变压器油的基本知识和变压器的一些疑难解答

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1、变压器油大多采用矿物绝缘油，是石油的一种分镏产物，其主要成分是烷烃，环烷族饱和烃，芳香族不饱和烃等化合物。良好的变压器油应该是清洁而透明的液体，不得有沉淀物、机械杂质悬浮物及棉絮状物质。如果其受污染和氧化，并产生树脂和沉淀物，变压器油油质就会劣化，颜色会逐渐变为浅红色，直至变为深褐色的液体。当变压器有故障时，也会使油的颜色发生改变一般情况下，变压器油呈浅褐色时就不宜再用了。另外，变压器油可表现为浑浊乳状、油色发黑、发暗。变压器油浑浊乳状，表明油中含有水分。油色发暗，表明变压器油绝缘老化。油色发黑，甚至有焦臭味，表明变压器内部有故障。变压器油有以下几种主要作用：（1）绝缘作用：变压器油具有比空气

2、高得多的绝缘强度。绝缘材料浸在油中，不仅可提高绝缘强度，而且还可免受潮气的侵蚀。（2）散热作用：变压器油的比热大，常用作冷却剂。变压器运行时产生的热量使靠近铁芯和绕组的油受热膨胀上升，通过油的上下对流，热量通过散热器散出，保证变压器正常运行。（3）消弧作用：在油断路器和变压器的有载调压开关上，触头切换时会产生电弧。由于变压器油导热性能好，且在电弧的高温作用下能分触了大量气体，产生较大压力，从而提高了介质的灭弧性能，使电弧很快熄灭。对变压器油的性能通常有以下要求：（1） 密度尽量小，以便于油中水分和杂质沉淀。（2） 粘度要适中，太大会影响对流散热，太小又会降低闪点。（3） 闪点应尽量高，一般不应

3、低于 135。（4） 凝固点应尽量低。（5） 酸、碱、硫、灰分等杂质含量越低越好，以尽量避免它们对绝缘材料、导线、油箱等的腐蚀。（6） 氧化程度不能太高。氧化程度通常用酸价表示，它指吸收 1 克油中的游离酸所需的氢氧化钾量（毫克）。（7） 安定度不应太低，安定度通常用酸价试验的沉淀物表示，它代表油抗老化的能力过滤的目的是除去油中的水分和杂质，提高油的耐电强度，保护油中的纸绝缘，也可以在一定程度上提高油的物理、化学性能。变压器油：是石油的一种分镏产物，它的主要成分是烷烃，环烷族饱和烃，芳香族不饱和烃等化合物。变压器油是变压器的重要组成部分，所以变压器油的质量和多少都会对变压器的运行造成直接的影响

4、。变压器油的成份是很复杂的，主要是由环烷烃、烷烃和芳香烃构成，变压器油它的相对介电常数 在 2.2-2.4 之间，纯净的变压器油的耐电强度是很高的，可达 4000kV/cm 以上，但是工程上用的净化的变压器油，只能达到 5060kV25mm，这主要是因为在制造和运行过程中不可避免地会有杂质、水分、气泡等混入，而且在运行中受电场和热的影响，油会分解出气体和聚合物。在高电场中，这些分解出来的气体，以及油中的水分和纤维等杂质，在电场作用下，顺着电场方向，排列成“小桥”，成为泄漏的通道，情况严重时，导致“小桥”击穿，使油的耐压强度降低。因此，变压器内部绝缘的结构，要考虑上述因素，采取必要措施，防止形成

5、“小桥”。变压器油是一种电介质，即能够耐受电应力的绝缘体。当对介质油施加交流电压时，所通过的电流与其两端的电压相位差并不是 90 度角，而是比 90 度角要小一个 角的，此 角称为油的介质损耗角。变压器油的介质损耗因数用介质损耗角 正切值（tg）来表示。 进一步的解释见下图： 其中： Ig:充电电流，取决于电容，是无功电流，不造成任何损耗； Ir：传导电流，为有耗电流，它造成所谓离子传导损耗，这种电流在直流电压和交流电压时都是一样的； Ij：吸收电流，仅发生于施加交流电压时，它是由极化和偶极的转换所引起的，此种电流造成所谓偶极损耗。 介质损耗因数是评定变压器油电气性能一项重要指标，特别是油品劣

6、化或被污染对介质损耗因数影响更为明显。在新油中极性物质较少，所以介质损耗因数一般较小，如国家标准 GB 2536-90 要求企业在变压器油出厂时控制介质损耗数不大于 0.005 ( 90)。使用一段时间后油的介质损耗因数过大就要采取处理措施，如采用真空过滤或用硅胶吸附处理等措施去除混入油中水分、微生物、氧化产物、外界颗粒物以及溶入油里的固体绝缘材料中的极性物质等。 变压器油的主要作用： （1）绝缘作用：变压器油具有比空气高得多的绝缘强度。绝缘材料浸在油中，不仅可提高绝缘强度，而且还可免受潮气的侵蚀。 （2）散热作用：变压器油的比热大，常用作冷却剂。变压器运行时产生的热量使靠近铁芯和绕组的油受热

7、膨胀上升，通过油的上下对流，热量通过散热器散出，保证变压器正常运行。 （3）消弧作用：在油断路器和变压器的有载调压开关上，触头切换时会产生电弧。由于变压器油导热性能好，且在电弧的高温作用下能分触了大量气体，产生较大压力，从而提高了介质的灭弧性能，使电弧很快熄灭。变压器油的性能要求： （1） 密度尽量小，以便于油中水分和杂质沉淀。 （2） 粘度要适中，太大会影响对流散热，太小又会降低闪点。 （3） 闪点应尽量高，一般不应低于 135。 （4） 凝固点应尽量低。 （5） 酸、碱、硫、灰分等杂质含量越低越好，以尽量避免它们对绝缘材料、导线、油箱等的腐蚀。 （6） 氧化程度不能太高。氧化程度通常用酸价

8、表示，它指吸收 1 克油中的游离酸所需的氢氧化钾量（毫克）。 （7） 安定度不应太低，安定度通常用酸价试验的沉淀物表示，它代表油抗老化的能力。为什么高压变压器要用到油？电力变压器里面的油是特制的“变压器油”，其作用是增强绝缘和冷却。 变压器产生的热量由油的热循环带到外面的散热管（片）散到外面，大型的变压器还有风扇为油降温。 现在变压器的制作技术和新型绝缘材料的使用，一些中小型的电力变压器也可以作成不用油的干式变压器了。运行中的变压器油时间长了为什么会老化变质？ 运行中的变压器油经常处于高温（85左右）下，与大气接触就会发生氧化。而油中存在的某些物质（如铜等）又会加速这种氧化过程。油氧化时，不断

9、分解出酸、灰分等杂质，从而使油的性能劣化。当油中杂质达到一定浓度时，会生成油泥沉降，油泥聚积在绕组、铁芯和散热管上，影响变压器散热。此外，变压器油还会从大气中吸收潮气。在上述各种因素的作用下，变压器油的质量会逐渐变坏（即老化），其绝缘强度逐渐降低，使变压器油老化变质。变压器出现假油位，可能是哪些原因引起的？变压器出现假油位可能是由以下原因引起的：（1）油标管堵塞。（2）呼吸器堵塞。（3）安全气道通气孔堵塞。（4）薄膜保护式油枕在加油时未将空气排尽。热老化在所有变压器油中都存在，油箱中既有原来残留的氧，而纤维分解时也会产生氧。运行温度较高时，变压器油的氧化过程就进行得比较快，使得粘度增高、颜色变

10、深、泊泥增多、tg 值增大、击穿电压下降等。另外，还存在着电老化的问题，随着加压时间的延长，油间隙的击穿电压下降。油浸电力变压器中，高场强处产生局部放电，促使油分子进一步互相缩合成更高分子量的腊状物质，同时逸出低分子的气体。腊状物质积聚于高场强区附近的绕组绝缘上，堵塞油道、影响散热、产生的气体增多，放电更易发展。因此在运行中需经常对油进行检查、试验，并及时进行处理(滤油等)。现在不少大型变压器采用充氮保护或隔膜保护措施。隔膜保护是用一略小于储油柜的耐油橡胶胶囊填充于储油柜的油面上，胶囊与大气相通，因而隔绝了变压器油与大气的接触。这样就保证了油性能的稳定。变压器基本知识1. 什么是变压器？答：电

11、力变压器是用来改变交流电压大小的电气设备。它是根据电磁感应的原理，以相同的频率，在两个或更多的绕组之间，变换交流电压和电流而传输电能的静止电气设备。2. 变压器可分为哪几种？答：按用途可分为：电力变压器、特种变压器。电力变压器的分类：（1） 按变压器的容量分：中小型变压器、大型变压器、特大型变压器；（2） 按绕组数量分：双绕组变压器、三绕组变压器；（3） 按高低压线圈有无电的联系分：普通变压器、自耦变压器；（4） 按变压器的调压方式分：无励磁调压、有载调压；（5） 按相数分：单相变压器、三相变压器；（6） 按冷却介质分：油浸式变压器、干式变压器；（7） 按铁心结构分：心式变压器、壳式变压器。3

12、. 变压器产品型号及字母表示什么含义？答：产品型号采用汉语拼音大写字母或其它合适字母来表示产品的主要特征，用阿拉伯数字表示产品性能水平代号或设计序号和规格代号。例：S G Z B 10 / 高压绕组电压等级（kV）额定容量（kVA）性能水平代号箔绕调压方式（只标有载）干式、空气自冷相数（三相）4. 性能水平代号有什么意义？答：性能水平代号数越大，损耗越小，水平越高。9 型是指空载损耗是国家标准的 90%，负载损耗是国家标准的 90%；10 型是指空载损耗是国家标准的80%，负载损耗是国家标准的 85%。5. 变压器并联运行的目的是什么？答：将两台或多台变压器的一次侧以及二次侧同极性的端子之间，

13、通过同一母线分别互相连结，这种运行方式叫变压器的并联运行。目的：（1）增加容量；（2）提高变压器运行的经济性；（3）提高供电可靠性。6. 变压器并联运行应满足什么条件？答：（1）变压器的联结组别相同；（2）变压器的变比相同，原付边额定电压分别相等；（3）变压器的短路阻抗相近；（4）并联运行的变压器容量比一般不宜超过 3：1。在实际运行条件下， （2） 、 （3）是允许有些偏差的。7. 什么是变压器的额定电压？什么叫额定电压比？答：绕组的额定电压（Ur）是在处于主分接的带分接绕组的端子间或不带分接的绕组端子间，指定施加的电压或空载时感应出的电压（对于三绕组，是指线路端子间的电压） 。变压器的额定

14、电压与所连接的输变电线路相符合。额定电压是指线电压，且均以有效值表示。额定电压比是指一个绕组的额定电压与另一个具有较低或相等额定电压的绕组的额定电压之比，所以额定电压比 K1。8. 什么是变压器的额定频率？答：变压器额定频率是变压器设计所依据的运行频率。我国为 50Hz。即每秒内交流电交变的周期数，用符号 f 表示，其单位名称为赫兹。单位符号 Hz，周期和频率互为倒数关系，即 T=1/f，f=1/T 。T交流电每交变一次（或一周）所需的时间叫周期，单位名称为秒。9. 什么叫变压器的额定容量？答：额定容量（Sr）是某一个绕组的视在功率的指定值，和该绕组的额定电压一起决定其额定电流。变压器的主要作

15、用是传输电能，因此额定容量是它的主要数据，它是表现容量的惯用值，表征传输电能的大小。它用 kVA或 MVA 表示。以它作为制造厂设计的保证和试验基础。并且对变压器施加额定电压时，根据它来确定在标准的规定条件下不超过温升限值的额定电流。10. 什么是变压器的额定电流？答：变压器的额定电流是指由变压器的额定容量（Sr）和额定电压（Ur）推导出的流经绕组线路端子的电流。11. 什么是变压器的空载电流？答：当额定频率下的额定电压（分接电压） ，施加到一个绕组的端子，其它绕组开路时，流经该绕组线路端子的电流的方均根值。其较小的有功分量用以补偿铁心的损耗，其较大的有功分量用以励磁，以平衡铁心的磁压降。空载

16、电流 Io 通常以额定电流的百分数表示。变压器额定容量越大，Io 越小。12. 什么是变压器的负载损耗？答：在一对绕组中，当额定电流（分接电流）流经一个绕组的线路端子，且另一绕组短路时，在额定频率及参考温度下（F 级 120，H 级 145）所吸取的有功功率，此时，其它绕组（如果有）应开路。负载损耗也称短路损耗，它与负载电流的平方成正比，是线圈发热的热源。单位是瓦，符号用W 表示。13、什么是变压器的阻抗电压？答：双绕组变压器当二次绕组短路，一次绕组流通额定电流而施加的电压称阻抗电压。符号为 Uk，通常阻抗电压以额定电压的百分数表示，即Uk%=（Uk/Uh）100%。阻抗电压大小与变压器的成本和性能、系统稳定性和供电质量有关。14、什么是电流的热效应，如何确定电流在电阻中产生的热量？答：电流流过电阻时，电阻就会发热，将电能转换为热能，这种现象叫做电流的热效应。