變壓器的結(jié)構(gòu)與維修

1、第七章第七章變壓器的結(jié)構(gòu)與維修變壓器的結(jié)構(gòu)與維修變壓器變壓器 利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵心（磁芯）。在電器設(shè)備和無線電路中，常用作升降電壓、匹配阻抗、安全隔離等。例如，將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓升高，以便高效率的輸電；將輸電線上的高壓降低，以便用戶使用。圖7-1 變壓器原理 變壓器由鐵心、和繞在鐵心上的原邊繞組和副邊繞組組成，如圖7-1所示。原邊繞組從電源吸取能量；副邊繞組以變換后的電壓向負(fù)載輸出能量。變壓器的原邊繞組電流在鐵心中建立起磁場(chǎng)，副邊繞組借助耦合的交變磁力線感應(yīng)出與匝數(shù)成正比的交流電壓。副邊電壓與原邊電壓的比值取決于它們的匝數(shù)比，如圖7-2和7

2、-3所示。圖7-2 耦合關(guān)系圖7-3 變比關(guān)系圖7-4 電力油浸變壓器圖7-5 控制變壓器油箱儲(chǔ)油柜低壓套管油表高壓套管冷卻管銘牌原邊進(jìn)線220V/380V副邊低壓多路輸出 鐵心繞組實(shí)際變壓器 在一個(gè)升壓變壓器中，1：2的匝比使副邊電壓加倍，看起來好像是一個(gè)放大器。但是，如果不考慮損耗，原邊和副邊的功率是相等的。由于功率等于電壓乘電流（P=EI），電壓的變化必然導(dǎo)致電流的變化。 例如，在一個(gè)220V/110V的降壓變壓器中，匝比等于2：1，電流從原邊的1A增加到副邊的2A，保持兩邊功率相等。同樣，在一個(gè)110V/220V的升壓變壓器中，匝比等于1：2，電流從原邊的2A降到副邊的1A，保持兩邊功

3、率平衡。 升電壓/降電流的一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)是可以使用線徑較小的傳輸線，從而降低電能傳輸?shù)某杀尽Ｕ且驗(yàn)檫@個(gè)原因，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能通常經(jīng)過升壓變壓器升壓后，再經(jīng)傳輸線送往遠(yuǎn)處；在最終用戶能夠使用前，須經(jīng)降壓變壓器降低電壓。電力系統(tǒng)中使用的一種變壓器如圖7-4所示，是用油冷卻的油浸電力變壓器。除了油浸式電力變壓器外，還有其它類型的變壓器。變壓器的功能主要有：電壓變換；電流變換，阻抗變換；隔離；穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）;自耦變壓器；高壓變壓器（干式和油浸式）等，變壓器常用的鐵芯形狀一般有E型和C型鐵芯，XED型，ED型。變壓器按用途可以分為：配電變壓器、電力變壓器電力變壓器、 全密封變壓器、組合式變壓器、

4、干式變壓器、干式變壓器、 單相變壓器、電爐變壓器、整流變壓器、電抗器、抗干擾變壓器、防雷變壓器、箱式變電器 試驗(yàn)變壓器 轉(zhuǎn)角變壓器。 大功率變壓器通常為電力公司所擁有，并且為受過專門培訓(xùn)的、能在高壓線路上操作的熟練電工所維護(hù)。 技術(shù)人員經(jīng)常和小功率的控制變壓器打交道?？刂谱儔浩鲗?dòng)力線路和控制線路隔離，為操作人員提供附加的安全性。在電子電路中，也常使用變壓器將動(dòng)力線電壓降低到所需要的工作電壓。第一節(jié) 變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器的主要部件是鐵心和繞組根據(jù)鐵心的結(jié)構(gòu)分為心式和殼式電力變壓器主要：器身 、油箱和附件（一）器身1.鐵心：采用三相心式結(jié)構(gòu)2.繞組：三相對(duì)稱繞組3.分接開關(guān)：改變高壓繞組的抽頭以調(diào)

5、整輸出電壓（二）油箱器身浸放在裝有變壓器油（絕緣介質(zhì)、冷卻介質(zhì)）的油箱內(nèi)（三）其他一些附件1.信號(hào)溫度計(jì)2.吸濕器3.儲(chǔ)油柜4.安全氣道5.氣體繼電器6.絕緣套管變壓器的發(fā)熱：主要是由于變壓器在工作的時(shí)候因鐵損和銅損使鐵心和繞組發(fā)熱冷卻方式：自冷式和油冷式變壓器的外殼上的銘牌：變壓器的外殼上的銘牌：1.原繞組的額定電壓2.副繞組的額定電壓3.原繞組的額定電流4.副繞組的額定電流5.額定容量第二節(jié) 變壓器常見的故障及排除方法一、過熱現(xiàn)象熱源：線圈和鐵心故障的判斷：油的溫升負(fù)載與溫升的關(guān)系：在時(shí)間上有滯后的關(guān)系油溫增高的原因：通風(fēng)受阻、表面積灰、油路阻塞、輸入電壓和電流波形嚴(yán)重畸變、匝間短路及鐵心

6、片間絕緣損壞等二、線圈故障（一）匝間或?qū)娱g短路原因有4點(diǎn)（二）斷線事故原因：由于導(dǎo)線接頭焊接不良，線圈引出線連接不良，匝間或?qū)娱g短路后把線匝燒斷或短路應(yīng)力使線圈斷裂三、主絕緣擊穿主要原因:絕緣老化引起破裂或折斷、變壓器油受潮、油質(zhì)變劣、線圈內(nèi)落入異物、短路故障使絕緣受到機(jī)械損傷及各種過電壓處理方法：測(cè)量絕緣電阻，再吊出器身更換有關(guān)絕緣，將器身烘干，把變壓器油進(jìn)行處理四、鐵心故障第三節(jié) 變壓器的大修大修：必須取出器身進(jìn)行修理 5-10年小修：不取出器身的修理一、變壓器大修的工作項(xiàng)目 （11項(xiàng)）1.檢修前的準(zhǔn)備工作2.打開頂蓋，取出器身3.檢修器身4.檢修頂蓋、儲(chǔ)油柜、安全氣道、散熱管、油門和套管

7、等5.檢查冷卻裝置和濾油裝置6.清掃外殼7.檢查控制測(cè)量?jī)x表、信號(hào)和保護(hù)裝置8.濾油或換油9.必要時(shí)進(jìn)行絕緣干燥處理10.變壓器裝配11.進(jìn)行規(guī)定的測(cè)量和試驗(yàn)二、大修前應(yīng)做好如下準(zhǔn)備工作（5項(xiàng)）第四節(jié) 變壓器的試驗(yàn)變壓器試驗(yàn)的目的：驗(yàn)證變壓器的性能是否符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件的規(guī)定，是否存在影響正常運(yùn)行的。修理后的試驗(yàn)?zāi)康模簷z查修理部位的質(zhì)量一、絕緣性能試驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證絕緣情況的好壞，以決定是否投入運(yùn)行或繼續(xù)運(yùn)行。試驗(yàn)項(xiàng)目：絕緣電阻和吸收比的測(cè)量、介質(zhì)損失角正切的測(cè)量、外施高壓試驗(yàn)、感應(yīng)高壓試驗(yàn)等（一）絕緣電阻和吸收比的測(cè)量（二）介質(zhì)損失角正切的測(cè)量介質(zhì)損失角正切表示相對(duì)的介質(zhì)損失的大小 能反映出

8、絕緣的狀態(tài)，對(duì)整體的缺陷反映靈敏，主要用來檢查絕緣受潮，油質(zhì)優(yōu)劣，線圈上附著油泥等tan（三）外施高壓試驗(yàn) 電力變壓器按高壓對(duì)地絕緣的情況分為全絕緣變壓器和分級(jí)絕緣變壓器 對(duì)試品施加工頻高壓，持續(xù)1min ，又叫工頻1min耐壓試驗(yàn)，用于考核全絕緣變壓器的主絕緣；對(duì)分級(jí)絕緣變壓器的工頻耐壓試驗(yàn)用感應(yīng)法進(jìn)行。（四）感應(yīng)高壓試驗(yàn) 縱絕緣，如線圈匝間、層間、段間和相間的絕緣二、變壓比試驗(yàn)12UUK 三、線圈直流電阻的測(cè)定 通常是用電橋法和電壓降法進(jìn)行直流電阻的測(cè)量四、空載試驗(yàn) 目的：測(cè)量空載電流 及空載損耗 ，并以此判斷鐵心質(zhì)量及線圈是否短路試驗(yàn)時(shí)在低壓線圈上施加額定頻率、正玄波形的額定電壓，高壓線

9、圈開路0I0P五、短路試驗(yàn) 試驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)量短路損耗 和阻抗電壓 ，以檢查線圈實(shí)際結(jié)構(gòu)是否符合技術(shù)要求。試驗(yàn)時(shí)，將低壓線圈短路，通過調(diào)壓裝置在高壓線圈額定分接位置下通入額定頻率的額定電流，測(cè)量時(shí)高壓側(cè)所加電壓，此電壓就是阻抗電壓，測(cè)量此高壓側(cè)輸入的功率，此功率就是短路損耗。kPkU六、溫升試驗(yàn)?zāi)康模捍_定變壓器在額定負(fù)載條件下各部位的溫升數(shù)值（一）變壓器各部分溫度的測(cè)定1.頂層油的溫升 2.鐵心表面的溫升 3.線圈的溫升（二）用短路法作溫升試驗(yàn)第五節(jié) 中小型變壓器的維修一、變壓器的日常維護(hù)1.清潔2.漏油3.儲(chǔ)油箱4.噪聲5.溫度計(jì)6.安全氣道7.接地8.電壓、電流9.油樣化驗(yàn)10.瓷套管二、變壓器的檢修項(xiàng)目及方法P203 一般分為大修和小修1.范圍2.瓷套管3.電壓分接開關(guān)4.鐵心5.繞組 電力變壓器在長(zhǎng)期運(yùn)行中，由于各種因素的作用，造成變壓器各部件性能下降，甚至危及到變壓器的安全運(yùn)行。因此，必須進(jìn)行日常巡檢和定期檢修。 電力變壓器的小修只是對(duì)變壓器油箱外部及其附件進(jìn)行檢修，一般為每年一次。 電力變壓器的大修是指吊罩（吊心），對(duì)內(nèi)部進(jìn)行心體檢查及處理，大修將可能全部或局部更換繞組和鐵心，每5年進(jìn)行一次。 電力變壓器故障可分為內(nèi)部故障和外部故障兩大類，內(nèi)部故障包