一、電力變壓器的工作原理與應(yīng)用

電力變壓器的工作原理與應(yīng)用主講人：王海峰

137064746022/1/2023電力變壓器的工作原理與應(yīng)用主要內(nèi)容：第三節(jié)電力變壓器的工作原理第二節(jié)電力變壓器的結(jié)構(gòu)第四節(jié)電力變壓器的故障分析第一節(jié)電力變壓器的用途和分類(lèi)第五節(jié)變壓器的絕緣測(cè)試和巡視2/1/2023第一節(jié)電力變壓器的用途和分類(lèi)2/1/2023一、電力變壓器的用途變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，用以將一種等級(jí)電壓與電流的交流電能變換為同頻率的另一種等級(jí)電壓與電流的電能。2/1/2023

變壓器是電力系統(tǒng)中數(shù)量極多且地位十分重要的電氣設(shè)備，變壓器的總?cè)萘看蠹s是發(fā)電機(jī)總?cè)萘康?倍以上。其功能是將電力系統(tǒng)中的電能電壓升高或降低，以利于電能的合理輸送、分配和使用。在電力系統(tǒng)中，輸送同樣功率的電能，電壓越高，電流就越小，輸電線路上的功率損耗也越小；輸電線的截面積也可以減小，這樣就可以減少導(dǎo)線的金屬用量。

2/1/2023一、電力變壓器的用途2/1/2023一、電力變壓器的用途由于制造上的困難，發(fā)電機(jī)電壓不可能很高（目前在20KV以下），所以在發(fā)電廠中要用升壓變壓器將發(fā)電機(jī)電壓升到很高，才能將大量的電能送往遠(yuǎn)處的用電地區(qū)，如35KV、66KV、110KV、220kv、330kv、500kv等。而在用電負(fù)荷處，再用降壓變壓器將電壓降低到適當(dāng)?shù)臄?shù)值供用戶電氣設(shè)備使用。電力變壓器在傳輸電能的時(shí)候，本身也有一些有功損耗，但數(shù)量不大，因而傳輸效率很高。中小型變壓器的效率不低于95％，大型變壓器效率可達(dá)到98％以上。

2/1/2023二、電力變壓器的分類(lèi)1、按功能分：

電力變壓器按功能分，有升壓變壓器和降壓變壓器兩大類(lèi)。工廠變電所都采用降壓變壓器。終端變電所的降壓變壓器，也稱(chēng)配電變壓器。2/1/2023二、電力變壓器的分類(lèi)2、按容量分：

電力變壓器按容量系列分，有R8容量系列和R10容量系列兩大類(lèi)。

R8容量系列指容量等級(jí)是按R8≈1.33倍數(shù)遞增的，我國(guó)老的變壓器容量等級(jí)采用此系列，如：100kvA、135kvA、180kvA、240kvA、320kvA、420kvA、560kvA、750kvA、1000kvA等。

R10容量系列指容量等級(jí)是按R10≈

1.26倍數(shù)遞增的。R10系列的容量等級(jí)較密，便于合理選用，是IEC（國(guó)際電工委員會(huì)）推薦采用的。我國(guó)新的變壓器容量等級(jí)采用此系列，如：100KVA、125kvA、160kvA、200kvA、250kvA、315kvA、400kvA、500kvA、630kvA、800kvA、1000kvA。2/1/2023二、電力變壓器的分類(lèi)3、按相數(shù)分：電力變壓器按相數(shù)分，有單相和三相兩大類(lèi)。工廠變電所通常都采用三相電力變壓器。2/1/2023二、電力變壓器的分類(lèi)4、按調(diào)壓方式分：電力變壓器按調(diào)壓方式分，有無(wú)載調(diào)壓（又稱(chēng)無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓）和有載調(diào)壓兩大類(lèi)。工廠變電所大多數(shù)采用無(wú)載調(diào)壓變壓器。2/1/2023二、電力變壓器的分類(lèi)5、按繞組結(jié)構(gòu)分：電力變壓器按繞組結(jié)構(gòu)分，有單繞組自耦變壓器、雙繞組變壓器、三繞組變壓器。工廠變電所大多采用雙繞組變壓器。2/1/2023二、電力變壓器的分類(lèi)6、按繞組絕緣及冷卻方式分類(lèi)：電力變壓器按繞組絕緣及冷卻方式分，有油浸式、干式和充氣式（SF6）等。其中油浸式變壓器，又有油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、油浸水冷式和強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻式等。工廠變電所大多采用油浸自冷式變壓器。所謂充氣式變壓器是指變壓器的磁路（鐵心）與繞組均位于一個(gè)充有絕緣氣體的外殼內(nèi)的變壓器。以往，一般情況下是采用SF6氣體，所以又稱(chēng)氣體絕緣變壓器。2/1/2023二、電力變壓器的分類(lèi)7、按繞組導(dǎo)體材質(zhì)分：電力變壓器按繞組導(dǎo)體材質(zhì)分，有銅繞組變壓器和鋁繞組變壓器兩大類(lèi)。工廠變電所過(guò)去大多采用鋁繞組變壓器，但低損耗的銅繞組變壓器現(xiàn)在得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。2/1/2023三、電力變壓器的型號(hào)特殊使用環(huán)境代號(hào)額定電壓額定容量特殊用途和特殊結(jié)構(gòu)代號(hào)設(shè)計(jì)序號(hào)調(diào)壓方式導(dǎo)線材料繞組數(shù)油循環(huán)方式冷卻方式相數(shù)產(chǎn)品類(lèi)別2/1/2023三、電力變壓器的型號(hào)1、產(chǎn)品類(lèi)別代號(hào)O-自耦變壓器，通用電力變壓器不標(biāo)H-電弧爐變壓器C-感應(yīng)電爐變壓器Z-整流變壓器K-礦用變壓器Y-試驗(yàn)變壓器2/1/2023三、電力變壓器的型號(hào)2、相數(shù)D-單相變壓器S-三相變壓器2/1/2023三、電力變壓器的型號(hào)3、冷卻方式F-風(fēng)冷式W-水冷式注：油浸自冷式和空氣自冷式不標(biāo)注2/1/2023三、電力變壓器的型號(hào)4、油循環(huán)方式N―自然循環(huán)O―強(qiáng)迫導(dǎo)向循環(huán)P―強(qiáng)迫循環(huán)2/1/2023三、電力變壓器的型號(hào)5、繞組數(shù)S―三繞組注：雙繞組不標(biāo)注2/1/2023三、電力變壓器的型號(hào)6、導(dǎo)線材料L―鋁繞組注：銅繞組不標(biāo)注2/1/2023三、電力變壓器的型號(hào)7、調(diào)壓方式Z―有載調(diào)壓注：無(wú)載調(diào)壓不標(biāo)注2/1/2023三、電力變壓器的型號(hào)8、性能水平代號(hào)（設(shè)計(jì)序號(hào)）性能水平代號(hào)電壓等級(jí)kV性能參數(shù)空載損耗負(fù)載損耗76、10符合GB/T6451組Ⅱ符合GB/T6451≥35符合GB/T645186、10符合GB/T6451組Ⅰ≥35比GB/T6451平均下降10%96、10配電變壓器符合表A26、10電力變壓器比GB/T6451組Ⅰ平均下降10%比GB/T6451平均下降10%≥35比GB/T6451平均下降20%106、10比GB/T6451組Ⅰ平均下降20%比GB/T6451平均下降15%≥35比GB/T6451平均下降30%116、10比GB/T6451組Ⅰ平均下降30%≥35比GB/T6451平均下降40%2/1/2023三、電力變壓器的型號(hào)9、特殊用途或特殊結(jié)構(gòu)代號(hào)Z――低噪聲用；L――電纜引出X――現(xiàn)場(chǎng)組裝式；J――中性點(diǎn)為全絕緣；CY――發(fā)電廠自用變壓器2/1/2023三、電力變壓器的型號(hào)10、變壓器的額定容量變壓器的額定容量，單位為KVA。2/1/2023三、電力變壓器的型號(hào)11、變壓器的額定電壓變壓器的額定電壓，單位為KV。2/1/2023三、電力變壓器的型號(hào)例1：一臺(tái)三相、油浸、風(fēng)冷、雙繞組、無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓、鋁導(dǎo)線、20000kVA、110kV級(jí)電力變壓器產(chǎn)品，其性能水平符合GB/T6451規(guī)定，該產(chǎn)品的型號(hào)為：SFL7—20000/1102/1/2023三、電力變壓器的型號(hào)例2：一臺(tái)三相、油浸、水冷、強(qiáng)迫油循環(huán)、雙繞組、有載調(diào)壓、銅導(dǎo)線、360000kVA、220kV級(jí)低噪聲用電力變壓器的產(chǎn)品，其性能水平符合GB/T6451規(guī)定，該產(chǎn)品的型號(hào)為：

SWPZ7—Z—360000/2202/1/2023第二節(jié)油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)2/1/20232/1/2023油浸式電力變壓器油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)器身油箱冷卻裝置保護(hù)裝置出線裝置鐵心、繞組、絕緣結(jié)構(gòu)、引線、分接開(kāi)關(guān)油箱本體（箱蓋、箱壁、箱底）和附件（放油閥門(mén)、油樣活門(mén)、接地螺栓、銘牌散熱器和冷卻器儲(chǔ)油柜（油枕）、油位表、防爆管（安全氣道）、吸濕器(呼吸器)、溫度計(jì)、凈油器、氣體繼電器（瓦斯繼電器）高壓套管、低壓套管2/1/20232.分接開(kāi)關(guān)1.高壓套管4.瓦斯繼電器3.低壓套管6.油枕5.防爆管8.吸濕器7.油位表10.銘牌9.散熱器12.油樣活門(mén)11.接地螺栓14.活門(mén)13.放油閥門(mén)16.溫度計(jì)15.繞組18.凈油器17.鐵芯20.變壓器油19.油箱油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)2/1/20231.鐵芯鐵芯在電力變壓器中是重要的組成部件之一。它由高導(dǎo)磁的硅鋼片疊積和鋼夾件夾緊而成，鐵心具有兩個(gè)方面的功能。在原理上，鐵心是構(gòu)成變壓器的磁路。它把一次電路的電能轉(zhuǎn)化為磁能，又把該磁能轉(zhuǎn)化為二次電路的電能，因此，鐵心是能量傳遞的媒介體。在結(jié)構(gòu)上，它是構(gòu)成變壓器的骨架。在它的鐵心柱上套上帶有絕緣的線圈，并且牢固地對(duì)它們支撐和壓緊。2/1/2023變壓器鐵芯渦流的形成

當(dāng)成塊的金屬放在變化的磁場(chǎng)中．或者在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種電流在金屬內(nèi)自成閉合回路，猶如水的旋渦故稱(chēng)渦流，由于成塊金屬的電阻很小，所以渦流很強(qiáng)，使成塊金屬大量發(fā)熱，同時(shí)電能遭到大量的浪費(fèi)。1.鐵芯2/1/2023為了減少鐵心的磁滯和渦流損耗，鐵心用厚度為0.3～0.5mm的硅鋼片沖剪成幾種不同尺寸，并在表面涂厚為0.01～0.13mm的絕緣漆，烘干后按一定規(guī)則疊裝而成。由于硅鋼片比普通鋼的電阻串大，因此利用硅鋼片制成的鐵心可以進(jìn)一步減小渦流損耗。1.鐵芯2/1/2023接地片上夾件鐵軛螺桿拉螺桿芯柱綁扎鐵心磁導(dǎo)線下夾件鐵心的結(jié)構(gòu)1.鐵芯2/1/20232.繞組繞組是變壓器最基本的組成部分，它與鐵心合稱(chēng)電力變壓器本體，是建立磁場(chǎng)和傳輸電能的電路部分。電力變壓器繞組由高壓繞組，低壓繞組，對(duì)地絕緣層（主絕緣），高、低壓繞組之間絕緣件及由燕尾墊塊，撐條構(gòu)成的油道，高壓引線，低壓引線等構(gòu)成。2/1/2023不同容量、不同電壓等級(jí)的電力變壓器，繞組形式也不一樣。一般電力變壓器中常采用同心式和交疊式兩種結(jié)構(gòu)形式。2.繞組2/1/2023同心式繞組是把高壓繞組與低壓繞組套在同一個(gè)鐵心上，一般是將低壓繞組放在里邊，高壓繞組套在外邊，以便絕緣處理。但大容量輸出電流很大的電力變壓器，低壓繞組引出線的工藝復(fù)雜，往往把低壓繞組放在高壓繞組的外面。同心式繞組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、繞制方便，故被廣泛采用。絕緣方面電壓調(diào)節(jié)引線2.繞組2/1/2023交疊式繞組又叫交錯(cuò)式繞組，在同一鐵心上，高壓繞組、低壓繞組交替排列、絕緣較復(fù)雜、包扎工作量較大。它的優(yōu)點(diǎn)是力學(xué)性能較好，引出線的布置和焊接比較方便、漏電抗較小，一般用于電壓為35KV及以下的電爐變壓器中。2.繞組2/1/20233.分接開(kāi)關(guān)變壓器調(diào)壓是在變壓器的某一繞組上設(shè)置分接頭，當(dāng)變換分接頭時(shí)就減少或增加了一部分線匝，使帶有分接頭的變壓器繞組的匝數(shù)減少或增加，其他繞組的匝數(shù)沒(méi)有改變，從而改變了變壓器繞組的匝數(shù)比。繞組的匝數(shù)比改變了，電壓比也相應(yīng)改變，輸出電壓就改變，這樣就達(dá)到了調(diào)整電壓的目的。2/1/2023在一般情況下是在高壓繞組上抽出適當(dāng)?shù)姆纸宇^，因?yàn)楦邏豪@組常套在外面，引出分接頭方便；另外高壓側(cè)電流小，引出的分接引線和分接開(kāi)關(guān)的載流部分截面積小，開(kāi)關(guān)接觸部分也容易解決。3.分接開(kāi)關(guān)2/1/2023調(diào)壓方式有無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓時(shí)，不是變壓器二次不帶負(fù)載，而是把變壓器各側(cè)都與電網(wǎng)斷開(kāi)，變壓器不帶電的時(shí)候才能調(diào)壓，在變壓器無(wú)勵(lì)磁情況下變換繞組的分接頭；有載調(diào)壓時(shí)，變壓器是在不中斷負(fù)載的情況下進(jìn)行變換繞組的分接頭。3.分接開(kāi)關(guān)2/1/2023變壓器無(wú)勵(lì)磁分接開(kāi)關(guān)的額定電壓范圍較窄，調(diào)節(jié)級(jí)數(shù)較少。額定調(diào)壓范圍以變壓器額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示為±5％或±2×2.5％。根據(jù)使用要求，在調(diào)壓范圍和級(jí)數(shù)不變的情況下，允許增加負(fù)分接級(jí)數(shù)，減少正分接級(jí)數(shù)。無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器在額定電壓±5％范圍內(nèi)改變分接位置運(yùn)行時(shí)，其額定容量不變。如為－7％和＋10%分接時(shí)，其容量按制造廠的規(guī)定；如無(wú)制造廠規(guī)定，則容量應(yīng)相應(yīng)降低2.5％和5％。3.分接開(kāi)關(guān)2/1/20233.分接開(kāi)關(guān)1檔輸出電壓最低，3檔輸出電壓最高2/1/20234.油枕當(dāng)變壓器油的體積隨著油的溫度膨脹或減小時(shí)，油枕起著調(diào)節(jié)油量，保證變壓器油箱內(nèi)經(jīng)常充滿油的作用。如沒(méi)有油枕，油箱內(nèi)的油面波動(dòng)就會(huì)帶來(lái)一下不利因素：一是油面降低時(shí)露出鐵芯和線圈部分會(huì)影響散熱和絕緣；二是隨著油面波動(dòng)空氣從箱蓋縫里排出和吸進(jìn)，而由于上層油溫很高，使油很快地氧化和受潮。油枕的油面比油箱的油面要小，這樣，可以減少油和空氣的接觸面，防止油被過(guò)速地氧化和受潮。三是油枕的油在平時(shí)幾乎不參加油箱內(nèi)的循環(huán)，它的溫度要比油箱內(nèi)的上層油溫的低得多，油的氧化過(guò)程也慢的多，因此有了油枕，可以防止油的過(guò)速氧化。2/1/20234.油枕2/1/2023A、罩

B、項(xiàng)針

C、氣塞D、磁鐵E、開(kāi)口杯F、重錘

G、探針

H、支架

K、彈簧

L、擋板

M、磁鐵

N、螺桿

P、干簧接點(diǎn)（跳閘用）Q、調(diào)節(jié)桿R、干簧節(jié)點(diǎn)（信號(hào)用）S、套管

T、嘴子

5.氣體繼電器2/1/2023重瓦斯動(dòng)作整定管路通徑（毫米）油速整定范圍（米/秒）800.7～1.5500.6～15.氣體繼電器2/1/20236.吸濕器吸濕器又名呼吸器，常用吸濕器為吊式吸濕器結(jié)構(gòu)。吸濕器內(nèi)裝有吸附劑硅膠，油枕內(nèi)的絕緣油通過(guò)吸濕器與大氣連通，內(nèi)部吸附劑吸收空氣中的水分和雜質(zhì)，以保持絕緣油的良好性能。2/1/20231-連接管2-螺釘3-法蘭盤(pán)4-玻璃管5-硅膠6-螺桿7-底座8-底罩9-變壓器油6.吸濕器2/1/2023為了顯示硅膠受潮情況，一般采用變色硅膠。變色硅膠原理是利用二氯化鈷（CoCL2）所含結(jié)晶水?dāng)?shù)量不同而有幾種不同顏色做成，二氯化鈷含六個(gè)分子結(jié)晶水時(shí)，呈粉紅色；含有兩個(gè)分子結(jié)晶水時(shí)呈紫紅色；不含結(jié)晶水時(shí)呈藍(lán)色。6.吸濕器2/1/2023呼吸器的作用是提供變壓器在溫度變化時(shí)內(nèi)部氣體出入的通道，解除正常運(yùn)行中因溫度變化產(chǎn)生對(duì)油箱的壓力。呼吸器內(nèi)硅膠的作用是在變壓器溫度下降時(shí)對(duì)吸進(jìn)的氣體去潮氣。油封杯的作用是延長(zhǎng)硅膠的使用壽命，把硅膠與大氣隔離開(kāi)，只有進(jìn)入變壓器內(nèi)的空氣才通過(guò)硅膠。6.吸濕器2/1/20238.防爆管防爆管又名安全氣道，裝在油箱的上蓋上，由一個(gè)喇叭形管子與大氣相通，管口用薄膜玻璃板或酚醛紙板封住。為防止正常情況下防爆管內(nèi)油面升高使管內(nèi)氣壓上升而造成防爆薄膜松動(dòng)或破損及引起氣體繼電器誤動(dòng)作，在防爆管與儲(chǔ)油柜之間連接一小管，已使兩處壓力相等。2/1/20238.防爆管防爆管的作用使當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，將油里分解出來(lái)的氣體及時(shí)排出，以防止變壓器內(nèi)部壓力驟然增高而引起油箱爆炸或變形。容量為800KVA以上的油浸式變壓器均裝有防爆管，且其保護(hù)膜的爆破壓力應(yīng)低于0662.5Pa。2/1/20238.防爆管1-儲(chǔ)油柜2-連接小管3-防爆管4-油箱2/1/20239.散熱器散熱器分為片式散熱器和扁管散熱器片式散熱器是用板料厚度為1mm的波形沖片，靠上下集油盒或油管焊接組成。20KVA以下的油浸式電力變壓器，平頂油箱的散熱面已足夠，50～200KVA的油浸式電力變壓器可采用固定式散熱器；200～6300KVA油浸式電力變壓器，可采用可拆式片式散熱器，散熱器通過(guò)法蘭盤(pán)固定再油箱壁上。油浸式變壓器冷卻裝置包括散熱器和冷卻器，不帶強(qiáng)油循環(huán)的稱(chēng)為散熱器，帶強(qiáng)油循環(huán)的稱(chēng)為冷卻器。2/1/20239.散熱器2/1/20239.散熱器2/1/202310.高、低壓套管絕緣套管是油浸式電力變壓器箱外的主要絕緣裝置，變壓器繞組的引出線必須穿過(guò)絕緣套管，使引出線之間及引出線與變壓器外殼之間絕緣，同時(shí)起到固定引出線的作用。2/1/2023干式變壓器簡(jiǎn)介干式變壓器的鐵芯和繞組的冷卻介質(zhì)為空氣。為了便于制造和維護(hù)，小容量、低電壓的特種變壓器，也有做成千式的。一般用于安全防火要求較高的場(chǎng)合。①開(kāi)啟式。是常用的形式，其器身與大氣直接接觸，適用于比較干燥而潔凈的室內(nèi)環(huán)境(環(huán)境溫度20℃時(shí)，相對(duì)濕度不超過(guò)85％)，一般有空氣自冷和風(fēng)冷兩種冷卻方式。②封閉式。器身處在封閉的外殼內(nèi)，與外部大氣不直接接觸。可用于較為惡劣的環(huán)境中。由于密封、散熱條件差，主要有用于礦用的隔爆型變壓器。封閉式也可充以2～3個(gè)大氣壓下的六氟化硫氣體，并加以強(qiáng)迫循環(huán)，則變壓器的絕緣和散熱能力均可和油浸式相比擬，適用于高電壓等級(jí)的產(chǎn)品。不過(guò)，這種干式變壓器已變?yōu)闅怏w絕緣變壓器了。③澆注式。用環(huán)氧樹(shù)脂或其他樹(shù)脂澆注作為主絕緣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，適用于較小容量的產(chǎn)品。2/1/2023第三節(jié)變壓器的工作原理2/1/2023變壓器的一次繞組（一次繞組）與交流電源接通后，經(jīng)繞組內(nèi)流過(guò)交變電流產(chǎn)生磁通，在這個(gè)磁通作用下，鐵芯中便有交變磁通，即一次繞組從電源吸取電能轉(zhuǎn)變?yōu)榇拍?，在鐵芯中同時(shí)交（環(huán)）鏈原、副邊繞組（二次繞組），由于電磁感應(yīng)作用，分別在原、二次繞組產(chǎn)生頻率相同的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如果此時(shí)二次繞組接通負(fù)載，在二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作用下，便有電流流過(guò)負(fù)載，鐵芯中的磁能又轉(zhuǎn)換為電能。這就是變壓器利用電磁感應(yīng)原理將電源的電能傳遞到負(fù)載中的工作原理。1.變壓器的工作原理2/1/2023在主磁通的作用下，兩側(cè)的線圈分別產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，電勢(shì)的大小與匝數(shù)成正比，K為變壓器變比。1.變壓器的工作原理變壓器匝數(shù)多的一側(cè)電流小，匝數(shù)少的一側(cè)電流大。變壓器的原、副線圈匝數(shù)不同，起到了變壓作用。變壓器一次側(cè)為額定電壓時(shí)，其二次側(cè)電壓隨著負(fù)載電流的大小和功率因素的高低而變化。變壓器電流之比與一、二次繞組的匝數(shù)成反比，即2/1/20232.變壓器空載和負(fù)載運(yùn)行

1）變壓器的空載運(yùn)行變壓器一次繞組接電源，二次繞組開(kāi)路，負(fù)載電流為零，這種情況即為變壓器的空載運(yùn)行。2/1/2023

2）變壓器的負(fù)載運(yùn)行

一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)接負(fù)載，二次側(cè)中便有負(fù)載電流流過(guò)，這種情況稱(chēng)為負(fù)載運(yùn)行。

3.變壓器空載和負(fù)載運(yùn)行2/1/20234.變壓器額定值的含義和作用

1）額定容量：指變壓器的視在功率。對(duì)三相變壓器指三相容量之和。單位：伏安（VA）千伏安（kVA）

2）額定電壓：指電源加到原邊繞組上的電壓，是副邊繞組開(kāi)路即空載運(yùn)行時(shí)副繞組的端電壓。對(duì)于三相變壓器一般指線電壓值。單位：伏（V）千伏（kV）2/1/20234.變壓器額定值的含義和作用

3）額定電流：由和計(jì)算出來(lái)的電流，即為額定電流對(duì)單相變壓器：

對(duì)三相變壓器：2/1/2023

4）額定頻率

：我國(guó)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)用電頻率為50赫（Hz）有些國(guó)家采用60赫。此外，額定工作狀態(tài)下變壓器的效率、溫升等數(shù)據(jù)均屬于額定值。4.變壓器額定值的含義和作用2/1/2023在泵站的低壓配電系統(tǒng)中，一般是由兩臺(tái)電力變壓器給低壓設(shè)備供電。兩臺(tái)電源的切換通過(guò)一臺(tái)雙電源切換控制柜，進(jìn)行選擇和切換。通常情況下由一臺(tái)變壓器運(yùn)行，另一臺(tái)備用，但在某些情況下，需要兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)，就要求兩臺(tái)變壓器必須滿足幾個(gè)條件。5.兩臺(tái)三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行2/1/2023兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件：1、兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的變壓器變比必須相等；2、阻抗電壓（即短路電壓）相等；3、兩臺(tái)變壓器的連接組別必須相同；4、容量之比不超過(guò)3：1.2/1/2023第四節(jié)電力變壓器的故障分析2/1/2023油浸式電力變壓器的故障分為內(nèi)部故障和外部故障內(nèi)部故障：變壓器油箱內(nèi)發(fā)生的各種故障，其主要類(lèi)型有：各相繞組之間發(fā)生的相間短路、繞組的線匝之間發(fā)生的匝間短路、繞組或引出線通過(guò)外殼發(fā)生的接地故障等。外部故障：變壓器油箱外部絕緣套管及其引出線上發(fā)生的各種故障，其主要類(lèi)型有：絕緣套管閃絡(luò)或破碎而發(fā)生的解體短路，引出線之間發(fā)生相間故障等而引起變壓器內(nèi)部故障或繞組變形。2/1/2023

變壓器內(nèi)部故障從性質(zhì)上一般又分為熱故障和電故障兩大類(lèi)。熱故障通常為變壓器內(nèi)部局部過(guò)熱、溫度升高。根據(jù)其嚴(yán)重程度，熱故障常被分為輕度過(guò)熱（低于150℃），低溫過(guò)熱（150～300℃）；中溫過(guò)熱（300～700℃）、高溫過(guò)熱（一般高于700℃）四種故障情況。電故障通常指變壓器內(nèi)部在高電場(chǎng)的作用下，造成絕緣性能下降或劣化的故障。根據(jù)放電的能量密度不同，電故障又分為局部放電、火花放電和高能電弧放電三種故障類(lèi)型。2/1/2023主要指變壓器出口短路，以及內(nèi)部引線或繞組間對(duì)地短路、及相與相之間發(fā)生的短路而導(dǎo)致的故障。短路電流引起絕緣過(guò)熱故障變壓器突發(fā)短路時(shí)，其高、低壓繞組可能同時(shí)通過(guò)為額定值數(shù)十倍的短路電流，它將產(chǎn)生很大的熱量，使變壓器嚴(yán)重發(fā)熱。當(dāng)變壓器承受短路電流的能力不夠，熱穩(wěn)定性差，會(huì)使變壓器絕緣材料嚴(yán)重受損，而形成變壓器擊穿及損毀事故。1.短路故障2/1/2023短路電動(dòng)力引起繞組變形故障變壓器受短路沖擊時(shí)，如果短路電流小，繼電保護(hù)正確動(dòng)作，繞組變形將是輕微的，如果短路電流大，繼電保護(hù)延時(shí)動(dòng)作甚至拒動(dòng)，變形將會(huì)很?chē)?yán)重，甚至造成繞組損壞。對(duì)于輕微的變形，如果不及時(shí)檢修，恢復(fù)墊塊位置，緊固繞組的壓釘及鐵軛的拉板、拉桿，加強(qiáng)引線的夾緊力，在多次短路沖擊后，由于累積效應(yīng)也會(huì)使變壓器損壞。1.短路故障2/1/2023放電故障對(duì)變壓器絕緣的影響放電對(duì)絕緣有兩種破壞作用：一種是由于放電質(zhì)點(diǎn)直接轟擊絕緣，使局部絕緣受到破壞并逐步擴(kuò)大，使絕緣擊穿。另一種是放電產(chǎn)生的熱、臭氧、氧化氮等活性氣體的化學(xué)作用，使局部絕緣受到腐蝕，介質(zhì)損耗增大，最后導(dǎo)致熱擊穿。

2.放電故障2/1/2023.固體絕緣故障固體紙絕緣是油浸式變壓器絕緣的主要部分之一，包括：絕緣紙、絕緣板、絕緣墊、絕緣卷、絕緣綁扎帶等，其主要成分是化纖素，一般信紙的聚合度為13000左右，當(dāng)下降至250左右，其機(jī)械強(qiáng)度已下降了一半以上，極度老化致使壽命終止的聚合度為150～200,絕緣紙老化后，其聚合度和抗張強(qiáng)度將逐漸降低，并生成水、CO、CO2,這些老化產(chǎn)物大都對(duì)電氣設(shè)備有害，會(huì)使絕緣紙的擊穿電壓和體積電阻率降低、介質(zhì)增大、抗拉強(qiáng)度下降，甚至腐蝕設(shè)備中的金屬材料。3.絕緣故障

2/1/2023液體油絕緣故障

液體絕緣的油浸變壓器是1887年由美國(guó)科學(xué)家湯姆遜發(fā)明的，1892年被美國(guó)通用電氣公司等推廣應(yīng)用于電力變壓器，這里所指的液體絕緣即是變壓器油絕緣。油浸變壓器的特點(diǎn)：大大提高了電氣絕緣強(qiáng)度，縮短了絕緣距離，減小了設(shè)備的體積；大大提高了變壓器的有效熱傳遞和散熱效果，提高了導(dǎo)線中允許的電流密度，減輕了設(shè)備重量，它是將運(yùn)行變壓器器身的熱量通過(guò)變壓器油的熱循環(huán)，傳遞到變壓器外殼和散熱器進(jìn)行散熱，從而提高了有效的冷卻降溫水平。由于油浸式密封而降低了變壓器內(nèi)部某些零部件和組件的氧化程度，延長(zhǎng)了使用壽命。3.絕緣故障

2/1/2023變壓器油劣化的原因按輕重程度可分為污染和劣化兩個(gè)階段污染是油中混入水分和雜質(zhì)，這些不是油氧化的產(chǎn)物，污染的絕緣性能會(huì)變壞，擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度降低，介質(zhì)損失角增大。劣化是油氧化后的結(jié)果，當(dāng)然這種氧化并不僅的產(chǎn)物，污染油的絕緣性能會(huì)變壞，擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度降低，介質(zhì)損失角增大。3.絕緣故障

2/1/2023溫度的影響電力變壓器為油、紙絕緣，在不同溫度下油、紙中含水量有著不同的平衡關(guān)許曲線，一般情況下，溫度升高，紙內(nèi)水分要向油中析出；反之，則紙要吸收油中的水分，因此溫度較高時(shí)，變壓器內(nèi)絕緣油的微水含量較大，反之，微水含量就小。變壓器的壽命取決于絕緣的老化程度，而絕緣的老化又取決于運(yùn)行的溫度。如油浸式變壓器在額定負(fù)載下，繞組平均溫升為65℃，最熱點(diǎn)溫升為78℃，若平均環(huán)境溫度為20℃，則最熱點(diǎn)溫度為98℃，在這個(gè)溫度下，變壓器可運(yùn)行20～30年，若變壓器超載運(yùn)行，溫度升高，促使壽命縮短。國(guó)際電工委員會(huì)認(rèn)為，A級(jí)絕緣的變壓器載80～140℃溫度范圍內(nèi)，溫度每增加6度，變壓器絕緣有效壽命降低的速度就會(huì)增加一倍，這就是6度法則，說(shuō)明對(duì)熱的限制已比過(guò)去認(rèn)可的8度法則更為嚴(yán)格。3.絕緣故障

2/1/2023濕度的影響水分的存在將加速紙纖維素降解，因此，CO和CO2的產(chǎn)生與纖維素材料的含水量也有關(guān)。當(dāng)濕度一定時(shí)，含水量越高，分解出的CO2越多，反之，含水量越低，分解出的CO就越多。3.絕緣故障

2/1/2023過(guò)電壓的影響暫態(tài)過(guò)電壓的影響，三相變壓器正常運(yùn)行產(chǎn)生的相、地間電壓是相間電壓的58％，但發(fā)生單相故障時(shí)，主絕緣的電壓對(duì)中性點(diǎn)接地系統(tǒng)將增加30％，對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)將增加73％，因而可能損傷絕緣雷電過(guò)電壓的影響，雷電過(guò)電壓由于波頭陡，引起縱絕緣（匝間、相間絕緣）上電壓分布很不均勻，可能在絕緣上留下放電痕跡，從而使固體絕緣受到破壞。操作過(guò)電壓的影響，由于操作過(guò)電壓的波頭相當(dāng)平緩，所以電壓分布近似先行，操作過(guò)電壓由一個(gè)繞組轉(zhuǎn)移到另一個(gè)繞組上時(shí)，約與這兩個(gè)繞組間的匝數(shù)成正比，從而容易造成主絕緣或相間絕緣的劣化和損壞。3.絕緣故障

2/1/2023短路電動(dòng)力的影響出口短路時(shí)的電動(dòng)力可能會(huì)使變壓器繞組變形、引線移位，從而改變了原有的絕緣距離，使絕緣發(fā)熱，加速老化或受到損傷造成放電、拉弧及短路故障。3.絕緣故障

2/1/20234.鐵心故障

電力變壓器正常運(yùn)行時(shí)，鐵心必須有一點(diǎn)可靠接地。若沒(méi)有接地，則鐵心對(duì)地的懸浮電壓，會(huì)造成鐵心對(duì)地?cái)嗬m(xù)性擊穿放電，鐵心一點(diǎn)接地后消除了形成鐵心懸浮電位的可能，但鐵心出現(xiàn)兩點(diǎn)以上接地時(shí)，鐵心間的不均勻電位就會(huì)在接地點(diǎn)之間形成環(huán)流，并造成鐵心多點(diǎn)接地發(fā)熱的故障。變壓器的鐵心接地故障會(huì)造成鐵心局部過(guò)熱，嚴(yán)重時(shí)，鐵心局部溫升增加，輕瓦斯動(dòng)作，甚至將會(huì)造成重瓦斯動(dòng)作而跳閘的事故。燒熔的局部鐵心片間的短路故障，使鐵損變大，嚴(yán)重影響變壓器的性能和正常工作，以致不許更換鐵心硅鋼片加以修復(fù)。有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)表明，因鐵心問(wèn)題造成的故障比例，占變壓器各類(lèi)故障的第三位。2/1/20234.鐵心故障

故障原因：1、安裝過(guò)程重的疏忽。完工后未將變壓器油箱頂蓋上運(yùn)輸用的定位釘翻轉(zhuǎn)或卸除。2、制造或大修過(guò)程重的疏忽。鐵心夾件的支板距心柱太近，硅鋼片翹凸而觸及夾件支板或鐵軛螺桿。3、鐵心下夾件墊腳與鐵軛間的紙板脫落，造成墊腳與硅鋼片相碰或變壓器進(jìn)水紙板受潮形成短路接地。4、潛油泵軸承磨損，金屬粉末沉積箱底，受電磁力影響形成導(dǎo)電小橋，使鐵軛與墊腳或箱底接通。2/1/20234.鐵心故障

故障原因：5、油箱中不慎落入金屬異物，如銅絲、焊條或鐵心碎片等造成多點(diǎn)接地。6、下夾件與鐵軛階梯間的木墊受潮或表面附有大量油泥、水分、雜質(zhì)使其絕緣被破壞。7、變壓器的油泥污垢堵塞鐵心縱向散熱油道，形成短路接地。8、變壓器油箱和散熱器等在制造過(guò)程中，由于焊渣清理不徹底，當(dāng)變壓器運(yùn)行時(shí)，在油流的作用下，雜質(zhì)往往被堆積在一起，使鐵心與油箱壁短接。2/1/20234.鐵心故障

故障影響鐵心局部過(guò)熱甚至燒壞，造成磁路短路，使鐵心損耗增加。鐵心局部過(guò)熱，使變壓器油分解，引起變壓器油性能下降變壓器內(nèi)氣體不斷增加析出，可能導(dǎo)致氣體繼電器動(dòng)作跳閘事故。2/1/20235.分接開(kāi)關(guān)故障

無(wú)載分接開(kāi)關(guān)故障電路故障：從影響到變壓器氣體組成變化的角度，可以看到無(wú)載分接開(kāi)關(guān)的故障形式常表現(xiàn)在接觸不良、觸頭銹蝕電阻增大發(fā)熱、開(kāi)關(guān)絕緣支架上的緊固螺栓接地?cái)嗔言斐蓱腋》烹姷?。機(jī)械故障：無(wú)載分接開(kāi)關(guān)的故障反應(yīng)在開(kāi)關(guān)彈簧壓力不足、滾輪壓力不足、滾輪壓力不勻、接觸不良以致有效接觸面積減小。此外，開(kāi)關(guān)接觸處存在的油污使接觸電阻增大，在運(yùn)行時(shí)將引起分接頭接觸面燒傷。2/1/20235.分接開(kāi)關(guān)故障

無(wú)載分接開(kāi)關(guān)故障結(jié)構(gòu)組合：分接開(kāi)關(guān)編號(hào)錯(cuò)誤、亂檔，各級(jí)變比不成規(guī)律，導(dǎo)致三相電壓不平衡，產(chǎn)生環(huán)流而增加損耗，引起變壓器故障。絕緣故障：分接開(kāi)關(guān)上分接頭的相間絕緣距離不夠，絕緣材料上堆積油泥受潮，當(dāng)發(fā)生過(guò)電壓時(shí)，也將使分接開(kāi)關(guān)相間發(fā)生短路故障。2/1/20236.變壓器滲漏故障

變壓器滲漏的原因：變壓器的焊點(diǎn)多、焊縫長(zhǎng)：油浸式電力變壓器是以鋼板焊接殼體為基礎(chǔ)的多種焊接連接件的集合體。一臺(tái)31500KVA變壓器采用橡膠密封件的連接點(diǎn)約為27處，焊縫總長(zhǎng)近20m左右，因此滲漏途徑可能較多。密封件材質(zhì)低劣：密封件材質(zhì)低劣和缺損是變壓器連接部位滲漏的主要原因。2/1/20236.變壓器滲漏故障

變壓器滲漏的類(lèi)型空氣滲漏空氣滲漏是一種看不見(jiàn)的滲漏，如套管頭部、儲(chǔ)油柜的隔膜、安全氣道的玻璃以及焊縫沙眼等部位的進(jìn)出空氣都是看不見(jiàn)的。但是由于滲漏造成繞組絕緣受潮和油加速老化的影響很大。油滲漏主要是指套管中油或有載調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)室的油向變壓器本體滲漏。充油套管正常油位高于變壓器本體油位，若套管下部密封部位封不嚴(yán)，在油壓差的作用下會(huì)造成套管中缺油現(xiàn)象，影響設(shè)備安全運(yùn)行。2/1/2023第五節(jié)變壓器的絕緣測(cè)試和巡視2/1/2023測(cè)量變壓器的絕緣電阻是檢驗(yàn)變壓器繞組相間絕緣和繞組對(duì)地絕緣是否符合要