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1、2008.05,1,高压电气设备预防性试验(变压器),第三章变压器,一、变压器的分类和主要型式 二、变压器的主要参数及特性 三、变压器的主要结构 四、变压器的故障及诊断 五、变压器的绝缘试验,2008.05,2,变压器的分类和主要型式,一、变压器的分类 变压器按用途一般分为电力变压器和特殊变压器两大类。电力变压器指的是电力系统一次回路中输、配、供电用的变压器，特殊变压器指的是特殊电源、控制系统、电信装置中用的用途特殊、性能特殊、结构特殊的变压器。 1.2电力变压器的分类 按作用分，有升压变压器、降压变压器、联络变压器和配电变压器等。 按结构分，有双绕组变压器、三绕组变压器(S)、多绕组变压器、
2、自耦变压器(O)。 按相数分，有单相变压器和三相变压器(S)。,2008.05,3,按冷却方式分，有油浸自冷变压器(J)、干式空气自冷变压器(G)、干式浇注绝缘变压器(C)、油浸风冷变压器(F)、油浸水冷变压器(S)、強迫油循环风冷变压器(FP)、 強迫油循环水冷变压器(SP)。 按绕组使用材料分，有铜线变压器、铝线变压器(L)。 按调压方式分，有无载调压变压器、有载调压变压器(Z)。 1.2特殊用途变压器的分类 按用途分类主要有：整流变压器、电炉变压器、电焊变压器、矿用变压器、船用变压器、中频变压器、互感器、试验变压器和调压变压器等。,变压器的分类和主要型式,2008.05,4,变压器的主要
3、参数及特性,二、变压器的主要参数及特性 1型号；2额定容量；3额定电压、额定电压比；4额定频率；5阻抗电压；6极性和绕组联结组标号；7空载电流I0、空载损耗P0(铁损) ；8负载损耗Pd (铜损) ；9分接范围；10 冷却方式；11 温升；12 过负荷能力。,2008.05,5,2.1型号 型号是变压器基本情况的符号说明，由字母和数字组合而成，用以代表该台变压器的产品分类、结构特征、用途和各种数据等。图32是电力变压器产品型号的表示方法。 例如： SFP6300/35 表示三相强迫油循环风冷铜线绕组， S9315/10 表示三相油浸自冷式铜绕组，额定容量为315kVA，高压绕组额定电压为10k
4、V电力变压器。设计序号9为低损耗型。,变压器的主要参数及特性,2008.05,6,变压器的主要参数及特性,2.2额定电压、额定电压比 变压器的作用就是改变电压，因此额定电压是一个重要数据。变压器的额定电压一定要和所连接的输变电线路电压相符合，我国输变电线路电压等级(kV)为： 0.38、 3、 6、 10、 35、 63、 110、 220、 330、 500、750,2008.05,7,变压器的主要参数及特性,2.5阻抗电压 阻抗电压以百分数表示。是指当变压器一、二次的电流均为额定电流时，两侧绕组漏阻抗产生的电压降占额定电压的百分数。 阻抗电压(百分数)也叫短路电压(百分数)，测试时将变压器
5、的二次绕组短路，缓慢升高一次侧电压，当一次侧的电流达到额定值时，此时在一次侧所施加的电压UK叫短路电压。在变压器铭牌上通常用UK对一次侧额定电压UN比值的百分数来表示，即为短路电压百分数：,2008.05,8,变压器的主要参数及特性,2.6极性和绕组联结组标号 变压器绕组极性主要决定于绕组的端头标志和绕向，同极性端可能在一、二次绕组的相对应端，也可能不在相对应端，一、二次绕组的绕向也可能相同或不同。改变绕向或端头标志，极性都会改变。极性是变压器并联和三相变压器绕组连接的主要条件之一。 变压器同一侧的绕组是按一定方式连接的。单相变压器，因每侧只有一个绕组，不存在绕组之间连接的问题，用符号I表示；
6、三相变压器每侧都有三个绕组，一般有星形(用Y表示)和三角形(用D表示)两种连接方式，两侧三相绕组采用不同的连接方式，将使两侧对应线电压具有不同的相位关系。表明两侧绕组连接方式及对应线电压相位关系的标志，就是变压器的接线组别。连接组号采用“时钟”表示法，即以变压器高压侧的线电压相量作为时钟的长针(分针)，并将它固定在钟面的“12”上，以低压侧对应的线电压相量作为时钟的短针(时针)，它所指示的时数即为变压器绕组的接线组别。,2008.05,9,变压器的主要参数及特性,2008.05,10,变压器的主要参数及特性,2008.05,11,变压器的主要结构,三、变压器的主要结构 1油箱和冷却装置 2器身
7、(1、铁芯；2、绕组；3、绝缘结构。) 3保护装置 4调压装置 5出线装置,2008.05,12,变压器的主要结构,2.1铁芯 铁芯是变压器的主要部件之一，用以构成变压器的主磁路。变压器的铁芯结构基本型式有两种，一种叫芯式铁芯(内铁式铁芯)，另一种叫壳式铁芯(外铁式铁芯)，如图4 所示。 变压器铁芯由冷轧硅钢片组成，为了降低铁芯中的发热损耗(磁滞损耗和涡流损耗)叠装铁芯用的冷轧硅钢片厚度为0.350.5mm，硅钢片的表面涂覆一层绝缘，而且采用斜接鏠交叠方式叠装，斜接鏠可降低铁芯到铁轭拐弯处的附加损耗。铁芯叠装的紧固，一般铁芯柱用环氧无纬玻璃丝带将硅钢片绑扎紧固；铁轭部是通过轭樑用夹紧螺栓将硅钢
8、片夹紧，夹紧螺栓与钢片间必须可靠地绝缘。 变压器在运行中，铁芯以及固定铁芯的金属结构、零件、部件等均处在强电场中，在电场的作用下，它具有较高的对地电位。因此，必须将铁芯以及固定铁芯的金属结构、零件、部件，可靠接地，使它们与油箱同处于地电位。,2008.05,13,变压器的主要结构,2008.05,14,变压器的主要结构,3.2.2 绕组 绕组也是变压器的主要部件之一，用以构成变压器的电路。电力变压器铁芯只采用芯式结构，所以它的绕组通常采用同心绕组。绕组都是以同一圆心的圆筒形线圈套在铁芯柱外面。在一般的情况下总是将低压绕组放在时面靠近铁芯处，将高压绕组放在外面。高压绕组与低压绕组之间，以及低压绕
9、组与铁芯之间都必须留有一定的绝缘间隙和散热通道(油道)，并用绝缘筒隔开。绝缘距离的大小，决定于绕组的电压等级和散热通道所需的间隙。 同心绕组按其结构可分为：圆筒式、分段式、连续式、双饼式、纠结式、螺旋式、铝箔筒式。 为了使绕组有效地散热，绕组设有散热油道。散热油道可分为无导向油道和有导向油道，无导向油道有垂直油道、垂直兼有水平油道两种。,2008.05,15,变压器的主要结构,3.2.3绝缘结构 油浸式变压器的绝缘分为外绝缘和内绝缘。外绝缘就是油箱外部的套管和空气的绝缘。变压器的内绝缘是指油箱内各不同电位部件之间的绝缘。分为主绝缘和纵向绝缘两大部分。主绝缘是指绕组对地之间绝缘、不同相之间的绝缘
10、和同一相而不同电压等级之间的绝缘；纵向绝缘是指同一电压等级的一个绕组，其不同部位之间，例如，层间、匝间、绕组对静电屏之间的绝缘。图5、6所示为变压器绝缘结构的示意。 变压器内部绝缘的主要材料有变压器油、绝缘纸板、电缆纸、皱纹纸等。,2008.05,16,变压器的主要结构,2008.05,17,变压器的主要结构,3.3保护装置 油枕(储油柜) 、防爆管 、温度计 、气体继电器 、吸湿器、净油器 气体继电器：气体继电器(俗称瓦斯继电器)，装在油箱和油枕的连管中间，如图7所示。当变压器油面降低或气体分解时，轻瓦斯动作，发出信号。当变压器内部发生严重故障时，重瓦斯保护动作接通断路器的跳闸回路，切断电源
11、。另外，利用气体继电器还可以观察故障时分解出的气体颜色及数量，以分析判断变压器内部故障的情况。,2008.05,18,变压器的主要结构,瓦斯保护的主要元件是瓦斯继电器，它装在变压器油箱与油枕之间的連接管上,为了使气体能顺利通过瓦斯继电器，变压器顶盖沿瓦斯继电器的方向与水平面之间具有11.5%的升高坡度，油枕侧高，通往瓦斯继电器的連接管也具有24%的升高坡度。 挡板式气体继电器的整定要求：改变重锤位置，可调节轻瓦斯动作气体容量，整定值为250300cm；转动调节杆改变弹簧长度可以调整重瓦斯动作的油流速度，整定值自冷式变压器为0.81.0m/s、强油循环变压器为1.01.2m/s、120MVA以上
12、变压器为1.21.3m/s。,2008.05,19,变压器的主要结构,2008.05,20,变压器的故障及诊断,变压器的故障及诊断 变压器故障的分类 常见变压器故障 变压器故障的检测 变压器内部故障的诊断,2008.05,21,变压器的故障及诊断,变压器故障的分类 电力变压器的故障常分为内部故障和外部故障两种。内部故障为变压器油箱内发生的各种故障，其主要类型有：各绕组之间发生的相间短路、绕组的线匝之间发生的匝间短路、绕组或引出线通过外壳发生的接地故障等。 变压器的内部故障从性质上又分为热故障和电故障两大类。 热故障：分为 电故障：分为 1.轻度过热（一般低于是150） 1.局部放电 2.低温过
13、热（150300） 2.火花放电 3.中温过热（300700） 3.高能电弧放电 4.高温过热（一般高于700）,2008.05,22,变压器的故障及诊断,下表所列根据变压器故障部位分类，仅是作一种一般性的指南，便于进一步的检查、试验和分析。,2008.05,23,变压器的故障及诊断,常见变压器故障 普遍和常用的变压器故障统计划分为： 短路故障、放电故障、绝缘故障、铁心故障、 分接开关故障、渗漏油气故障、油流带电故障、 保护误动作故障。,2008.05,24,变压器的故障及诊断,变压器故障的检测 1 变压器故障的油中气体色谱分析检测。 在变压器故障诊断中，单靠电气试验方法往往很难发现某些局部故
14、障和发热缺陷，而通过变压器油中气体的色谱分析这种化学方法，根据这些气体的含量、特征、成分比值(如正比值)和产气速率等方法判断变压器内部故障。对发现变压器内部的某些潜伏性故障及其发展程度的早期诊断非常灵敏而有效。 2 绕组直流电阻测量。 在变压器的所有试验项目中是一项较为方便而有效的考核绕组纵绝缘和电流回路连接状况的试验，它能夠反映绕组匝间短路、绕组断股、分接开关接触状态以及导线电阻的差异和接头接触不良等缺陷故障，也是判断各相绕组直流电阻是否平衡、调压开关档位是否正确的有效手段。是无励磁分接开关调挡和变压器出口短路后必试项目。,2008.05,25,变压器的故障及诊断,3 绝缘电阻及吸收比、极化
15、指数测量。 主要诊断变压器由于机械、电场、温度、化学等作用及潮湿污秽等影响程度，能灵敏反映变压器绝缘整体受潮、整体劣化和绝缘贯穿性缺陷，是变压器能否投运的主要参考判据之一。 4 泄漏电流测量。 测量泄漏电流比测量绝缘电阻具有更高的灵敏度。测量泄漏电流能有效地发现用其它试验项目所不能发现的变压器局部缺陷。,2008.05,26,变压器的故障及诊断,5 交流耐压试验。 交流耐压试验是鉴定绝缘强度最有效的方法，特别对考核主绝缘的局部缺陷，如绕组主绝缘受潮、开裂、绕组松动、绝缘表面污染等，具有决定性作用。 6 绝缘介质损耗tg测量。 由于变压器的tg与使用的变压器油的品质、固体绝缘材料的种类和性能以及
16、制造工艺有关，所以不能用一种简单的关系来代表所有的情况，应结合其它测试手段，加强综合分析与判断。 变压器的tg虽能用来判断绝缘的整体特性，但对判断绝缘的局部缺陷不太灵敏，所以此项试验还有一定的局限性。,2008.05,27,变压器的故障及诊断,7 油质检测。 变压器油品质是变压器正常运行的重要条件，因此根据不同的要求，需对变压器油进行油品质的不同目的的检测和分析判断。 8 局部放电测量。局部放电试验是检查变压器结构是否合理、工艺水平好坏以及变压器内部是否存在局部放电现象的重要试验手段，是保证变压器安全运行的重要指标。它作为一种考核变压器能否在工作电压下长期运行的重要试验放法。 9 绝缘老化的检测。 变压器固体绝缘由于纤维素老化后生成CO和CO2以及糠醛，因此可借助测量CO、CO2以及糠醛的含量和绝缘纸(板)聚合度来诊断变压器绝缘老化的缺陷，通过产气速率等模式，判断绝缘老化的程度。,2008.05,28,变压器的故障及诊断,变压器内部故障的诊断 对于大中型变压器发现故障迹象后，应做如下针对性
