供配電技術(shù)及設(shè)備課件：電力變壓器

電力變壓器供配電技術(shù)及設(shè)備點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本目錄第2節(jié)

電力變壓器的運(yùn)行與維護(hù)電力變壓器

第1節(jié)

電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別電力變壓器點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本第1節(jié)

電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別電力變壓器的結(jié)構(gòu)電力變壓器的原理干式電力變壓器的特點(diǎn)主要技術(shù)參數(shù)與使用變壓器的選擇電力變壓器點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本前言電力變壓器在圖紙中的代號(hào)用T或TM表示，是供配電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)電能輸送、電壓變換，滿足不同電壓等級(jí)負(fù)荷要求，常用三相油浸式電力變壓器和環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器。電力變壓器按調(diào)壓方式分無(wú)載調(diào)壓和有載調(diào)壓，工廠變電所中大多采用無(wú)載調(diào)壓方式的變壓器。按繞組絕緣方式及冷卻方式分油浸式、干式和充氣式等。工廠變電所中大多采用油浸自冷式變壓器。按用途分普通式、全封閉式、防雷式，工廠變電所中大多采用普通式變壓器。電力變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，將某一數(shù)值的交流電壓（電流）變成頻率相同的另一種或幾種數(shù)值不同的電壓（電流）的設(shè)備。第1節(jié)

電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力變壓器的原理第1節(jié)

電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別電力變壓器主要用在變電所中，具有變換電壓、變換電流、變換功率的作用，方便電能的傳輸、分配和使用。電力變壓器的外形及主要組成，見圖5-1所示。當(dāng)一次繞組通以交流電時(shí)，就產(chǎn)生交變的磁通，交變的磁通通過(guò)鐵芯導(dǎo)磁作用，就在二次繞組中感應(yīng)出交流電動(dòng)勢(shì)。二次感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的高低與一二次繞組匝數(shù)的多少有關(guān)，即電壓大小與匝數(shù)成正比。主要作用是傳輸電能，因此，額定容量是它的主要參數(shù)。額定容量是一個(gè)表現(xiàn)功率的慣用值，表征傳輸電能的大小，以kVA表示或MVA表示。比較節(jié)能的電力變壓器是非晶合金鐵心配電變壓器，最大優(yōu)點(diǎn)是空載損耗值特低，但一次性設(shè)備投入可能較高。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力變壓器的原理第1節(jié)

電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別

圖5-1電力變壓器的外形及主要組成點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力變壓器的原理第1節(jié)

電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別圖5-2變壓器的空載運(yùn)行

1.電壓變換電力變壓器的原繞組接交流電壓u1，副繞組開路不接負(fù)載時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)稱為空載運(yùn)行，如圖5-1所示。這時(shí)副繞組中的電流i2＝0，開路電壓用u20表示。原繞組中通過(guò)的電流為空載電流i10，各量參考方向如圖5-2所示。圖中N1為原繞組的匝數(shù)，N2為副繞組的匝數(shù)。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力變壓器的原理任務(wù)1電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別由于副繞組開路，原繞組中的空載電流i10就是勵(lì)磁電流，會(huì)產(chǎn)生磁通勢(shì)i10N1，此磁通勢(shì)在鐵心中產(chǎn)生的主磁通Ф通過(guò)閉合鐵心，在原繞組和副繞組中分別產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1和e2。e1及e2與Ф的參考方向之間符合右手螺旋定則時(shí)，由法拉第電磁感應(yīng)定律，可得

和

假設(shè)主磁通按照正弦規(guī)律變化，可推導(dǎo)出e1和e2的有效值分別為

和式中，f—交流電源的頻率；

Фm—主磁通Ф的最大值

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電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別由于鐵心線圈電阻R上的電壓降iR和漏磁通電動(dòng)勢(shì)e?都很小，可忽略不計(jì)，因此，原、副繞組中的電動(dòng)勢(shì)e1和e2的有效值近似等于原、副繞組上電壓的有效值，即和所以

由上式可見，變壓器空載運(yùn)行時(shí)，原、副繞組上電壓之比等于匝數(shù)比，這個(gè)比值Ku稱為變壓器的電壓比，或稱為變比。變壓器可以把某一數(shù)值的交流電壓變換為同頻率的另一數(shù)值的電壓，這就是變壓器的電壓變換作用。當(dāng)Ku＞1時(shí)，稱為降壓變壓器；當(dāng)Ku＜1時(shí)，稱為升壓變壓器。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力變壓器的原理第1節(jié)

電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別2.電流變換如果變壓器的副繞組接上負(fù)載，副繞組中將產(chǎn)生電流i2。這時(shí)，原繞組的電流將由空載電流i10增大為i1，如圖5-3所示。由副繞組電流i2產(chǎn)生的磁通勢(shì)i2N2也要在鐵心中產(chǎn)生磁通，此時(shí)變壓器鐵心中的主磁通應(yīng)由原、副繞組的磁通勢(shì)共同產(chǎn)生。圖5-3變壓器的負(fù)載運(yùn)行點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力變壓器的原理第1節(jié)

電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別在原繞組的外加電壓即電源電壓U1和頻率f不變情況下，主磁通Фm基本保持不變。因此，有負(fù)載時(shí)產(chǎn)生主磁通的原、副繞組的合成磁通勢(shì)(i1N1＋i2N2)應(yīng)和空載時(shí)的磁通勢(shì)i0N1基本相等，即

如用相量表示，則為

上式稱為變壓器的磁通勢(shì)平衡方程式。由于原繞組空載電流較小，約為額定電流的10%，所以與相比，可忽略不計(jì)，即上式中的負(fù)號(hào)表示兩側(cè)繞組磁動(dòng)勢(shì)相位相反，若只考慮數(shù)值關(guān)系，原、副繞組電流有效值的關(guān)系為點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力變壓器的原理第1節(jié)

電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別此式說(shuō)明如果是降壓變壓器，高壓側(cè)電流小，繞組導(dǎo)線細(xì)；低壓側(cè)電流大，繞組導(dǎo)線粗。圖5-2和5-3所示中只有一相繞組，表達(dá)的是單相變壓器；而在電力系統(tǒng)中幾乎都是三相變壓器，一般都是三鐵心雙繞組或三繞組電力變壓器。圖5-2變壓器的空載運(yùn)行圖5-3變壓器的負(fù)載運(yùn)行點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力變壓器的結(jié)構(gòu)第1節(jié)

電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別

1.電力變壓器的類型（1）按功能分為升壓變壓器和降壓變壓器，工廠變電所一般采用降壓變壓器，也稱配電變壓器。（2）按容量系列分為R8容量系列和R10容量系列，R10容量系列是根據(jù)IEC推薦，容量等級(jí)按照倍數(shù)遞增。R8系列就是按照的倍數(shù)取整遞增，舊的變壓器就是按照這個(gè)等級(jí)的系列。如100KVA、135KVA、180KVA、240KVA、560KVA、750KVA、1000KVA等。R10系列就是按照的倍數(shù)取整遞增，R10系列嚴(yán)密，便于合理選用。我國(guó)目前變壓器標(biāo)準(zhǔn)容量采取此系列，如100KVA、125KVA、160KVA、200KVA、250KVA、315KVA、400KVA、500KVA、630KVA、800KVA、1000KVA等。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力變壓器的結(jié)構(gòu)第1節(jié)

電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別

1.電力變壓器的類型（3）按相數(shù)分，有單相和三相兩大類，工廠變電所大多采用三相電力變壓器。（4）按調(diào)壓方式分，有無(wú)載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩類，工廠變電所大多采用無(wú)載調(diào)壓變壓器。（5）按繞組結(jié)構(gòu)分為單繞組自耦變壓器、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。（6）按繞組絕緣及冷卻方式分，有油浸式、干式和充氣式等，其中油浸式變壓器又分為油浸自冷式、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。（7）按繞組的材料分為銅繞組變壓器和鋁繞組變壓器，相同功率的銅繞組變壓器比鋁繞組變壓器的體積大，現(xiàn)在低功耗的銅繞組變壓器得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力變壓器的結(jié)構(gòu)第1節(jié)

電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別2.三相油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)三相油浸式電力變壓器的典型結(jié)構(gòu)，如圖5-1所示。電力變壓器的型號(hào)表示，見圖5-4所示。目前常見的油浸式電力變壓器的產(chǎn)品外形，見圖5-5所示。圖5-4電力變壓器的型號(hào)表示圖5-5油浸式電力變壓器的產(chǎn)品外形點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力變壓器的結(jié)構(gòu)第1節(jié)

電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別2.三相油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)例如，S9-800/10型，表示為三相銅繞組油浸式電力變壓器，性能水平為S9系列，額定容量為800KVA，高壓繞組電壓等級(jí)是10KV。另外，在電力變壓器的型號(hào)中，B表示箔繞線圈，H表示非金合金鐵芯，M表示密封式。

（1）鐵心變壓器是由鐵心和繞組組成的，鐵心構(gòu)成變壓器的磁路部分，繞組構(gòu)成變壓器的電路部分。鐵心一般選擇0.35mm或0.5mm厚的冷軋硅鋼片，采用鐵柱和鐵軛交錯(cuò)重疊而成。變壓器在運(yùn)行中，必須將鐵心及各金屬零部件可靠地接地，與油箱同處于地電位。在繞組周圍鐵心及各零部件幾何位置不同，感應(yīng)電勢(shì)不同，若不接地，也會(huì)存在持續(xù)性的微量放電。持續(xù)的微量放電及局部放電現(xiàn)象將逐步使絕緣擊穿。因此，通常是將鐵心任一片及金屬構(gòu)件經(jīng)油箱接地。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力變壓器的結(jié)構(gòu)第1節(jié)

電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別2.三相油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)硅鋼片間絕緣是限制渦流的產(chǎn)生，絕緣電阻值很小，不均勻的電場(chǎng)、磁場(chǎng)產(chǎn)生高壓電荷可以通過(guò)硅鋼片從接地處流向大地。鐵心不允許多點(diǎn)接地，多點(diǎn)接地會(huì)通過(guò)接地點(diǎn)形成回路在鐵心中造成局部短路，產(chǎn)生渦流，鐵心發(fā)熱甚至導(dǎo)致變壓器燒毀。變壓器的鐵心產(chǎn)品見圖5-6所示，變壓器的繞組及繞線機(jī)見圖5-7所示，鐵心截面的典型形狀見圖5-8所示。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力變壓器的結(jié)構(gòu)第1節(jié)

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（2）繞組繞組是變壓器的電路部分，用絕緣的銅或鋁導(dǎo)線繞制。電力變壓器繞組采用同心式結(jié)構(gòu)，同心式的高、低壓繞組同心地套在鐵心柱上，一般情況下，總是將低壓繞組放在靠近鐵心處，將高壓繞組放在外面。

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（3）油箱

油箱由箱體、箱蓋、散熱裝置、放油閥組成，主要用來(lái)盛油、裝鐵心和繞組及散熱使用。變壓器油有循環(huán)冷卻和散熱作用，也有絕緣作用。小容量的變壓器，用平板油箱便足以散熱；中等容量的變壓器，用排管式油箱來(lái)散熱；大容量的變壓器，需要在油箱壁上裝設(shè)專門的散熱器，用于2000KVA以上的變壓器。大型電力變壓器一般采用強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻方式，在變壓器本體外專門裝設(shè)一套由潛油泵、冷卻器等組成的冷卻裝置，使油箱中的油經(jīng)過(guò)潛油泵強(qiáng)迫地在冷卻器中循環(huán)，達(dá)到使油溫降低的效果。這種冷卻方式效果非常好。

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（4）高壓套管和低壓套管高壓套管和低壓套管都是絕緣套管，變壓器繞組的引出線必須穿過(guò)絕緣套管，使引出線之間、引出線與變壓器外殼之間絕緣并固定引出線。電壓越高，對(duì)電氣絕緣的要求就越高。低壓套管一般在瓷套中間穿過(guò)一銅桿，高壓套管在瓷套和導(dǎo)桿之間要加上幾層絕緣套。

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（5）油枕

也稱為儲(chǔ)油罐，當(dāng)變壓器油的體積隨著油的溫度變化膨脹或縮小時(shí)，油枕起著調(diào)節(jié)油量（儲(chǔ)油、補(bǔ)油）的作用，保證變壓器的油箱充滿油，減輕油氧化和受潮程度，增強(qiáng)油的絕緣性能。

圖5-9變壓器的油箱外形圖5-10變壓器的油枕外形點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力變壓器的結(jié)構(gòu)第1節(jié)

電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別2.三相油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)（6）氣體繼電器容量在800kVA及以上的油浸式電力變壓器才安裝氣體繼電器，用于在變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)的瓦斯保護(hù)。（7）吸濕器吸濕器內(nèi)裝干燥劑如硅膠，吸濕器內(nèi)的干燥劑用來(lái)吸收油枕排出或吸入的空氣中的水分，保證變壓器油的良好絕緣性能。為了顯示硅膠的受潮狀態(tài)，一般采用變色硅膠。

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（8）防爆管防爆管又稱安全閥或安全氣道，主要用來(lái)防止油箱發(fā)生爆炸事故。容量在800kVA及以上的油浸式電力變壓器，一般均裝有防爆管。（9）分接開關(guān)分接開關(guān)主要用來(lái)改變變壓器繞組的匝數(shù)，從而調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓。分接開關(guān)的產(chǎn)品外形見圖5-11所示。

圖5-11變壓器某種型號(hào)的分接開關(guān)外形點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力變壓器的結(jié)構(gòu)第1節(jié)

電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別3.三相干式電力變壓器的結(jié)構(gòu)干式變壓器是指鐵心和繞組不浸漬在絕緣油中的變壓器，不是依靠變壓器油進(jìn)行冷卻，而是依靠空氣對(duì)流進(jìn)行冷卻。圖5-12所示為環(huán)氧樹脂澆注絕緣的三相干式變壓器的結(jié)構(gòu)圖，高低壓繞組各自用環(huán)氧樹脂澆注，并同軸套在鐵芯柱上；高低壓繞組間有冷卻氣道，使繞組散熱；三相繞組間的連線也由環(huán)氧樹脂澆注而成，因此其所有帶電部分都不暴露在外。目前我國(guó)生產(chǎn)的干式變壓器有SC系列和SG系列。典型的三相干式電力變壓器產(chǎn)品外形，見圖5-13所示。

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電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別3.三相干式電力變壓器的結(jié)構(gòu)

圖5-12環(huán)氧樹脂澆注絕緣的

三相干式電力變壓器1-高壓出線套管和接線端子；2-吊環(huán)；3-上夾件；4-低壓出線接線端子；5-銘牌；6-環(huán)氧樹脂澆注絕緣繞組；7-上下夾件拉桿；8-警示標(biāo)牌；9-鐵心；10-下夾件；11-小車；12-三相高壓繞組間的連接導(dǎo)體；13-高壓分接頭連接片圖5-13三相干式電力變壓器

產(chǎn)品外形點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力變壓器的結(jié)構(gòu)第1節(jié)

電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別4.電力變壓器的連接組別三相變壓器的連接組別是指變壓器一、二次側(cè)繞組所采用的連接方式類型及相應(yīng)的一、二次側(cè)對(duì)應(yīng)線電壓的相位關(guān)系。高壓繞組分別用符號(hào)Y、D、Z表示；中壓和低壓繞組分別用y、d、z表示；有中性點(diǎn)引出時(shí)分別用YN、ZN和yn、zn表示。變壓器按高壓、中壓和低壓繞組連接的順序組合起來(lái)就是繞組的連接組。加上時(shí)鐘法表示高低壓側(cè)相量關(guān)系就是連接組別。常用的連接組別有Yyn0、Dyn11、Yzn11、Yd11、YNd11等。

（1）配電變壓器的連接組別對(duì)于6～l0kV配電變壓器，二次側(cè)電壓為380/220V，有Yyn0、Dyn11兩種常用的連接組別。

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電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別4.電力變壓器的連接組別

圖（a）一、二次繞組接線（b）一、二次電壓相量（c）時(shí)鐘表示

圖5-14變壓器Yyn0連接組別Yyn0連接組別的示意圖如圖5-14所示。其一次線電壓和對(duì)應(yīng)二次線電壓的相位關(guān)系如同時(shí)鐘在零點(diǎn)（12點(diǎn)）時(shí)分針與時(shí)針的位置一樣，圖中一、二次繞組上標(biāo)有“．”的端子為對(duì)應(yīng)“同名端”，表示線圈的繞制方向。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力變壓器的結(jié)構(gòu)任務(wù)1電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別4.電力變壓器的連接組別變壓器Yyn0連接組別的三相電力變壓器用于三相四線制配電系統(tǒng)中，供電給動(dòng)力和照明的混合負(fù)載。一次繞組采用星形連接，二次繞組為帶中性線的星形連接。在TN和TT系統(tǒng)中由單相不平衡電流引起的中性線電流不超過(guò)二次繞組額定電流的25%，且任一相的電流在滿載都不超過(guò)額定電流時(shí)可選用Yyn0連接組別的變壓器。Dyn11連接組別的示意圖如圖5-15所示。其一次線電壓和對(duì)應(yīng)二次線電壓的相位關(guān)系如同分針與時(shí)針的位置一樣。

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電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別4.電力變壓器的連接組別

（a）一、二次繞組接線（b）一、二次電壓相量（c）時(shí)鐘表示

圖5-15變壓器Dyn11連接組別Dyn11連接組別的一次繞組是三角形連接，有利于抑制高次諧波電流；二次繞組為帶中性線的星形連接，中性線電流允許達(dá)到相電流的75%，因此其承受單相不平衡電流的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Yyn0連接組別的變壓器。對(duì)于現(xiàn)代供電系統(tǒng)中單相負(fù)荷急劇增加的情況，尤其在TN和TT系統(tǒng)中，Dyn11連接的變壓器得到大力的推廣和應(yīng)用。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力變壓器的結(jié)構(gòu)第1節(jié)

電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別4.電力變壓器的連接組別（2）防雷變壓器的連接組別防雷變壓器通常采用Yzn11連接組別，如圖5-16所示。一次繞組采用星形連接，二次繞組分成兩個(gè)匝數(shù)相同的繞組，并采用曲折形(Z形)連接。正常工作時(shí)，一次線電壓，二次線電壓，由圖5-16（b）可以看出，與同相，滯后。在時(shí)鐘上，12個(gè)小時(shí)相當(dāng)于360°，因此，1個(gè)小時(shí)相當(dāng)于30°，因此防雷變壓器的連接組號(hào)為，即連接組別為Yzn11。

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電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別4.電力變壓器的連接組別

（a）一、二次繞組接線

（b）一、二次電壓相量

圖5-16防雷變壓器Yzn11連接組別當(dāng)雷電沿著一次側(cè)侵入時(shí)，二次側(cè)兩個(gè)同匝數(shù)繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相互抵消，所以在二次側(cè)不會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓。同理，如果雷電沿著二次側(cè)侵入，在一次側(cè)也不會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓。因此，Yzn11連接的變壓器有利于防雷，適用于多雷地區(qū)。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力變壓器的結(jié)構(gòu)第1節(jié)

電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別4.電力變壓器的連接組別（3）所有連接

聯(lián)結(jié)組別表明一次、二次各相繞組的聯(lián)結(jié)方式及一、二次電壓相位關(guān)系。三相變壓器三相繞組間有Y連接、△連接等。因聯(lián)結(jié)方式不同，變壓器一次側(cè)相電壓與二次側(cè)對(duì)應(yīng)相的相電壓之間有相位差，均是30°倍數(shù)，用時(shí)鐘的時(shí)鐘點(diǎn)表示。電力變壓器的連接組別見圖5-17。

圖5-17電力變壓器的連接組別點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本干式電力變壓器的特點(diǎn)第1節(jié)

電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別

（1）安全，防火，無(wú)污染，可直接運(yùn)行于負(fù)荷中心；（2）采用先進(jìn)技術(shù)，機(jī)械強(qiáng)度高，抗短路能力強(qiáng)，局部放電小，熱穩(wěn)定性好，可靠性高，使用壽命長(zhǎng)；（3）低損耗，低噪音，節(jié)能效果明顯，免維護(hù)；（4）散熱性能好，過(guò)負(fù)載能力強(qiáng)，強(qiáng)迫風(fēng)冷時(shí)可提高容量運(yùn)行；（5）防潮性能好，適應(yīng)高濕度和其他惡劣環(huán)境中運(yùn)行；（6）干式變壓器可配備完善的溫度檢測(cè)和保護(hù)系統(tǒng)，如采用智能信號(hào)溫控系統(tǒng)，自動(dòng)檢測(cè)和巡回顯示三相繞組的工作溫度，可自動(dòng)啟動(dòng)、停止風(fēng)機(jī)，并有報(bào)警、跳閘等功能設(shè)置；（7）體積小，重量輕，占地空間少，安裝費(fèi)用低。干式電力變壓器的鐵心形式包括：（1）開啟式（2）封閉式（3）澆注式

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電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別

1.根據(jù)使用環(huán)境選擇

（1）在正常介質(zhì)條件下，可選用油浸式變壓器或干式變壓器，如工礦企業(yè)、農(nóng)業(yè)的獨(dú)立或附建變電所、小區(qū)獨(dú)立變電所等?？晒┻x擇S8、S9、S10、SC（B）9、SC（B）10等系列的變壓器。（2）在多層或高層主體建筑內(nèi)，宜選用不燃或難燃型變壓器，如SC（B）9、SC（B）10、SCZ（B）9、SCZ（B）10等。（3）在多塵或有腐蝕性氣體嚴(yán)重影響變壓器安全運(yùn)行的場(chǎng)所，應(yīng)選封閉型或密封型變壓器，如BS9、S9-、S10-、SH12-M等。（4）不帶可燃性油的高、低配電裝置和非油浸的配電變壓器，可設(shè)置在一同房間內(nèi)，此時(shí)變壓器應(yīng)帶IP2X保護(hù)外殼，以策安全。

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電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別

2.根據(jù)用電負(fù)荷選擇（1）配電變壓器的容量，應(yīng)根據(jù)具體的用電特點(diǎn)與用電性質(zhì)，綜合各種用電設(shè)備的設(shè)施容量，計(jì)算計(jì)算負(fù)荷，一般不計(jì)消防負(fù)荷，補(bǔ)償后的視在容量是選擇變壓器容量和臺(tái)數(shù)的依據(jù)。一般變壓器的負(fù)荷率85%左右。此法較簡(jiǎn)便，可作估算容量。（2）標(biāo)準(zhǔn)GB/T17468-1998《電力變壓器選用導(dǎo)則》中，推薦配電變壓器的容量選擇，應(yīng)根據(jù)GB/T17211-1998《干式電力變壓器負(fù)載導(dǎo)則》及計(jì)算負(fù)荷來(lái)確定其容量，上述兩種標(biāo)準(zhǔn)提供了計(jì)算機(jī)程序和正常周期負(fù)載圖來(lái)確定配電變壓器容量。注意，GB/T17468-2008標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)代替了GB/T17468-1998。

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電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別

1.非晶態(tài)合金材料及特性

所謂晶態(tài)材料，指材料內(nèi)部的原子排列遵循一定的規(guī)律；反之，內(nèi)部原子排列處于無(wú)規(guī)則狀態(tài)，則為非晶態(tài)材料,一般的金屬內(nèi)部原子排列有序，屬于晶態(tài)材料。將處于熔融狀態(tài)的高溫液體噴射到高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥上，合金液以每秒百萬(wàn)度的速率冷卻，千分之一秒的時(shí)間內(nèi)將1300℃的合金液降到室溫，形成非晶帶材。非晶態(tài)合金與晶態(tài)合金相比，在物理性能、化學(xué)性能和機(jī)械性能方面有顯著變化。用于民用電力、電子設(shè)備，可大大縮小電源體積，提高效率，增強(qiáng)抗干擾能力。微型鐵芯可大量應(yīng)用于變壓器，非晶條帶用來(lái)制造超級(jí)市場(chǎng)和圖書館防盜系統(tǒng)的傳感器標(biāo)簽。非晶合金神奇的功效，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

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電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別

2.非晶態(tài)合金變壓器非晶合金鐵芯變壓器是用新型導(dǎo)磁材料—非晶合金制作鐵芯而成的變壓器，比硅鋼片作鐵芯變壓器的空載損耗，也就是變壓器次級(jí)開路時(shí)，初級(jí)測(cè)得的功率損耗下降80%左右，空載電流也就是變壓器次級(jí)開路時(shí)，初級(jí)仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流，可以下降約85%，是目前節(jié)能效果較理想的配電變壓器，特別適用于農(nóng)村電網(wǎng)和發(fā)展中地區(qū)等配變利用率較低的地方。非晶合金鐵芯配電變壓器的最大優(yōu)點(diǎn)是，空載損耗值特低，最終能否確保空載損耗值，是整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中所要考慮的核心問(wèn)題。當(dāng)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)布置時(shí)，除要考慮非晶合金鐵芯本身不受外力的作用外，同時(shí)在計(jì)算時(shí)還須精確合理選取非晶合金的特性參數(shù)。

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電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別

3.變壓器非晶合金結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）非晶合金片材料的硬度很高，常規(guī)工具難剪切，設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮減少剪切量；非晶合金單片厚度極薄，材料表面很不平坦，鐵芯填充系數(shù)較低。（2）非晶合金對(duì)機(jī)械應(yīng)力非常敏感，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須避免用以鐵芯作為主承重的結(jié)構(gòu)件；為獲得優(yōu)良的低損耗特性，非晶合金鐵芯片必須退火處理。（3）在電氣性能上，為減少鐵芯片的剪切量，整臺(tái)產(chǎn)品鐵芯由四個(gè)單獨(dú)的鐵心框并列組成，并且每相繞組套在磁路獨(dú)立的兩框上。每個(gè)框內(nèi)的磁通除基波磁通外，還有三次諧波磁通的存在，一個(gè)繞組中的兩個(gè)卷鐵芯框內(nèi)，其三次諧波磁通正好在相位上相反，數(shù)值上相等，因此，每一組繞組內(nèi)的三次諧波磁通向量和為零。如一次側(cè)D接法，有三次諧波電流的回路，當(dāng)在感應(yīng)出的二次側(cè)電壓波形上，就不會(huì)有三次諧波電壓的分量。

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電力變壓器的原理、結(jié)構(gòu)、連接組別

三相非晶合金鐵心配電變壓器與新S9型配電變壓器相比，年節(jié)約電能量相當(dāng)可觀。但是，非晶合金變壓器的制造成本較高，也影響了使用單位的選擇，長(zhǎng)期收益明顯，政府制定相應(yīng)的政策，可以引導(dǎo)用戶選用。非晶合金變壓器產(chǎn)品外形見圖5-18所示。

圖5-18非晶合金變壓器產(chǎn)品外形點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本第2節(jié)

電力變壓器的運(yùn)行與維護(hù)電力變壓器的維護(hù)電力變壓器的運(yùn)行電力變壓器點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力變壓器的運(yùn)行任務(wù)2電力變壓器的運(yùn)行與維護(hù)

1.電力變壓器運(yùn)行前的檢查（1）電力變壓器投入運(yùn)行前，要進(jìn)行全面、嚴(yán)格的常規(guī)外觀檢查，包括銘牌、標(biāo)志、警示符號(hào)、接線樁頭等。（2）檢查試驗(yàn)合格證。如果變壓器的試驗(yàn)合格證簽發(fā)日期超過(guò)3個(gè)月，應(yīng)重新測(cè)試絕緣電阻，阻值應(yīng)大于允許值且不小于原試驗(yàn)值的70%。（3）變壓器本體無(wú)缺陷，瓷瓶無(wú)裂紋和破損；外表清潔，無(wú)遺留雜物；各連接處應(yīng)連接緊固；密封處無(wú)滲漏現(xiàn)象。（4）分接開關(guān)切換在符合電網(wǎng)和用戶要求的位置上，引線適當(dāng)，接頭接觸良好，各種配套設(shè)備齊全。注意，必須在切斷負(fù)載后，才能操作分接開關(guān)。

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電力變壓器的運(yùn)行與維護(hù)

1.電力變壓器運(yùn)行前的檢查（5）變壓器外殼與低壓側(cè)的中性點(diǎn)接地良好；基礎(chǔ)牢固穩(wěn)定，變壓器滾輪與基礎(chǔ)上軌道接觸良好，制動(dòng)可靠。（6）冷卻裝置、溫度計(jì)及其它測(cè)量裝置應(yīng)完整。（7）變壓器的油位應(yīng)在當(dāng)時(shí)溫度的油位線上（見油枕的油位計(jì)），要根據(jù)說(shuō)明書的要求，不宜過(guò)高和過(guò)低。（8）變壓器瓦斯繼電器應(yīng)完好，并檢查其動(dòng)作，符合規(guī)定的要求；防爆管內(nèi)無(wú)存油，玻璃完好。（9）防雷保護(hù)齊全，接地電阻合格。

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電力變壓器的運(yùn)行與維護(hù)2.電力變壓器的運(yùn)行規(guī)則（1）變壓器運(yùn)行允許溫度

變壓器運(yùn)行允許溫度是根據(jù)變壓器所使用絕緣材料的耐熱程度而規(guī)定的最高溫度。普通油浸式電力變壓器的絕緣等級(jí)為A級(jí)。變壓器的耐熱程度用絕緣等級(jí)表示，分A、E、B、F、H級(jí)。絕緣溫度等級(jí)A級(jí)、E級(jí)、B級(jí)、F級(jí)、H級(jí)最高允許溫度為105℃、120℃、130℃、155℃、180℃；繞組溫升限值為60K、75K、80K、100K、125K；

性能參考溫度為80℃、95℃、100℃、120℃、145℃。

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電力變壓器的運(yùn)行與維護(hù)2.電力變壓器的運(yùn)行規(guī)則（2）變壓器運(yùn)行允許溫升

變壓器運(yùn)行允許溫度與周圍空氣最高溫度之差為變壓器運(yùn)行允許溫升。對(duì)于采用A級(jí)絕緣的變壓器，當(dāng)周圍溫度為40℃時(shí)，上層油的允許溫升為55℃，繞組的允許溫升為65℃。（3）變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件

①所有并聯(lián)變壓器的額定一次電壓和二次電壓必須相等。所有并聯(lián)變壓器的電壓比必須相同，允許差值范圍為±5%。②所有并聯(lián)變壓器的阻抗電壓必須相等。由于并聯(lián)變壓器的負(fù)荷按阻抗電壓值成反比分配，如果其中一個(gè)阻抗電壓不同，將會(huì)導(dǎo)致阻抗電壓較小的變壓器過(guò)負(fù)荷，甚至燒毀。③所有并聯(lián)變壓器的連接組別必須相同。一般并聯(lián)運(yùn)行的變壓器最大容量與最小容量之比不超過(guò)3：1。

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電力變壓器的運(yùn)行與維護(hù)2.電力變壓器的運(yùn)行規(guī)則（4）變壓器的過(guò)負(fù)荷能力

1）電力變壓器的額定容量和實(shí)際容量電力變壓器的額定容量是指在規(guī)定的溫度條件下，室外安裝時(shí)，在規(guī)定的使用年限所能連續(xù)輸出的最大視在功率。變壓器的使用年限一般是20年。變壓器正常使用的最高年平均氣溫為+20℃，最高溫度為40℃，最熱月平均溫度為30℃。如果變壓器安裝地點(diǎn)的年平均氣溫，則每升高1℃，變壓器的容量減少1%，因此變壓器的實(shí)際容量為式中Kθ-溫度修正系數(shù)；

SN.T-變壓器的額定容量；

-變壓器安裝地點(diǎn)的年平均氣溫

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電力變壓器的運(yùn)行與維護(hù)2.電力變壓器的運(yùn)行規(guī)則（4）變壓器的過(guò)負(fù)荷能力

一般所說(shuō)的平均氣溫指的是室外溫度，而室內(nèi)溫度一般按高于室外溫度8℃考慮，因此，變壓器的容量還要減少8%。因此室內(nèi)變壓器的實(shí)際容量為

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電力變壓器的運(yùn)行與維護(hù)2.電力變壓器的運(yùn)行規(guī)則（4）變壓器的過(guò)負(fù)荷能力2）變壓器的正常過(guò)負(fù)荷能力變壓器由于晝夜負(fù)荷變化和季節(jié)性負(fù)荷差異而允許的變壓器過(guò)負(fù)荷，稱為正常過(guò)負(fù)荷。這種過(guò)負(fù)荷系數(shù)的總數(shù)，對(duì)室外變壓器不超過(guò)30%，對(duì)室內(nèi)變壓器不超過(guò)20%；變壓器的正常過(guò)負(fù)荷時(shí)間是指在不影響壽命、不損壞變壓器的各部分絕緣的情況下允許過(guò)負(fù)荷的持續(xù)時(shí)間。自然冷卻或風(fēng)冷油浸式電力變壓器的過(guò)負(fù)荷允許時(shí)間如表5-1所示。

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電力變壓器的運(yùn)行與維護(hù)2.電力變壓器的運(yùn)行規(guī)則（4）變壓器的過(guò)負(fù)荷能力

表5-1自然冷卻或風(fēng)冷油浸式電力變壓器的過(guò)負(fù)荷允許時(shí)間點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力變壓器的運(yùn)行第2節(jié)

電力變壓器的運(yùn)行與維護(hù)2.電力變壓器的運(yùn)行規(guī)則（4）變壓器的過(guò)負(fù)荷能力

3）變壓器的事故過(guò)負(fù)荷能力油浸自冷式電力變壓器事故過(guò)負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)間不超過(guò)表5-2所規(guī)定的時(shí)間。

表5-2油浸自冷式電力變壓器事故過(guò)負(fù)荷允許值過(guò)負(fù)荷百分比（%）30456075100200過(guò)負(fù)荷時(shí)間（min）120804520101.5點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力變壓器的運(yùn)行第2節(jié)

電力變壓器的運(yùn)行與維護(hù)

（3）電力變壓器運(yùn)行中的檢查油浸式電力變壓器運(yùn)行時(shí)應(yīng)該檢查如下項(xiàng)目：1）變壓器的上層油溫以及高、低繞組溫度的現(xiàn)場(chǎng)表計(jì)指示與控制盤的表計(jì)或CRT顯示應(yīng)相同，考察各溫度是否正常，是否接近或超過(guò)最高允許限額。2）變壓器油枕上的油位是否正常，各油位表不應(yīng)積污或破損，內(nèi)部無(wú)結(jié)露。3）變壓器油流量表指示是否正常，變壓器油質(zhì)顏色是否劇烈變深，本體各個(gè)部位不應(yīng)有漏油、滲油現(xiàn)象。4）變壓器的電磁噪聲和以往比較應(yīng)無(wú)異常變化。本體及附件不應(yīng)振動(dòng)，各部件溫度正常。5）冷卻系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常；對(duì)于強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷的變壓器，是否有個(gè)別風(fēng)扇停止運(yùn)轉(zhuǎn)；運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)有無(wú)過(guò)熱的現(xiàn)象，有無(wú)異常聲音和異常振動(dòng)；油泵是否運(yùn)行正常。

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電力變壓器的運(yùn)行與維護(hù)

（3）電力變壓器運(yùn)行中的檢查油浸式電力變壓器運(yùn)行時(shí)應(yīng)該檢查如下項(xiàng)目：6）變壓器冷卻器控制裝置內(nèi)各個(gè)開關(guān)是否在運(yùn)行規(guī)定的位置上。7）變壓器外殼接地，鐵芯接地及各點(diǎn)接地裝置應(yīng)當(dāng)完好。8）變壓器箱蓋上的絕緣件，例如套管、瓷瓶等，不能有破損、裂紋及放電的痕跡等不正?，F(xiàn)象。充油套管的油位指示應(yīng)當(dāng)正常。9）變壓器一次回路各接頭接觸良好，不能有發(fā)熱現(xiàn)象。10）氫氣監(jiān)測(cè)裝置指示應(yīng)當(dāng)無(wú)異常。11）變壓器消防水回路完好，壓力正常。12）吸濕器的干燥劑不能失效，必須定期檢查，進(jìn)行更換和干燥處理。

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電力變壓器的運(yùn)行與維護(hù)1.電力變壓器的日常維護(hù)規(guī)則（1）設(shè)備維護(hù)人員須按規(guī)定路線及點(diǎn)檢部位每天巡檢一次，認(rèn)真檢查變壓器各部位溫度，顏色和聲音，如發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。①檢查溫控器顯示器是否完好，并且顯示正常。②檢查變壓器外部及電纜、母線連接處應(yīng)當(dāng)清潔，沒有放電、灼痕，接頭無(wú)打火、燒傷過(guò)熱或脫焊現(xiàn)象。③變壓器的聲音無(wú)異常情況。正常運(yùn)行中的變壓器，應(yīng)發(fā)出連續(xù)而均勻的“嗡嗡”電磁聲。若發(fā)現(xiàn)響聲異常，應(yīng)判定部位，進(jìn)一步檢查原因。④接地標(biāo)志清晰，工作接地和保護(hù)接地良好、可靠。

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電力變壓器的運(yùn)行與維護(hù)1.電力變壓器的日常維護(hù)規(guī)則

⑤檢查變壓器吸濕器內(nèi)的干燥劑沒有達(dá)到吸潮至飽和狀態(tài)，若至飽和狀態(tài)應(yīng)及時(shí)更換。⑥周圍應(yīng)當(dāng)無(wú)危及變壓器安全運(yùn)行的雜物、漏雨等異?，F(xiàn)象。對(duì)于安裝在室外的變壓器如遇有大風(fēng)、大雪、大霧和雷雨及氣溫突然變化等天氣，應(yīng)對(duì)變壓器進(jìn)行特殊監(jiān)測(cè)和檢查。（2）大修后投入的變壓器每小時(shí)檢查一次，需持續(xù)三天。（3）變壓器應(yīng)在銘牌規(guī)定電壓、電流范圍內(nèi)運(yùn)行。（4）要按規(guī)定，對(duì)變壓器定期清掃積灰，保持清潔。

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電力變壓器的運(yùn)行與維護(hù)2.變壓器的常見故障分析（1）變壓器故障的分析方法1）直觀法2）試驗(yàn)法

測(cè)絕緣電阻

測(cè)繞組的直流電阻（2）變壓器的常見故障分析變壓器常見的故障現(xiàn)象、產(chǎn)生原因和處理方法見表5-3所示。

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電力變壓器的運(yùn)行與維護(hù)2.變壓器的常見故障分析

表5-3變壓器常見故障現(xiàn)象、產(chǎn)生原因和處理方法故障現(xiàn)象可能的原因檢查處理方法鐵心片局部短路或熔毀1.鐵心片間絕緣嚴(yán)重?fù)p壞2.鐵心或鐵軛螺栓絕緣損壞3.接地方法不當(dāng)1.用直流伏安法測(cè)片間絕緣電阻，找出故障點(diǎn)并修理2.調(diào)整損壞的絕緣膠紙管3.改正接地錯(cuò)誤運(yùn)行中有異常響聲1.鐵心片間絕緣損壞2.鐵心的緊固件松動(dòng)3.外加電壓過(guò)高4.過(guò)載運(yùn)行1.吊出鐵心檢查片間絕緣電阻，進(jìn)行