝缘纵绝缘绕组绝缘引线和分接开关的绝缘套管内部的绝缘套管内部闪络和泄漏距离空气气隙内绝缘外绝缘变压器绝缘第21页/共127页4、电力变压器的分类及特点电力变压器的分类根据电力变压器的用途和结构等特点可分如下几类：（1）按用途分有：升压变压器（使电力从低压升为高压，然后经输电线路向远方输送）；降压变压器（使电力从高压降为低压，再由配电线路对近处或较近处负荷供电）。（2）按相数分有：单相变压器；三相变压器。

（3）按绕组分有：单绕组变压器（为两级电压的自耦变压器）；双绕

组变压器；三绕组变压器。第22页/共127页（4）按绕组材料分有：铜线变压器；铝线变压器。（5）按调压方式分有：无载调压变压器；有载调压变压器。（6）按冷却介质和冷却方式分有：

a）油浸式变压器。冷却方式一般为自然冷却，风冷却（在散热器上安装风扇），强迫风冷却（在前者基础上还装有潜油泵，以促进油循环）。此外，大型变压器还有采用强迫油循环风冷却、强迫油

循环水冷却等。

b）干式变压器。绕组置于气体中（空气或六氟化硫气体），或是浇注环氧树脂绝缘。它们大多在部分配电网内用作配电变压器。目前已可制造到35KV级，其应用前景很广。第23页/共127页5、变压器铭牌及技术参数变压器的型号变压器的型号分两部分，前部分由汉语拼音字母组成，代表变压器的类别、结构特征和用途，后一部分由数字组成，表示产品的容量（KVA）和高压绕组电压（KV）等级。汉语拼音字母含义如下：第1部分表示相数。D—单相（或强迫导向）；S—三相第2部分表示冷却方式。J—油浸自冷；F—油浸风冷；FP—强迫油循环风冷；SP—强迫油循环水冷。第24页/共127页第3部分表示电压级数。S—三级电压；无S表示两级电压其他：O—全绝缘；L—铝线圈或防雷；O—自耦（在首位时表示降压自耦，在末位时表示升压自耦）；Z—有载调压；TH—湿热带（防护类型代号）；TA—干热带（防护类型代号）

第25页/共127页（1）额定容量（SN）额定容量是制造厂所规定的在额定工作状态（即在额定电压、额定频率、额定使用条件下的工作状态）下变压器输出的视在功率的保证值，以SN表示。

额定容量通常是指高压绕组的容量；当变压器容量因冷却方式而变更时，则额定容量是指它的最大容量。（2）额定电流（I1、I2）

变压器一、二次额定电流是指在额定电压和额定环境温度下使变压器各部分不超温的一、二次绕组长期允许通过的线电流，单位以A表示。第26页/共127页（3）额定电压（UN）

变压器的额定电压就是各绕组的额定电压，是指额定施加的或空载时产生的电压。一次额定电压U1N是指接到变压器一次绕组端点的额定电压值；二次额定电压U2N是指当一次绕组所接的电压为额定值、分接开关放在额定分触头位置上，变压器空载时二次绕组的电压（单位为V或KV）。三相变压器的额定电压指的均是线电压。

一般情况下在高压绕组上抽出适当的分接头，因为高压绕组或其单独调压绕组常常套在最外面，引出分接头方便；其次是高压侧电流小，引出分接引线和分接开关的载流部分截面小，分接开关接触部分容易解决。第27页/共127页（5）阻抗电压（短路阻抗）

阻抗电压也称短路电压（Uz%），它表示变压器通过额定电流时在变压器自身阻抗上所产生的电压损耗（百分值）。用试验求取的方法为：将变压器二次侧短路，在一次侧逐渐施加电压，当二次绕阻通过额定电流时，一次绕阻施加的电压Uz与额定电压Un之比的百分数,即：Uz%=Uz/Un×100%。

正常运行时，阻抗电压少一些较好，因为阻抗电压过大时，会产生过大的电压降，而在变压器发生短路时，阻抗电压大一些较好，因可以限制短路电流，否则变压器经受不住短路电流冲击。

第28页/共127页（6）空载电流（I0）

变压器一次侧施加（额定频率的）额定电压，二次侧断开运行时称为空载运行，这时一次绕组中通过的电流称空载电流，它主要仅用于产生磁通，以形成平衡外施电压的反电动势，因此空载电流可看成也就是励磁电流。变压器容量大小、磁路结构和硅钢片的质量好坏，是决定空载电流的主要因素。（7）空载损耗（P0）空载电流的有功分量I0a为损耗电流，由电源所汲取的有功功率称空载损耗P0。空载损耗主要决定于铁心材质的单位损耗。

第29页/共127页（8）短路损耗（Pf）

短路损耗变压器二次侧短接、一次绕组通过额定电流时变压器由电源所汲取的（亦即消耗的）功率（单位为W或KW）。（9）连接组别

表示变压器各相绕组的连接方式和一、二次线电压之间的相位关系。符号顺序由左至右各代表一、二次绕组的连接方式，数字表示两个绕组的连接组号。一般的高压变压器基本都是Yn，Y,d11接线。在变压器的联接组别中“Yn”表示一次侧为星形带中性线的接线，Y表示星形，n表示带中性线；“d”表示二次侧为三角形接线。“11”表示变压器二次侧的线电压Uab滞后一次侧线电压UAB330度（或超前30度）。第30页/共127页（1）变压器的基本特性（3）变压器的并联运行（2）变压器的运行特性空载特性短路特性外特性与电压变化率效率特性与效率理想并联运行的条件并联运行的负载分配标么值第31页/共127页32 （1）空载特性根据变压器的空载试验可以求得变比k、空载损耗p0、空载电流I0以及励磁阻抗Zm。依据等效电路和测量结果而得到下列参数:

变压器的变比k=U1／U2

由于Zm>>Z1，可忽略Z1，则有：励磁阻抗Zm=U1／I0

第32页/共127页33励磁电阻Rm=p0／I02

励磁电抗Xm=(Zm2-Rm2)1/2

应注意，上面的计算是对单相变压器进行的，如求三相变压器的参数，必须根据一相的空载损耗、相电压、相电流来计算。空载试验可以在任何一方做，若空载试验在一次侧进行，则测得的励磁阻抗，为了安全和方便,一般空载实验在低压方进行。

在高压方、低压方施加额定电压做空载试验时，空载损耗相等。第33页/共127页34(2)、短路特性

根据变压器的短路试验可以求得变压器的负载损耗、短路阻抗Zk

。下图是一台单相变压器的接线图和等效电路图将变压器二次侧短路，一次侧施加一很低的电压，以使一次侧电流接近额定值。测得一次侧电压Uk，电流Ik，输入功率Pk。第34页/共127页35短路试验时，Uk很低（4%～10%U1N），所以，铁心中主磁通很小，励磁电流完全可以忽略，铁心中的损耗也可以忽略。从电源输入的功率Pk等于铜耗，亦等于负载损耗。

根据测量结果，由等效电路可算得下列参数：短路阻抗Zk=Uk／Ik

短路电阻Rk=Pk/Ik2短路电抗Xk=(Zk2-Rk2)1/2

第35页/共127页其他变压器：1、仪用互感器2、自耦变压器3、电焊变压器第36页/共127页1

仪用互感器1.电压互感器

用于供电系统监测高压电网中的电压变化情况，将其变成标准等级的低压以供测量仪表使用。特点：原边匝数多，副边匝数少,变比大；原边按不同电网电压等级设定，副边额定电压均为100伏。用来扩大测量仪表的测量范围第37页/共127页工作原理：实测电压值为副边电压表读数乘以变比。注意事项：电压互感器副边不能短路，否则会因过大的绕组电流而烧毁线圈；副绕组、铁心、外壳必须可靠接地，以保证工作人员安全。第38页/共127页2.电流互感器

主要用在电网线路中的大电流测量。特点：原边匝数很少（一匝或几匝），副边匝数较多；副边接仪用电流表或其它电流线圈，原边额定电流为10～15000安，副边额定电流均采用5安。

第39页/共127页工作原理：实测电流值等于副边电流表的读数乘以电流比。注意事项：电流互感器在运行、接入、退出时，绝不能使副边开路，否则会因过高的副边感应电势而击穿绕组，伤及工作人员；副绕组、铁心、外壳必须可靠接地，以保证工作人员安全。第40页/共127页1.4.2

自耦变压器普通双绕组变压器只有磁的耦合，而无电的直接联系，自耦变压器的原副边两种联系同时存在。特点：一个原副边共用一个线圈，带有可滑动抽头的变压器第41页/共127页工作原理：注意事项：自耦变压器低压侧的设备必须有高压保护装置，以及短路保护措施。第42页/共127页1.4.3

电焊变压器特点：电焊时要求有下降的外特性，即起弧电压要高,(60～85伏)；起弧后，要求电压迅速下降,(约30伏)；

短路时，短路电流不要过大。常用交流电焊机实际是特殊变压器。第43页/共127页常用电焊变压器串联电抗器式电焊变压器

磁分路式电焊变压器

第44页/共127页二、变压器的保护第45页/共127页一、瓦斯保护原理及构成

反应变压器油箱内部故障产生的气体而动作,主要由瓦斯继电器构成,轻瓦斯动作于信号,重瓦斯动作于跳闸.瓦斯保护的主要元件是瓦斯继电器，它安装在变压器的油箱和油枕之间的连接管道中.（1）变压器主保护第46页/共127页瓦斯继电器出口中间继电器信号继电器连片第47页/共127页二、变压器纵差动保护1、基本原理及实现的特点:

变压器纵差动保护通常采用环流法接线。原理与输电线路类似，但在实现时应考虑变压器高、低压两侧电流的大小和相位不同。第48页/共127页变压器星形侧电流互感器按角形接线变压器角形侧电流互感器按星形接线第49页/共127页第50页/共127页2、影响差动保护的因素及措施:分析励磁涌流的特点励磁涌流影响的措施变压器差动保护的构成

正常运行时，励磁电流仅为变压器额定电流的3％～5％，所以对保护无影响。而当变压器空载投入或外部短路故障切除电压恢复时，励磁电流可达额定电流的6～8倍，这称为励磁涌流，可引起差动保护误动作。

含有大量的非周期分量，使波形偏于时间轴的一侧；励磁涌流中含有大量的二次谐波电流分量；励磁涌流相邻波形之间存在“间断角”。

采用具有速饱和变流器的BCH型差动继电器构成变压器纵差动保护；

采用二次谐波制动原理构成变压器纵差动保护；采用鉴别波形间断角原理构成变压器纵差动保护。第51页/共127页第52页/共127页65681013201357910241112KAKAA1B1C1D1A2B2C2D201230123Nb1

Nb2Nd

N2

N’k

N”k

第53页/共127页R9

UR4UR1UR2UR3U4C1C2C3C4C5U2U1U3R3R4R5R1R2R6R7R8R10RW1RW2KCKPKCKP0.30.40.50.61.52.02.514第54页/共127页比率制动式差动继电器的组成及作用

比率制动部分是用于防止外部短路时，由于不平衡电流影响而造成误动作；

二次谐波制动部分的作用，是防止变压器空载投入时出现励磁涌流而造成保护误动作；差动电流速断部分作用，防止变压器内部发生严重故障时，差动继电器拒动和加快切除故障；

差动部分作用，保证内部故障时正确动作。第55页/共127页一、变压器的过电流保护1、原理接线：2、整定原则：躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定。第56页/共127页二、低电压起动的过电流保护1、原理接线：2、低电压继电器整定原则及方法：

应低于正常运行情况下母线上可能出现的最低工作电压。3、灵敏度校验：

按后备保护范围末端发生短路故障进行校验。

第57页/共127页第58页/共127页三、复合电压起动的过电流保护

1、原理接线：2、负序电压继电器整定原则及方法：

躲过正常运行时负序电压滤过器出现的最大不平衡电压。第59页/共127页1QF2QFIIIUUZKVNKVUtKSKTKMKCO电压回路断线信号信号跳1QF跳2QFabc第60页/共127页四、负序电流和单相低电压起动的过电流保护

1、原理接线：2、负序电流继电器整定原则及方法：躲过变压器正常运行时负序电流滤过器输出的最大不平衡电流。第61页/共127页第62页/共127页五、变压器过负荷

变压器过负荷电流大多数情况下三相是对称的，因此只装设对称过负荷保护。即只用一个电流继电器接于任一相电流之中，动作时经延时作用于信号。过负荷保护的动作电流应躲过变压器额定电流。过负荷保护的动作时限，应比过电流保护的最大时限增加一个时限阶差△t。

第63页/共127页一、原理框图（3）变压器的接地保护第64页/共127页二、整定计算二、整定计算二、整定计算二、整定计算二、整定计算

1、零序电流保护的动作电流与相邻元件零序后备保护动作电流配合整定。

2、动作时限与相邻元件零序电流后备保护的时限配合整定。

3、零序电流元件3I0的动作电流根据间隙击穿电流的经验数据整定，一般一次值为100A。时间元件T的延时，一般取0．5s。第65页/共127页瓦斯保护纵差动保护或电流速断保护

油箱外引出线相间短路油箱内故障过电流保护零序保护二、不正常运行：过负荷过负荷保护一、常见故障主保护（后备保护）外部相间短路外部相间短路外部接地短路外部接地短路第66页/共127页

电力变压器的安装第67页/共127页依据标准：《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2002第68页/共127页施工准备：一、设备及材料要求：

1：变压器应装有铭牌。铭牌上应注明制造厂名、额定容量，一二次额定电压，电流，阻抗电压%及接线组别等技术数据。2：变压器的容量，规格及型号必须符合设计要求。附件、备件齐全，

并有出厂合格证及技术文件。

3：干式变压器的局放试验PC值及噪音测试器dB（A）值应符合设计及标准要求。4：带有防护罩的干式变压器，防护罩与变压器的距离应符合标准的规定，不小于表2.1.4的尺寸。5型钢：各种规格型钢应符合设计要求，并无明显锈蚀。6螺栓：除地脚螺栓及防震装置螺栓外，均应采用镀锌螺栓，并配相应的平垫圈和弹簧垫。第69页/共127页7其它材料：蛇皮管，耐油塑料管，电焊条，防锈漆，调和漆及变压器油，均应符合设计要求，并有产品合格证。二、主要机具：

1：搬运吊装机具：汽车吊，汽车，卷扬机，吊链，三步搭，道木，钢丝绳，带子绳，滚杠。

2：安装机具：台钻，砂轮，电焊机，气焊工具，电锤，台虎钳，活扳子、鎯头，套丝板。

3：测试器具：钢卷尺，钢板尺，水平，线坠，摇表，万用表，电桥及试验仪器。三、作业条件：

1：施工图及技术资料齐全无误。第70页/共127页干式变压器防护类型、容量、规格及质量图表第71页/共127页2：土建工程基本施工完毕，标高、尺寸、结构及预埋件焊件强度均符合设计要求。3：变压器轨道安装完毕，并符合设计要求（注：此项工作应由土建作，安装单位配合）。4：墙面、屋顶喷浆完毕，屋顶无漏水，门窗及玻璃安装完好。5：室内地面工程结束，场地清理干净，道路畅道。6：安装干式变压器室内应无灰尘，相对湿度宜保持在70%以下。第72页/共127页三、操作工艺1、工艺流程：

设备点件检查→变压器二次搬运→变压器稳装→附件安装→变压器吊芯检查及交接试验→送电前的检查→送电运行验收2、设备点件检查：（1）设备点件检查应由安装单位、供货单位、会同建设单位代表共同进行，并作好记录。（2）按照设备清单，施工图纸及设备技术文件核对变压器本体及附件备件的规格型号是否符合设计图纸要求。是否齐全，有无丢失及损坏。（3）变压器本体外观检查无损伤及变形，油漆完好无损伤。（4）油箱封闭是否良好，有无漏油、渗油现象，油标处油面是否正常，发现问题应立即处理。（5）绝缘瓷件及环氧树脂铸件有无损伤、缺陷及裂纹。第73页/共127页3、变压器二次搬运：

1：变压器二次搬运应由起重工作业，电工配合。最好采用汽车吊吊装，也可采用吊链吊装，距离较长最好用汽车运输，运输时必须用钢丝绳固定牢固，并应行车平稳，尽量减少需动；距离较短且道路良好时，可用卷扬机、滚杠运输。变压器重量及吊装点高度可参照表3.3.1.1及表3.3.1.2。第74页/共127页2、变压器吊装时，索具必须检查合格，钢丝绳必须挂在油箱的吊钩上，上盘的吊环仅作吊芯用，不得用此吊环吊装整台变压器（图3.3.2）。

图3.3.2第75页/共127页3：变压器搬运时，应注意保护瓷瓶，最好用木箱或纸箱将高低压瓷瓶罩住，使其不受损伤。

4：变压器搬运过程中，不应有冲击或严重震动情况，利用机械牵引时，牵引的着力点应在变压器重心以下，以防倾斜，运输斜角不得超过15°，防止内部结构变形。5：用千斤顶顶升大型变压器时，应将千斤顶放置在油箱专门部位。

6：大型变压器在搬运或装卸前，应核对高低压侧方向，以免安装时调换方向发生困难。四、变压器稳装：

1：变压器就位可用汽车吊直接甩进变压器室内，或用道木搭设临时轨道，用三步搭、吊链吊至临时轨道上，然后用吊练拉入室内合适位置。第76页/共127页2：变压器就位时，应注意其方位和距墙尺寸应与图纸相符，允许误差为±25mm，图纸无标注时，纵向按轨道定位，横向距离不得小于800mm，距门不得小于1000mm，并适当照顾屋内吊环的垂线位于变压器中心，以便于吊芯，干式变压器安装图纸无注明时，安装、维修最小环境距离应符合图3.4.2要求。第77页/共127页3：变压器基础的轨道应水平，轨距与轮距应配合，装有气体继电器的变压器，应使其顶盖沿气体继电器汽流方向有1%～1.5%的升高坡度（制造厂规定不需安装坡度者除外）。4：变压器宽面推进时，低压侧应向外；窄面推进时，油枕侧一般应向外。在装有开关的情况下，操作方向应留有1200mm以上的宽度。5：油浸变压器的安装，应考虑能在带电的情况下，便于检查油枕和套管中的油位、上层油温、瓦斯继电器等。

6：装有滚轮的变压器，滚轮应能转动灵活，在变压器就位后，应将滚轮用能折卸的制动装置加以固定。

7：变压器的安装应采取抗地震措施（稳装在混凝土地坪上的变压器安装见图3.4.7.1，有混凝土轨梁宽面推进的变压器安装见图3.4.7.2）。第78页/共127页第79页/共127页五、附件安装：1：气体继电器安装：（1）气体继电器安装前应经检验鉴定：（2）气体继电器应水平安装，观察窗应装在便于检查的一侧，箭头方向应指向油枕，与连通管的连接应密封良好。截油阀应位于油枕和气体继电器之间。（3）打开放气嘴，放出空气，直到有油溢出时将放气嘴关上，以免有空气使继电保护器误动作。（4）当操作电源为直流时，必须将电源正极接到水银侧的接点上，以免接点断开时产生飞弧。（5）事故喷油管的安装方位，应注意到事故排油时不致危及其它电器设备；喷油管口应换为割划有“十”字线的玻璃，以便发生故障时气流能顺利冲破玻璃。第80页/共127页2：防潮呼吸器的安装：（1）防潮呼吸器安装前，应检查硅胶是否失效，如已失效，应在115～120℃温度烘烤8小时，使其复原或更新。浅蓝色硅胶变为浅红色，即已失效；白色硅胶，不加鉴定一律烘烤。（2）防潮呼吸器安装时，必须将呼吸器盖子上橡皮垫去掉，使其通畅，并在下方隔离器具中装适量变压器油，起滤尘作用。第81页/共127页3、温度计的安装：（1）套管温度计安装，应直接安装在变压器上盖的预留孔内，并在孔内加以适当变压器油。刻度方向应便于检查。（2）电接点温度计安装前应进行校验，油浸变压器一次元件应安装在变压器顶盖上的温度计套筒内，并加适当变压器油；二次仪表挂在变压器一侧的预留板上。干式变压器一次元件应按厂家说明书位置安装，二次仪表安装在便于观侧的变压器护网栏上。软管不得有压扁或死弯弯曲半径不得小于50mm，富余部分应盘圈并固定在温度计附近。（3）干式变压器的电阻温度计，一次元件应预埋在变压器内，二次仪表应安装值班室或操作台上，导线应符合仪表要求，并加以适当的附加电阻校验调试后方可使用。第82页/共127页4、电压切换装置的安装：（1）变压器电压切换装置各分接点与线圈的联线应紧固正确，且接触紧密良好。转动点应正确停留在各个位置上，并与指示位置一致。（2）电压切换装置的拉杆、分接头的凸轮、小轴销子等应完整无损；转动盘应动作灵活，密封良好。（3）电压切换装置的传动机构（包括有载调压装置）的固定应牢靠，传动机构的摩擦部分应有足够的润滑油。（4）有载调压切换装置的调换开关的触头及铜辫子软线应完整无损，触头间应有足够的压力（一般为8～10kg）。（5）有载调压切换装置转动到极限位置时，应装有机械联锁与带有限位开关的电气联锁。（6）有载调压切换装置的控制箱一般应安装在值班室或操作台上，联线应正确无误，并应调整好，手动、自动工作正常，档位指示正确。（7）电压切换装置吊出检查调整时，暴露在空气中的时间应符合表3.5.4.7的规定。第83页/共127页5、变压器联线：（1）变压器的一、二次联线、地线、控制管线均应符合相应各章的规定。（2）变压器一、二次引线的施工，不应使变压器的套管直接承受应力（图3.5.5.2）。图3.5.5.2母线与变压器低压端子连接图第84页/共127页（3）变压器工作零线与中性点接地线，应分别敷设。工作零线宜用绝缘导线。（4）变压器中性点的接地回路中，靠近变压器处，宜做一个可拆卸的连接点。（5）油浸变压器附件的控制导线，应采用具有耐油性能的绝缘导线。靠近箱壁的导线，应用金属软管保护，并排列整齐，接线盒应密封良好。第85页/共127页6、变压器吊芯检查及交接试验：

1、变压器吊芯检查：（1）变压器安装前应作吊芯检查。制造厂有特殊规定者，1000kVA以下，运输过程中无异常情况者，短途运输，事先参与了厂家的检查并符合规定，运输过程中确认无损伤者，可不做吊芯。（2）吊芯检查应在气温不低于0℃，芯子温度不低于周围空气温度、空气相对湿度不大于75%的条件下进行（器身暴露在空气中的时间不得超过16h）。（3）所有螺栓应紧固，并应有防松措施。铁芯无变形，表面漆层良好，铁芯应接地良好。（4）线圈的绝缘层应完整，表面无变色、脆裂、击穿等缺陷。高低压线圈无移动变位情况。（5）线圈间、线圈与铁芯、铁芯与轭铁间的绝缘层应完整无松动。（6）引出线绝缘良好，包扎紧固无破裂情况，引出线固定应牢固可靠，其固定支架应紧固，引出线与套管连接牢靠，接触良好紧密，引出线接线正确。第86页/共127页（7）所有能触及的穿心螺栓应联接坚固。用摇表测量穿心螺栓与铁芯及轭铁、以及铁芯与轭铁之间的绝缘电阻，并做1000V的耐压试验。（8）油路应畅通，油箱底部清洁无油垢杂物，油箱内壁无锈蚀。（9）芯子检查完毕后，应用合格的变压器油冲洗，并从箱底油堵将油放净。吊芯过程中，芯子与箱壁不应碰撞。（10）吊芯检查后如无异常，应立即将芯子复位并注油至正常油位。吊芯、复位、注油必须在16h内

完成。（11）吊芯检查完成后，要对油系统密封进行全面检查，不得有漏油渗油现象。

（12）变压器的交接试验：（13）变压器的交接试验应由当地供电部门许可的试验室进行。试验标准应符合规范要求、当地供电部门规定及产品技术资料的要求。第87页/共127页七：变压器交接试验的内容：a测量绕组连同套管的直流电阻；b检查所有分接头的变压比；c检查变压器的三相结线组别和单相变压器引出线的极性；d测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数；e测量绕组连同套管的介质损耗角正切值tgδ；f测量绕组连同套管的直流泄漏电流；g绕组连同套管的交流耐压试验；h绕组连同套管的局部放电试验；i测量与铁芯绝缘的各紧固件及铁芯接地线引出套管对外壳的绝缘电阻；k绝缘油试验：1有载调压切换装置的检查和试验；m额定电压下的冲击合闸试验；n检查相位；o测量噪音。第88页/共127页八、变压器送电前的检查：（1）变压器试运行前应做全面检查，确认符合试运行条件时方可投入运行。（2）变压器试运行前，必须由质量监督部门检查合格。1、变压器试运行前的检查内容：（1）各种交接试验单据齐全，数据符合要求。（2）变压器应清理、擦拭干净，顶盖上无遗留杂物，本体及附件无缺损，且不渗油。（3）变压器一、二次引线相位正确，绝缘良好。（4）接地线良好。（5)通风设施安装完毕，工作正常，事故排油设施完好；消防设施齐备。（6）油浸变压器油系统油门应打开，油门指示正确，油位正常。第89页/共127页（7）油浸变压器的电压切换装置及干式变压器的分接头位置放置正常电压档位。（8）保护装置整定值符合规定要求；操作及联动试验正常。（9）干式变压器护栏安装完毕。各种标志牌挂好，门装锁。第90页/共127页九、变压器送电试运行验收：

1、送电试运行：（1）变压器第一次投入时，可全压冲击合闸，冲击合闸时一般可由高压侧投入。（2）变压器第一次受电后，持续时间不应少于10min，无异常情况。（3）变压器应进行3～5次全压冲击合闸，并无异常情况，励磁涌流不应引起保护装置误动作。（4）油浸变压器带电后，检查油系统不应有渗油现象。（5）变压器试运行要注意冲击电流、空载电流、一、二次电压、温度。并做好详细记录。（6）变压器并列运行前，应核对好相位。（7）变压器空载运行24h，无异常情况，方可投入负荷运行。2、验收：第91页/共127页（1）变压器开始带电起，24h后无异常情况，应办理验收手续。（2）验收时，应移交下列资料和文件：变更设计证明；（a）产品说明书、试验报告单、合格证及安装图纸等技术文件；（b）安装检查及调整记录。第92页/共127页变压器的异常现象及分析第93页/共127页检查和检测变压器异常的一般方法:1、听：有无机械响声，叮当、呼呼声，叭、叭爆裂声，吱、吱声，轰轰声，尖叫声，咕嘟声等。2、观：负荷电流的大小及摆动幅度，三相电流是否均匀；油色的变化；外表有无异常情况。3、测：测量三相直流电阻值；测试三相电流的平衡度及大小；测试绝缘电阻值。第94页/共127页听：变压器发出的异常声音因素很多，故障部位也不尽相同，只有不断地积累经验，才能作出准确判断，进行处理。用木棒的一端顶在变压器的油箱上，另一端贴近耳边仔细听，据其异常声音可判断故障。

1、变压器发出很高而且沉重的“嗡嗡”声，这是由于过负荷引起的，可以从电流表判断出来。

2、变压器发出“叮叮当当”的敲击声或“呼…呼…”的吹风声以及“吱啦吱啦”的象磁铁吸动小垫片的声音，而变压器的电压、电流和温度却正常，绝缘油的颜色、温度与油位也无大变化。可能是个别零件松动如铁芯的穿芯螺丝夹得不紧或有遗漏零件在铁芯上，这时应停止变压器运行，进行检查。3、变压器发出"咕噜咕噜"的开水沸腾声。可能是绕组有较严重的故障，分接开关的接触不良而局部点有严重过热或变压器匝间短路，使其附近的零件严重发热而油气化。应立即停止变压器运行，进行检修。第95页/共127页4、变压器发出“噼啪”或“吱吱”既大又不均匀的声，可能是变压器的内部接触不良，或绝缘有击穿现象。应将变压器停止运行，进行检修。5、变压器发出“嘶嘶”或“哧哧”的声音，可能是变压器高压套管脏污，在气候恶劣或夜间时，还可见到蓝色、紫色的小火花，此时，应清理套管表面的脏污，再涂上硅油或硅脂等涂料。6、变压器发出像青蛙的“唧哇唧哇”的叫声，外部线路断线或短路；变压器发出“轰轰”的声音，低压线路发生接地或出现短路事故；变压器发出像老虎的吼叫声，短路点较近。

7、变压器发出连续的、有规律的撞击或摩擦声，可能是变压器某些部件因铁芯振动而造成机械接触，或是因为静电放电引起的异常响声，而各种测量表计指示和温度均无反应，这类声音虽然异常，但对运行无大危害，不必立即停止运行，可在计划检修时予以排除。第96页/共127页8、变压器发出的声音较平常尖锐，可能是电网发生单相接地或产生谐振过电压。应该随时监测。9、变压器瞬间发出“哇哇”声或“咯咯”间歇声，此时有大容量的动力设备起动，负荷变化较大，使变压器声音增大。10、变压器发出“噼啪”噪音，严重时将会有巨大轰鸣声，系统可能有短路或接地。第97页/共127页测：变压器温度异常升高

运行时变压器在负荷和散热条件、环境温度都不变的情况下，温度不断升高，应先查明原因，再采取相应的措施予以排除。如果是变压器内部故障引起的，应停止运行，进行检修。引起温度异常升高的原因有：

1、变压器绕组局部层间或匝间的短路，内部接点有故障，接触电阻加大，二次线路上有大电阻短路等等；

2、变压器铁芯局部短路、夹紧铁芯用的穿芯螺丝绝缘损坏；

3、因漏磁或涡流引起油箱、箱盖等发热；

4、长期过负荷运行或事故过负荷；

5、散热条件恶化等。

第98页/共127页

油枕或防爆管喷油爆炸

喷油爆炸是变压器内部短路电流和高温电弧使变压器油迅速老化，而继电保护装置又未能及时切断电源，使故障较长时间持续存在，箱体内部压力持续加大，高压油气从防爆管或箱体其它强度薄弱处喷出造成事故。故障的原因有：

1、匝间短路等局部过热使绝缘损坏；变压器进水使绝缘受潮损坏；雷击等过电压使绝缘损坏等导致内部短路。

2、线组导线焊接不良、引线连接松动等因素在大电流冲击下可能造成断线，断点处产生高温电弧使油气化促使内部压力增高。第99页/共127页

油色显著变化和严重漏油

1、绝缘油在运行时可能与空气接触，并逐渐吸收空气中的水份，从而降低绝缘性能。发现油内含有碳粒和水分，油色变暗，绝缘强度降低，易引起绕组与外壳击穿，应及时更换变压器油。2、变压器焊缝开裂或密封件失效；运行中受到振动；外力冲撞；油箱锈蚀严重而破损等都会漏油。变压器在运行中渗漏油不严重，油位在规定的范围内，仍可继续运行或安排计划检修。变压器油渗漏严重，或连续从破损处不断外溢，以致于油位计已见不到油位，应立即停止运行，补漏和加油。

第100页/共127页绝缘瓷套管出现闪络和爆炸

1、套管密封不严，因进水或潮气浸入使绝缘受潮而损坏；2、电容式套管绝缘分层间隙存在内部形成的游离放电；3、套管表面积垢严重，以及套管上有较大的碎片和裂纹，在大雾或

小雨时均会造成套管闪络和爆炸事故。

对套管上的尘埃，应定期予以清除。发现套管有裂纹或碰伤应及时更换。第101页/共127页分接开关故障

变压器油箱上有“吱吱”的放电声，电流表随声音发生摆动，瓦斯保护可能发出信号，油的闪点降低，都可能是分接开关故障。故障原因有:1、分接开关触头弹簧压力不足，使有效接触面积减少，以及严重磨损等引起分接开关烧毁；2、分接开关接触不良，经受不起短路电流的冲击而发生故障；3、切换分接开关时，由于分头位置切换错误，引起开关烧坏；4、相间距离不够，或绝缘材料性能降低，在过电压作用下短路。

测量分接头的直流电阻，若完全不通，是分接头全部烧坏；若分接头直流电阻不平衡，是个别触头烧坏。分接头全部烧坏时，应及时更换。第102页/共127页

变压器着火1、变压器着火的主要原因可能是：（1）、套管的破损和闪络，油溢出后在顶部燃烧；（2）、变压器内部故障，使外壳或散热器破裂，使燃烧的油溢出。2、变压器着火后的处理措施：（1）、确定变压器的着火部位，若上部着火或者内部着火时，应汇报上级，通知主控将故障的变压器停电。（2）、拉开着火变压器两侧的刀闸，并断开变压器冷却装置电源。（3）、若变压器的油溢出在顶盖上着火，应打开变压器下部放油阀放油，使油面低于着火处。（4）、若因为变压器的内部故障引起着火，应禁止放油，防止变压器发生爆炸。（5）、变压器灭火，应使用CO2、及1211喷雾器进行灭火。（6）、变压器进行灭火时，应穿绝缘靴、戴绝缘手套，注意不得将液体喷到带电设备上。（7）、按照安规的规定正确处理，并做好安全措施第103页/共127页

三相电压不平衡

1、三相负载不平衡引起中性点位移；

2、系统发生铁磁谐振；

3、绕组局部发生匝间和层间短路。

如果三相电压不平衡时，应先检查三相负荷情况。对△/Y接线的三相变压器，如三相电压不平衡，电压超过5V以上则可能是变压器有匝间短路，须停电处理。对Y/Y接线的变压器，在轻负荷时允许三相对地电压相差10%，在重负荷的情况下要力求三相电压平衡。第104页/共127页

变压器在运行中不正常现象的处理方法：

运行中的不正常现象的处理

1、值班人员在变压器运行中发现不正常现象时，应设法尽快消除，并报告上级和做好记录。2、变压器有下列情况之一者应立即停运，若有运用中的备用变压器，应尽可能先将其投入运行：

（1）、变压器声响明显增大，很不正常，内部有爆裂声；

（2）、严重漏油或喷油，使油面下降到低于油位计的指示限度；

（3）、套管有严重的破损和放电现象；

（4）、变压器冒烟着火。第105页/共127页3、当发生危及变压器安全的故障，而变压器的有关保护装置拒动，值班人员应立即将变压器停运。4、当变压器附近的设备着火、爆炸或发生其他情况，对变压器构成严重威胁时，值班人员应立即将变压器停运。5、变压器油温升高超过规定值时，值班人员应按以下步骤检查处理：

（1）、检查变压器的负载和冷却介质的温度，并与在同一负载和冷却介质温度下正常的温度核对；

（2）、核对温度装置；

（3）、检查变压器冷却装置或变压器室的通风情况。

若温度升高的原因由于冷却系统的故障，且在运行中无法检修者，应将变压器停运检修；若不能立即停运检修，则值班人员应按现场规程的规定调整变压器的负载至允许运行温度下的相应容量。第106页/共127页

在正常负载和冷却条件下，变压器温度不正常并不断上升，且经检查证明温度指示正确，则认为变压器已发生内部故障，应立即将变压器停运。

6、变压器中的油因低温凝滞时，应不投冷却器空载运行，同时监视顶层油温，逐步增加负载，直至投入相应数量冷却器，转入正常运行。7、当发现变压器的油面较当时油温所应有的油位显著降低时，应查明原因。补油时应遵守规程规定，禁止从变压器下部补油。8、变压器油位因温度上升有可能高出油位指示极限，经查明不是假油位所致时，则应放油，使油位降至与当时油温相对应的高度。9、铁芯多点接地而接地电流较大时，应按排检修处理。在缺陷消除前，可采取措施将电流限制在100mA左右，并加强监视。第107页/共127页

变压器跳闸和灭火

1、变压器跳闸后，应立即查明原因。2、如综合判断证明变压器跳闸不是由于内部故障所引起，可重新投入运行。若变压器有内部故障的征象时，应作进一步检查。第108页/共127页

结语：

虽然变压器出现的异常现象的原因比较多，但是只要我们在日常运行中多听、多看、多记，积累实际中的经验，对处理问题就有很大的帮助。同时除了依靠我们的日常积累的经验进行分析处理外，还有就是要依据当时的具体的故障现象、各个参数变化以及保护动作情况进行综合分析、判断、处理。

第109页/共127页案例分析第110页/共127页

案例1：在一次日巡视检测中，发现一台JS6—750／10型变压器整体绝缘电阻降低，测得此时该变压器的绝缘电阻仅为1.2MΩ。分析处理如下：经对该变压器进行检查，未发现变压器绕组有接地现象。但发现去湿器玻璃外壳破裂，外界潮气较长时间由此侵入，去湿器内硅胶变色发霉，吊心检查和油化验，发现油中水分超标，器身受潮。随后将变压器器身放入烘箱在(110土5)℃下烘干12h，对变压器油进行真空过滤且化验合格，又更换了去湿器，组装后全面检查合格，排除了该故障。

第111页/共127页

案例2：有一台备用三相电力变压器10／0.4kV在库中存放一年多，运至现场时用2000V兆欧表测一次绕组绝缘电阻仅为0.9MΩ。分析处理如下：查入库前记录各项指标合格。检查发现箱盖边沿密封不严，放置中潮气、水分入浸，吊心检查发现油箱内侧面有锈迹，由于变压器静止存放，入侵水分沉在油箱底部，由于处于静止状态，侵入水分和变压器油及挥发物达到基本平衡，整个铁心和绕组尚未受潮。所以只需要对油进行处理。在现场对变压器油采取真空滤油处理，使油箱底部水分在真空加热滤油过程中挥发掉，直至绝缘电阻合格为止。

第112页/共127页二、变压器绕组及绝缘故障的解决方法

1．变压器绝缘电阻测量用仪表

由于变压器一、二次绕组额定电压等级较多，差别较大，因此不能用一个电压级别的绝缘电阻表去测量，否则不是测量值错误，就是将变压器绕组绝缘击穿。表3-1为绝缘电阻表的分类使用数据。

绕组额定电压／V＜100100~10001000~30003000~6000＞6000绝缘电阻表等级100500100025005000表3-1绕组额定电压与测量用绝缘电阻表电压等级之间的关系第113页/共127页案例3一台电炉变压器B相对地的绝缘电阻为零。分析处理如下：该变压器在运行中二段母线接地信号铃响，电压表指示一相电压降低、两相电压升高。经拉闸检查6kV开关、母线和变压器高压套管均无异常，用兆欧表测变压器绝缘，一次侧B相绝缘电阻为零，其余正常，判定B相接地。经吊心检查发现一、二次绕组之间有一只顶丝，使一次对二次短路放电，引起不完全的接地，同时还发现二次绕组裸扁铜排外层有轻度电弧烧伤。经取出顶丝检查，发现是上方电抗器线圈上的顶丝因松脱落入变压器内。将顶丝重新拧入电抗器线圈上，再合闸，变压器运行正常，B相绝缘电阻达120MΩ。

第114页/共127页案例4有一台S7-800kV.A变压器相对地绝缘击穿。分析处理如下：该变压器在运行中有异常响声且绝缘电阻仅为1.5MΩ，但未引起值班人员重视，某天突然出现A相瓷瓶处放电，气体继电器动作。经检查为A相绕组接地而击穿。原因是有一个M10×85螺柱卡在A相瓷瓶和箱盖之间，构成A相绕组接地。取下M10螺栓，吊出器身解体，取出A相一次绕组进行清理、检查，未发生排间、层间及匝间短路，将外层用绝缘带包扎好后套入，考虑到加强整体绝缘强度，全部绕组重新烘干、浸漆处理，变压器油重新过滤合格。

该类故障要求检修人员检修时一定要仔细，不要排除了旧故障，又因操作不当引起新故障。第115页/共127页案例5：有一台SJl—560kV.A变压器在运行中过热，拉闸检查发现三相直流电阻不平衡。分析处理如下：该变压器额定电压为13.8／0.4kV、Y/yn0连接，经检查发现A相直流电阻是B、C相的两倍。经吊心检查A相两根并绕的导线有一根在引线处脱焊。将脱焊的这根导线重新和另一根并齐焊牢在引线上，从而排除了故障。第116页/共127页案例6：有一台SJL-1000／10型变压器在运行中因过热而跳闸，拉闸检查发现三相直流电阻不平衡。分析处理如下：吊心检查发现B相二次绕组绝缘变色，该相直流电阻比A、C相小，经检查B相双螺旋式绕组中有三匝，因匝间绝缘损坏而形成匝间短路。将该二次绕组用3.08mm×10.80mm扁铝纸包线14根并绕18匝组成，该B相绕组取出加热后将电缆纸剥去，分别用0.05mm×25.00mm亚胺薄膜粘带穿套式连续补包好，略加整形，恢复原高度后再套装好。变压器油二次过滤，器身经烘烤合格。

第117页/共127页案例7：某台3200kV.A变压器一送电就跳闸，直流电阻两小一大。分析处理如下：该变压器为35／10.5kV三相电力变