變壓器相關(guān)知識(shí)培訓(xùn)20160115

地鐵變電車間2016年1月月度培訓(xùn)變壓器相關(guān)知識(shí)培訓(xùn)培訓(xùn)內(nèi)容：變壓器分類及工作原理變壓器結(jié)構(gòu)變壓器結(jié)構(gòu)與器身構(gòu)造變壓器保護(hù)變壓器相關(guān)試驗(yàn)變壓器的維護(hù)變壓器相關(guān)注意事項(xiàng)變壓器運(yùn)行常見問題的處理前言

變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，屬于一種旋轉(zhuǎn)速度為零的電機(jī)。電力變壓器在系統(tǒng)中工作時(shí)，可將電能由它的一次側(cè)經(jīng)電磁能量的轉(zhuǎn)換傳輸?shù)蕉蝹?cè)，同時(shí)根據(jù)輸配電的需要將電壓升高或降低。故它在電能的生產(chǎn)輸送和分配使用的全過程中，作用十分重要。整個(gè)電力系統(tǒng)中，變壓器的容量通常約為發(fā)電機(jī)容量的3倍以上。一、電力變壓器分類及工作原理（一）電力變壓器的分類根據(jù)電力變壓器的用途和結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)可分如下幾類：（1）按用途分有：升壓變壓器（使電力從低壓升為高壓，然后經(jīng)輸電線路向遠(yuǎn)方輸送）；降壓變壓器（使電力從高壓降為低壓，再由配電線路對(duì)近處或較近處負(fù)荷供電）。（2）按相數(shù)分有：?jiǎn)蜗嘧儔浩?；三相變壓器?/p>

（3）按繞組分有：?jiǎn)卫@組變壓器（為兩級(jí)電壓的自耦變壓器）；雙繞組變壓器；三繞組變壓器。（4）按繞組材料分有：銅線變壓器；鋁線變壓器。（5）按調(diào)壓方式分有：無載調(diào)壓變壓器；有載調(diào)壓變壓器。（6）按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分有：

a）油浸式變壓器。冷卻方式一般為自然冷卻，風(fēng)冷卻（在散熱器上安裝風(fēng)扇），強(qiáng)迫風(fēng)冷卻（在前者基礎(chǔ)上還裝有潛油泵，以促進(jìn)油循環(huán)）。此外，大型變壓器還有采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻等。

b）干式變壓器。繞組置于氣體中（空氣或六氟化硫氣體），或是澆注環(huán)氧樹脂絕緣。它們大多在部分配電網(wǎng)內(nèi)用作配電變壓器。目前已可制造到

35KV級(jí)，其應(yīng)用前景很廣。（二）變壓器的工作原理變壓器是基于電磁感應(yīng)原理而工作的。變壓器本體主要由繞組和鐵心組成。工作時(shí)，繞組是“電”的通路，而鐵心則是“磁”的通路，且起繞組骨架的作用。一次側(cè)輸入電能后，因其交變故在鐵心內(nèi)產(chǎn)生了交變的磁場(chǎng)（即由電能變成磁場(chǎng)）；由于匝鏈（穿透），二次繞組的磁力線在不斷地交替變化，所以感應(yīng)出二次電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)外電路溝通時(shí)，則產(chǎn)生了感生電流，向外輸出電能（即由磁場(chǎng)能又轉(zhuǎn)變成電能）。這種“電—磁—電”的轉(zhuǎn)換過程是建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)上而實(shí)現(xiàn)的，這種能量轉(zhuǎn)換過程也就是變壓器的工作過程。

由此分析可知，改變一次繞組與二次繞組的匝數(shù)比，可以改變一次側(cè)與二次側(cè)的電壓比，這就是變壓器的工作原理。

變壓器原理圖變壓器器身鐵心繞組引線（包括調(diào)壓裝置、引線夾件等）絕緣附件（包括油枕、油門閘閥等）油箱本體油箱冷卻裝置（包括散熱器、風(fēng)扇、油泵等）保護(hù)裝置（包括防爆閥、氣體繼電器、測(cè)溫元件、呼吸器等）出線裝置（包括套管等）二、變壓器結(jié)構(gòu)與器身構(gòu)造（二）主變的主要組成部分及其作用1、鐵芯：變壓器的磁路部分。鐵芯是用導(dǎo)磁性能很好的硅鋼片疊放組成的閉合磁路，變壓器的原線圈和副線圈都繞在鐵芯上。2、繞組：變壓器的電路部分。變壓器有原線圈和副線圈，它們是用銅線或鋁線繞成圓筒形的多層線圈，繞在鐵芯柱上，導(dǎo)線外邊采用紙絕緣或紗包絕緣等。3、套管：支持引出線之間及與變壓器箱體絕緣。110kV及以上套管采用全密封油浸紙絕緣電容式套管，套管自身密封不與變壓器本體相同，并充有變壓器油，下部裝設(shè)CT以供測(cè)量和保護(hù)用。4、油枕：油枕保證油箱內(nèi)充滿油，使變壓器縮少與空氣的接觸面，減少油的劣化速度；變壓器油溫隨著負(fù)載和環(huán)境溫度的變化而變化，當(dāng)油的體積隨著溫度膨脹或縮少時(shí)，油枕起儲(chǔ)油及補(bǔ)油作用；在油枕的側(cè)面裝有監(jiān)視油位的油位計(jì)（玻璃式、連桿式、鐵磁式）。油枕內(nèi)放置氣囊，與呼吸器配合調(diào)節(jié)油位變化。5、油箱：承載鐵芯和線圈、變壓器油。6、變壓器油：絕緣及冷卻。7、調(diào)壓裝置：調(diào)整電壓比。

a、有載調(diào)壓：變壓器帶負(fù)載狀態(tài)下切換分接頭位置；

b、無載調(diào)壓：變壓器調(diào)壓時(shí)不帶任何負(fù)載，且與電網(wǎng)斷開，在無勵(lì)磁情況下變換繞組分接頭。8、凈油器：改善運(yùn)行中絕緣油特性，防止絕緣油繼續(xù)老化（多應(yīng)用于有載調(diào)壓油箱）。凈油器內(nèi)裝吸附硅膠，吸收油中的水份及氧化物，使油保持潔凈，延長(zhǎng)油的使用年限，改善油的電氣化學(xué)性能。9、冷卻器：當(dāng)變壓器上層油溫與下部油溫產(chǎn)生溫差時(shí)，通過散熱器形成油的對(duì)流，經(jīng)散熱器冷卻后流回油箱，起到降低變壓器溫度的作用。10、呼吸器：當(dāng)油枕內(nèi)的空氣隨變壓器油的體積膨脹或縮少時(shí)，排出或吸入的空氣都經(jīng)呼吸器，呼吸器內(nèi)的干燥劑吸收空氣中的水份，對(duì)空氣起過濾作用，從而保證油的清潔。呼吸器內(nèi)的硅膠變色過程：藍(lán)色→淡紫色→淡粉紅（≥2/3時(shí)需更換）。11、瓦斯繼電器：變壓器的保護(hù)裝置，裝在變壓器油箱至油枕的連接管上。

a、輕瓦斯：通過檢測(cè)瓦斯繼電器中積聚氣體達(dá)到一定量時(shí)動(dòng)作。

b、重瓦斯：通過檢測(cè)油流速度達(dá)到一定值時(shí)動(dòng)作。12、防爆閥：當(dāng)變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，溫度升高，油劇烈分解產(chǎn)生大量氣體，使油箱內(nèi)壓力劇增，當(dāng)壓力達(dá)到防爆閥動(dòng)作值時(shí)，防爆閥打開，油及氣體油閥門噴出，防止變壓器的油箱爆炸或變形。1）壓力釋放閥用途：壓力釋放閥適用于油浸式變壓器，電力電容器及有載開關(guān)等，用來保護(hù)油箱開關(guān)等。

性能：當(dāng)油浸式變壓器在運(yùn)行中出現(xiàn)故障時(shí)，由于線圈過熱，使一部分變壓器油汽化，變壓器油箱中壓力迅速增加，這時(shí)壓力釋放閥在2ms內(nèi)迅速動(dòng)作，保護(hù)油箱不致變形或爆炸。油箱內(nèi)的壓力再升高而達(dá)到開啟壓力時(shí)，壓力釋放閥就再次動(dòng)作，直到油箱內(nèi)的壓力降到正常值。由于壓力釋放閥動(dòng)作后可靠關(guān)閉，油箱外的水和空氣不能進(jìn)入油箱，變壓器內(nèi)部不會(huì)受大氣污染注意事項(xiàng)①、在送電之前將壓力釋放閥鎖帽擰下，取出鎖片，然后擰上鎖帽，將露出標(biāo)志桿和防雨帽擰緊。②、壓力釋放閥在出廠前已做過調(diào)試已合格，用戶不得拆裝。③、運(yùn)行中的壓力釋放閥動(dòng)作后要及時(shí)排除變壓器的故障，并把壓力釋放閥的機(jī)械電信號(hào)裝置手動(dòng)復(fù)位，再合閘運(yùn)行。④、壓力釋放閥的特點(diǎn)是：當(dāng)變壓器油箱的壓力上升到壓力釋放閥開啟壓力的70%左右，壓力釋放閥就開始滲油，如果未帶試壓試片的釋放閥不得和油箱做整體試壓試驗(yàn)，必須在信號(hào)帽上加壓重物方能進(jìn)行試壓。

2）氣體繼電器

主要用途QJ系列氣體繼電器（以下簡(jiǎn)稱繼電器），是油浸式變壓器所用的一種保護(hù)裝置，由于變壓器內(nèi)部故障而使油分解產(chǎn)生氣體或造成油流涌動(dòng)時(shí)，使繼電器的接點(diǎn)動(dòng)作，接通指定的控制回路，并及時(shí)發(fā)出信號(hào)或自動(dòng)切除變壓器。工作原理

變壓器正常工作時(shí)，繼電器內(nèi)是充滿變壓器油的。如變壓器在運(yùn)行中出現(xiàn)輕微故障，因變壓器油分解而產(chǎn)生的氣體將聚集在繼電器容器的上部，迫使繼電器浮子下降，當(dāng)浮子降至某一限定位置時(shí)，磁鐵使信號(hào)接點(diǎn)接通，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。若變壓器漏而使油面降低，同樣發(fā)出報(bào)警信號(hào)。如果變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障，將會(huì)出現(xiàn)油的涌浪，在管路內(nèi)產(chǎn)生油流，沖擊繼電器的擋板運(yùn)動(dòng)。當(dāng)擋板運(yùn)動(dòng)到某一限定位置時(shí)，磁鐵使跳閘接點(diǎn)接通，切斷與變壓器連接的所有電源。

繼電器配套其他附件

（1）氣塞：僅取氣樣、放氣以及試驗(yàn)信號(hào)接點(diǎn)用。

（2）視察窗：供視察油面，視察窗上應(yīng)標(biāo)有積聚氣體容積的刻度，并附有保護(hù)罩。

（3）探針：供檢查跳閘接點(diǎn)用。

（4）接線盒：供繼電器出現(xiàn)用，該盒有防止雨雪、灰塵浸入的保護(hù)和出現(xiàn)口。

（5）油速標(biāo)尺：供簡(jiǎn)易整定油速用。

3）導(dǎo)氣盒

結(jié)構(gòu)與工作原理導(dǎo)氣盒系為聯(lián)通結(jié)構(gòu)形式。見下圖。取氣聯(lián)結(jié)管通過上端螺母聯(lián)結(jié)到氣體繼電器側(cè)壁接頭上，下端聯(lián)結(jié)在導(dǎo)氣盒上，氣盒安裝在變壓器油箱箱壁上。通過聯(lián)接管將氣體繼電器內(nèi)部的氣體充入氣盒之內(nèi)，以便在地面上隨時(shí)取氣。

導(dǎo)氣盒主要組成

主要由導(dǎo)管、放氣連管、取氣連管、取氣瓶、盒體組成。

使用于維護(hù)

（1）安裝與使用導(dǎo)氣盒，首先應(yīng)將取氣聯(lián)管一端接在導(dǎo)氣盒上，然后慢慢地把銅管沿變壓器油箱彎曲至氣體繼電器聯(lián)結(jié)接頭處；

（2）在取氣樣時(shí)首先擰下取氣接口螺塞，然后輕輕旋動(dòng)螺塞放出導(dǎo)氣盒內(nèi)部的油，油面下降，隨之氣體繼電器內(nèi)的氣體通過聯(lián)結(jié)管向氣盒內(nèi)補(bǔ)充，從視察窗看氣體量，到你所需氣體量時(shí)，擰緊螺塞，按同樣方法擰下取氣接口螺塞，接好取氣樣的容器，再輕輕旋動(dòng)螺塞這樣氣體即可以充入容器之內(nèi)，取后再擰緊螺塞，以便密封。

（3）在正常維護(hù)中注意聯(lián)結(jié)管的密封

4）溫度控制器工作原理變壓器溫度控制器（以下簡(jiǎn)稱溫控器），主要由彈簧元件、毛細(xì)管、溫包和微動(dòng)開關(guān)組成。當(dāng)溫包受熱時(shí)，溫包內(nèi)感溫介質(zhì)受熱膨脹所產(chǎn)生的體積增長(zhǎng)，通過毛細(xì)管傳遞到彈性元件上，使彈性元件產(chǎn)生一個(gè)位移，這個(gè)位移經(jīng)機(jī)構(gòu)放大后指示出被測(cè)溫度并帶動(dòng)微動(dòng)開關(guān)工作，從而控制冷卻系統(tǒng)的投入或退出。

溫度控制器安裝（1）溫度計(jì)座安裝在變壓器的箱蓋上，靠近儲(chǔ)油柜一側(cè)，旋開溫度計(jì)座上的帽蓋，向溫度計(jì)座內(nèi)注入適量變壓器油。（2）將水銀溫度計(jì)輕輕旋入溫度計(jì)座上。壓力式溫度計(jì)溫包安裝后，多于導(dǎo)管盤繞整齊固定在油箱壁上。（3）溫度計(jì)插入旋緊后，應(yīng)用防水膠帶將連接處粘接。繞組溫度控制器溫度控制器

5）吸濕器的安裝吸濕器也稱呼吸器，100kV及以上的電力變壓器的油枕(又稱儲(chǔ)油柜)都裝帶有油封的吸濕器。在變壓器運(yùn)行中，由于溫度的變化，油箱內(nèi)的油量就會(huì)變化(增加或減少)，油枕內(nèi)的油對(duì)油箱中的油起調(diào)節(jié)、補(bǔ)充作用，所以油枕內(nèi)的空氣也隨著油的增減而有較大的變化。油枕內(nèi)氣體經(jīng)過吸濕器與大氣相通而維持內(nèi)外氣壓平衡，使進(jìn)入油枕內(nèi)的氣體經(jīng)過吸濕器吸潮過濾，除掉空氣中的灰塵和水分，來保證變壓器油和油箱內(nèi)絕緣物的絕緣水平不致由此引起降低.當(dāng)儲(chǔ)油柜或開關(guān)油枕安裝完畢后開始安裝吸濕器。打開吸濕器密封包裝，擦干凈呼吸管法蘭盤安裝面，進(jìn)行安裝。由于吸濕器是用有機(jī)玻璃材料制作，因此在安裝時(shí)注意扳手等工具碰撞吸濕器表面，以至于損壞吸濕器。硅膠顏色為：白色、藍(lán)色兩種三、變壓器相關(guān)試驗(yàn)視頻資料繞組直流電阻測(cè)量試驗(yàn)條件：測(cè)量前，變壓器在恒定的環(huán)境溫度下靜止放置的時(shí)間不應(yīng)少于3h，以確保變壓器繞組溫度與環(huán)境溫度一致。試驗(yàn)?zāi)康模簷z查繞組內(nèi)部導(dǎo)線焊接是否良好，判定各繞組電阻是否平衡。試驗(yàn)原理：通過直流電橋提供一個(gè)恒定直流源到繞組端，通過采集電壓信號(hào)，利用歐姆定律R=U/I（即伏—安法），達(dá)到測(cè)量電阻的目的。不平衡率計(jì)算方法：繞組直流電阻不平衡率應(yīng)以三相實(shí)測(cè)最大值減最小值作分子，三相實(shí)測(cè)平均值作分母計(jì)算得出。接受標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)GB/T10228-2008）：1）2500kVA及以下配電變壓器，其不平衡率相為4%，線為2%；2）630kVA及以上電力變壓器，其不平衡率相（有中性點(diǎn)引出時(shí)）為2%，線（無中性點(diǎn)引出時(shí)）為2%；3）由于線材及引線結(jié)構(gòu)等原因超過規(guī)定值，除應(yīng)在例行試驗(yàn)記錄實(shí)測(cè)值外，還應(yīng)注明引起這一偏差的原因，使用部門應(yīng)將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的直流電阻值與出廠實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較，并且與同溫度下出廠實(shí)測(cè)值的相應(yīng)變化不大于2%。4）其他變壓器按協(xié)議。注意事項(xiàng)：1、測(cè)量時(shí)儀器一般選取2~10%額定電流的直流電流值，避免因電流引起的繞組發(fā)熱溫度升高帶來的誤差。2、測(cè)量結(jié)束應(yīng)充分放電后才能斷開線路，避免因繞組產(chǎn)生反電勢(shì)而損壞儀器。3、測(cè)量結(jié)束充分放電前，不能對(duì)無勵(lì)磁調(diào)壓繞組改換分接位置。4、變壓器每個(gè)分接均應(yīng)進(jìn)行繞組直流電阻測(cè)量。

絕緣電阻測(cè)量試驗(yàn)條件：測(cè)量時(shí)變壓器本體溫度應(yīng)接近試驗(yàn)環(huán)境溫度。試驗(yàn)?zāi)康模簩?duì)變壓器在生產(chǎn)過程中的工藝處理質(zhì)量和制造質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督，驗(yàn)證變壓器是否受潮濕或臟污的影響，此試驗(yàn)可以在安全的較低電壓下對(duì)變壓器的主絕緣性能進(jìn)行考核，以發(fā)現(xiàn)變壓器絕緣的局部缺陷和普遍缺陷。試驗(yàn)原理：對(duì)變壓器施加較高的直流電壓，利用變壓器絕緣材料在直流電場(chǎng)作用下呈現(xiàn)的3種電流(位移電流、吸收電流和泄漏電流)的不同衰減特性對(duì)其絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量。試驗(yàn)方法：將