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1、第三章电力变压器 .概述 . 电力变压器的分类及特点 . 电力变压器的结构 .三相电力变压器的联结组别 . 三相电力变压器的铭牌及主要技术数据 . 电力变压器的并列运行条件 . 电力变压器的型号和额定参数 . 变压器的工作原理 .变压器的运行和故障分析 .变压器的安装. 概述 电力变压器（文字符号为T或TM），根据国 际电工委员会（IEC）的界定，凡是三相变 压器额定容量在5kVA及以上，单相的在 1kVA及以上的输变电用变压器，均称为电 力变压器。它是供配电系统中最关键的一 次设备，主要用于公用电网和工业电网中 ，将某一给定电压值的电能转变为所要求 的另一电压值的电能，以利于电能的合理 输送
2、、分配和使用。6.按电压调节方式分，有无载调压变压器和有载调压变压器。其中，无载调压变 压器一般用于对电压水平要求不高的场所，特别是10kV及以下的配电变压器；在10kV 以上的电力系统和对电压水平要求较高的场所主要采用有载调压变压器。7.按安装地点分，有户内式和户外式。8.按冷却方式和绕组绝缘分，有油浸式、干式和充气式（SF6）等，其中油浸式变 压器又有油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却方式等，而干式变 压器又有浇注式、开启式、封闭式等。 油浸式变压器具有较好的绝缘和散热性能，且价格较低，便于检修，因此被广泛地采 用，但由于油的可燃性，不便用于易燃易爆和安全要求较高的场合。干
3、式变压器结构简单，体积小，重量轻，且防火、防尘、防潮，虽然价格较同容 量的油浸式变压器贵，在安全防火要求较高的场所，尤其是大型建筑物内的变电所、 地下变电所和矿井内变电所被广泛使用。 充气式变压器是利用充填的气体进行绝缘和散热，具有优良的电气性能，主要用于安 全防火要求较高的场所，并常与其他充气电器配合，组成成套装置。普通的中小容量的变压器采用自冷式结构，即变压器产生的损耗热经自然通风和辐 射逸散；大容量的油浸式变压器采用水冷式和强迫油循环冷却方式；风冷式是利用通 风机来加强变压器的散热冷却，一般用于大容量变压器（2000kVA及以上）和散热条 件较差的场所。9.按用途分，有普通变压器、防雷变
4、压器等。610kV/0.4kV的变压器常叫做配电 变压器，安装在总降压变电所的变压器通常称为主变压器。. 电力变压器的结构 1.变压器的基本结构 电力变压器是利用电磁感应原理进行的，其基本的结构 组成是 电路和磁路两部分。变压器的电路部分就是它的绕组，对 于降压 变压器，与系统电路和电源连接的称为一次绕组，与负载 连接的 为二次绕组；变压器的铁心构成了它的磁路，铁心由铁轭 和铁心 柱组成，绕组套在铁心柱上；为了减少变压器的涡流和磁 滞损 耗，采用表面涂有绝缘漆膜的硅钢片交错叠成铁心。 2.常用三相油浸式电力变压器 如图3-1所示。 图- 三相油 浸式电力变压器 的结构 1信号温度计 2铭牌 3
5、 吸湿器 4油枕(储油柜) 5油位指示器 6防爆管 7气体继电器 8高压套管 9低压套管 10分接开关 11油箱及散热油管 12 铁心 13绕组及绝缘 14 放油阀 15小车 16接地 端子 （1） 油箱 油箱由箱体、箱盖、散热装置、放油阀组成，其主要作 用是把变压器连成一个整体及进行散热。内部是绕组、铁心和变压器 的油。变压器油既有循环冷却和散热作用，又有绝缘作用。绕组与箱体(箱壁、箱底)有一定的距离，由油箱内的油绝缘。油箱一般有四种 结构：散热管油箱，散热管的管内两端与箱体内相通，油受热后，经 散热管上端口流人管体，冷却后经下端口又流回箱内，形成循环，用于1600kVA及以下的变压器。带有
6、散热器的油箱，用于2000kVA以上的变压器。平顶油箱。波纹油箱（瓦楞型油箱）。（2）高低压套管 套管为瓷质绝缘管，内有导体，用于变压器一、 二次绕组接入和引出端的固定和绝缘。 （3）气体继电器 容量在800kVA及以上的油浸式变压器（户内式的 变压器容量在400kVA及以上）才安装，用于在变压器油箱内部发生故 障时进行气体继电保护。（4）储油柜 又叫油枕，内储有一定的油，它的作用一是补充变压 器因油箱渗油和油温变化造成的油量下降，二是当变压器油发生热胀 冷缩时保持与周围大气压力的平衡。其附件吸湿器与油枕内油面上方 空间相连通，能够吸收进入变压器的空气中的水分，以保证油的绝缘 强度。 （5）防
7、爆管 其作用是防止油箱发生爆炸事故。当油箱内 部发生严重的短路故障，变压器油箱内的油急剧分解成大 量的瓦斯气体，使油箱内部压力剧增，这时，防爆管的出 口处玻璃会自行破裂，释放压力，并使油流向一定方向喷 出。（6） 分接开关 用于改变变压器的绕组匝数以调节变压 器的输出电压。3.环氧树脂浇注的三相干式变压器图3-2为环氧树脂浇注绝缘的三相干式电力变压器的 结构图。环氧树脂浇注绝缘的干式变压器又称树脂绝缘干式变 压器，它的高低压绕组各自用环氧树脂浇注，并同轴套在 铁心柱上；高低压绕组间有冷却气道，使绕组散热；三相 绕组间的连线也由环氧树脂浇注而成，因此其所有带电部分都不暴露在外。其容量从30kVA
8、到几千kVA，最高可达上 万kVA，高压侧电压有6、10、35kV，低压侧电压为 230/400V。目前我国生产的干式变压器有SC系列和SG系列 等。 图- 环氧树脂浇注绝 缘的三相干式电力变压器1高压出线套管和结线端 子 2吊环 3上夹件 4低压出线结线端子 5铭牌 6环氧树脂浇注绝缘绕组 7上下夹件拉杆 8警示标牌 9铁心 10下夹件 11小车 12三相高压绕组间的连 接导体 13高压分接头连接片3.4.1. 电力变压器的联结组别是指变压器一、二次绕组所采用的联 结方式的类型及相应的一、二次侧对应线电压的相位关系。常用的联结组别有Yyn0、Dyn11、Yzn11、Yd11、YNd11等。下
9、面分析变压器的 常见联结组别的特点和应用。 1.配电变压器的联结组别 610kV配电变压器（二次侧电压为220/380kV）有Yyn0和Dyn11两种 常用的联结组别。（1）Yyn0联结组别的示意图如图3-3所示，其一次线电压和对应 二次线电压的相位关系如同时钟在零点（12点）时时针与分针的位置 一样。（图中一、二次绕组上标 “”的端子为对应“同名端”，即“同极 性端”）Yyn0联结组别的一次绕组采用星形联结，二次绕组为带中性线的 星形联结，其线路中可能有的3n(n=1、2、3)次谐波电流会注入公共 的高压电网中；而且，其中性线的电流规定不能超过相线电流的25 。因此，负荷严重不平衡或3n次谐
10、波比较突出的场合不宜采用这种联 结，但该联结组别的变压器一次绕组的绝缘强度要求较低（与Dyn11 比较），因而造价比Dyn11型的稍低。在TN和TT系统中由单相不平衡 电流引起的中性线电流不超过二次绕组额定电流的25%、且任一相的 电流在满载都不超过额定电流时可选用Yyn0联结组别的变压器。. .三相电力变压器的联结组别图- 变压器Yyn0联结组别a) 一、二次绕组结线 b) 一、二次电压相量 c) 钟表表示（2）Dyn11联结组别的示意图如图3-4所示，其一次线电压和对应二 次线电压的相位关系如同时钟在11点时时针与分针的位置一样。其一次绕组为三角形联结，3n次谐波电流在其三角形的一次绕组中
11、 形成环流，不致注入公共电网，有抑制高次谐波的作用；其二次绕组为带中性线的星形联结，按规定，中性线电流容许达到相电流的75%, 因此 其承受单相不平衡电流的能力远远大于Yyn0联结组别的变压器。对于现 代供电系统中单相负荷急剧增加的情况，尤其在TN和TT系统中，Dyn11 联结的变压器得到大力的推广和应用。图-变压器Dyn11联结组别a) 一、二次绕组结线 b) 一、二次电压相量 c) 钟表表示 2. 防雷变压器的联结组别防雷变压器通常采用Yzn11联结组别，如图3-5所示。其一次绕组采 用星形联结，二次绕组分成两个匝数相同的绕组，并采用曲折形（Z）联 结，在同一铁心柱上的两半个绕组的电流正好
12、相反，使磁动势相互抵消 。因此如果雷电过电压沿二次侧线路侵入时，此过电压不会感应到一次 侧线路上；反之，如雷电过电压沿二次侧线路侵入，二次侧也不会出现过电压。由此可见，Yzn11联结的变压器有利于防雷，但这种变压器二次 绕组的用材量比Yyn0型的增加15%以上。图 -变压器Yzn11联结组别a) 一、二次绕组结线 b) 一、二次电压相量3.5.1. 电力变压器全型号的表示和含义如下： （1）额定电压 一次侧的额定电压为U1N，二次侧的额定电压为 U2N。对于三相变压器，U1N和U2N都是线电压值，一般用kV表示， 低压也可用V表示。（2）额定电流 变压器的额定电流指变压器在容许温升下一、二 次
13、绕组长期工作所容许通过的最大电流，分别用I1N和I2N表示。对于 三相变压器，I1N和I2N都表示线电流，单位是A。（3）额定容量 变压器的额定容量，是指它在规定的环境条件下 ，室外安装时，在规定的使用年限（一般以20年计）内能连续输出的 最大视在功率，通常用kV?A作单位。按GB1094-96电力变压器规 定，电力变压器正常使用的环境温度条件：最高气温为+40，最高 日平均气温为+30，最高年平均气温为+20；最低气温，户内变压 器为5，户外变压器为30。油浸式变压器顶层油温的温升， 规定不得超过周围气温55按规定的工作环境最高温度为+40计， 则变压器顶层油温不得超过+95。. 三相电力变
14、压器的铭牌及主要技术数据 3.6.1 两台及以上的变压器一、二次绕组的结线端分别并 联连接投入运行，即为变压器的并列运行。并列运行时必 须符合以下条件才能保证供配电系统的安全、可靠和经济 性。1.所有并列变压器的电压比必须相同， 即额定一次电 压和额定二次电压必须对应相等，容许差值不得超过5 。否则将在并列变压器的二次绕组内产生环流，即二次电 压较高的绕组将向二次电压较低的绕组供给电流，引起电 能损耗，导致绕组过热甚至烧毁。2.并列变压器的联结组别必须相同， 也就是一次电压 和二次电压的相序和相位应分别对应相同。否则，如图3- 6所示，一台Yyn0联结和一台Dyn11联结的变压器的相量图 ，它
15、们的二次电压出现30的相位差，这一U将在两台变 压器的二次侧产生一个很大的环流，可能导致变压器绕组 烧坏。 . 电力变压器的并列运行条件图- Yyn0联结和Dyn11联结的变压器并列运行时的相量图 3.并列变压器的短路电压（阻抗电压）须相等或接近相 等，容许差值不得超过10%。因为并列运行的变压器的实际 负载分配和它们的阻抗电压值成反比，如果阻抗电压相差过 大，可能导致阻抗电压小的变压器发生过负荷现象。4.并列变压器的容量应尽量相同或相近，其最大容量和 最小容量之比不易超过31。如果容量相差悬殊，不仅可能 造成运行的不方便，而且当并列变压器的性能不同时，可能 导致变压器间的环流增加，还很容易造成小容量的变压器发 生过负荷情况。1电力变压器型号和含义 -防护代号（一般3标.TH-湿热.TA-干热） -高压绕组额定电压等级（KV） -额定容
