变压器用途介绍

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1、变压器工作原理介绍杜 洋 变 压 器 及 其 工 作 原 理 变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件, , 它具有变压、它具有变压、 变流和变阻抗的作用。变流和变阻抗的作用。 变压器的种类很多变压器的种类很多, , 应用十分广泛。应用十分广泛。 比如在电力系统中用电力变压器把发电机比如在电力系统中用电力变压器把发电机发出的电压升高后进行远距离输电发出的电压升高后进行远距离输电, , 到达目的地后再用变到达目的地后再用变压器把电压降低以便用户使用压器把电压降低以便用户使用, , 以此减少传输过程中电能以此减少传输过程中电能的损耗的损耗; ;

2、在电子设备和仪器中常用小功率电源变压器改变在电子设备和仪器中常用小功率电源变压器改变市电电压市电电压, , 再通过整流和滤波再通过整流和滤波, , 得到电路所需要的直流电得到电路所需要的直流电压压; ; 在放大电路中用耦合变压器传递信号或进行阻抗的匹在放大电路中用耦合变压器传递信号或进行阻抗的匹配等等。配等等。 变压器虽然大小悬殊变压器虽然大小悬殊, , 用途各异用途各异, , 但其基本结构但其基本结构和工作原理却是相同的。和工作原理却是相同的。 变压器由铁心和绕组两个基本部分组成变压器由铁心和绕组两个基本部分组成, , 如图如图 2 - 342 - 34所示所示, , 在一个闭合的铁心上套有

3、两个绕组在一个闭合的铁心上套有两个绕组, , 绕组与绕组之间以及绕绕组与绕组之间以及绕组与铁心之间都是绝缘的。组与铁心之间都是绝缘的。 变 压 器 的 结 构图图2-35 2-35 变压器的铁心变压器的铁心变 压 器 的 结 构图图2-36 2-36 变压器的结构形式变压器的结构形式变 压 器 的 结 构骨架在变压器中的作用主要有以下几点：骨架在变压器中的作用主要有以下几点： 11、为变压器中的铜线提供缠绕的空间，、为变压器中的铜线提供缠绕的空间， 2 2、 固定变压器中的磁芯。固定变压器中的磁芯。 33、骨架中的线槽为变压器生产绕线时提供过、骨架中的线槽为变压器生产绕线时提供过线的路径。线的

4、路径。 44、骨架中的金属针脚为变压器之铜线缠绕的、骨架中的金属针脚为变压器之铜线缠绕的支柱；经过焊锡后与支柱；经过焊锡后与PCBPCB板相连接，在变压器工作板相连接，在变压器工作时起到导电的作用。时起到导电的作用。 55、骨架底部的挡墙，可使变压器与、骨架底部的挡墙，可使变压器与PCBPCB板产板产生固定的作用；为焊锡时产生的锡堆与生固定的作用；为焊锡时产生的锡堆与PCBPCB板，和板，和磁芯与磁芯与PCBPCB板，提供一定距离空间；隔离磁芯与锡板，提供一定距离空间；隔离磁芯与锡堆，避免发生耐压不良。堆，避免发生耐压不良。 66、骨架中的凸点、凹点或倒角，可决定变压、骨架中的凸点、凹点或倒角

5、，可决定变压器使用时放置方向或针脚顺序器使用时放置方向或针脚顺序 空载运行和电压变换如图空载运行和电压变换如图 2 - 372 - 37所示所示, , 将变压器将变压器的原边接在交流电压的原边接在交流电压1 1上上, , 副边开路副边开路, , 这种运行状态这种运行状态称为空载运行。此时副绕组中的电流称为空载运行。此时副绕组中的电流i i2 2=0, =0, 电压为开电压为开路电压路电压u u2020, , 原绕组通过的电流为空载电流原绕组通过的电流为空载电流i i1010, , 电压和电压和电流的参考方向如图所示。图中电流的参考方向如图所示。图中为原绕组的匝为原绕组的匝数数, , 为副绕组的

6、匝数。为副绕组的匝数。 变 压 器 原 理 及 应 用变 压 器 原 理 及 应 用 副边开路时副边开路时, , 通过原边的空载电流通过原边的空载电流i i1010就是励磁电流。就是励磁电流。磁动势磁动势i i1010N N1 1在铁心中产生的主磁通在铁心中产生的主磁通既穿过原绕组既穿过原绕组, , 也也穿过副绕组穿过副绕组, , 于是在原、于是在原、 副绕组中分别感应出电动势副绕组中分别感应出电动势和和。且。且和和与与的参考方向之间符合右手的参考方向之间符合右手螺旋定则螺旋定则, , 由法拉第电磁感应定律可得由法拉第电磁感应定律可得变 压 器 原 理 及 应 用和和的有效值分别为的有效值分别

7、为（2.342.34） (2.35)(2.35)式中式中为交流电源的频率为交流电源的频率, , mm为主磁通的最大值。为主磁通的最大值。 如果忽略漏磁通的影响并且不考虑绕组上电阻的如果忽略漏磁通的影响并且不考虑绕组上电阻的压压 降时降时, , 可认为原、可认为原、 副绕组上电动势的有效值近似等副绕组上电动势的有效值近似等于原、于原、 副绕组上电压的有效值副绕组上电压的有效值, , 即即变 压 器 原 理 及 应 用因此因此 由式（由式（2.362.36）可见）可见, , 变压器空载运行时变压器空载运行时, , 原、原、 副绕组上副绕组上电压的比值等于两者的匝数之比电压的比值等于两者的匝数之比,

8、 , 称为变压器的变比。称为变压器的变比。 若改变变压器原、若改变变压器原、 副绕组的匝数副绕组的匝数, , 就能够把某一数值的交就能够把某一数值的交流电压变为同频率的另一数值的交流电压流电压变为同频率的另一数值的交流电压 当原绕组的匝数当原绕组的匝数1 1比副绕组的匝数比副绕组的匝数多时多时, , , , 这种变压器为降压变压器这种变压器为降压变压器; ; 反之反之, , 当当的匝数少于的匝数少于的匝的匝数时数时, , , , 为升压变压器。为升压变压器。 (2.36)(2.36)变 压 器 原 理 及 应 用 例例例例 1 1 已知某变压器铁心的截面积为已知某变压器铁心的截面积为 20cm

9、20cm2 2, , 铁心中磁感铁心中磁感应强度的最大值不能超过应强度的最大值不能超过0. 0., , 若要用它把若要用它把220220工频交流工频交流电变换成为电变换成为2020的同频率交流电的同频率交流电, , 原、副绕组的匝数应为多原、副绕组的匝数应为多少？少？ 解解解解 铁心中磁通的最大值铁心中磁通的最大值原绕组的匝数应为原绕组的匝数应为应 用 举 例副绕组的匝数应为副绕组的匝数应为或或应 用 举 例 如图如图 2 - 382 - 38所示所示, , 变压器的原绕组接交流电压变压器的原绕组接交流电压u u, , 副副绕组接上负载绕组接上负载L L, , 这种运行状态称为负载运行。这种运

10、行状态称为负载运行。 这时副这时副边的电流为边的电流为, , 原边电流由原边电流由1010增大为增大为, , 且且u u略有下略有下降降, , 这是因为有了负载后这是因为有了负载后, , 、会增大会增大, , 原、原、 副绕组副绕组本身的内部压降也要比空载时增大本身的内部压降也要比空载时增大, , 使副绕组电压使副绕组电压比比低一些。低一些。 因为变压器内部压降一般小于额定电压的因为变压器内部压降一般小于额定电压的, , 因此变压器有无负载对电压比的影响不大因此变压器有无负载对电压比的影响不大, , 可以可以认为负载运行时变压器原、认为负载运行时变压器原、 副绕组的电压比仍然基本上副绕组的电压

11、比仍然基本上等于原、等于原、 副绕组匝数之比。副绕组匝数之比。负 载 运 行 和 电 流 变 换负 载 运 行 和 电 流 变 换 变压器负载运行时变压器负载运行时, , 由由形成的磁动势形成的磁动势对磁对磁路也会产生影响路也会产生影响, , 即铁心中的主磁通即铁心中的主磁通是由是由i i1 1N N1 1和和i i2 2N N2 2共同共同产生的。由式产生的。由式 U U E E4.44f4.44fNNmm可知可知, , 当电源电压和频率不当电源电压和频率不变时变时, , 铁心中的磁通最大值应保持基本不变铁心中的磁通最大值应保持基本不变, , 那么磁动势那么磁动势也应保持不变也应保持不变,

12、, 即即负 载 运 行 和 电 流 变 换 由于变压器空载电流很小由于变压器空载电流很小, , 一般只有额定电流的百分一般只有额定电流的百分之几之几, , 因此当变压器额定运行时因此当变压器额定运行时, , 可忽略不计。可忽略不计。 则有则有 。 可见变压器负载运行时可见变压器负载运行时, , 原、原、 副绕组产生的磁动势方副绕组产生的磁动势方向相反向相反, , 即副边电流即副边电流对原边电流对原边电流产生的磁通有去产生的磁通有去磁作用。磁作用。 因此因此, , 当负载阻抗减小当负载阻抗减小, , 副边电流副边电流增大时增大时, , 铁铁心中的磁通心中的磁通mm将减小将减小, , 原边电流原边

13、电流必然增加必然增加, , 以保持磁以保持磁通通mm基本不变基本不变, , 所以副边电流变化时所以副边电流变化时, , 原边电流也会相应原边电流也会相应地变化。原、副边电流有效值的关系为地变化。原、副边电流有效值的关系为负 载 运 行 和 电 流 变 换(2.37)(2.37) 由式（由式（2.372.37）可见）可见, , 当变压器额定运行时当变压器额定运行时, , 原、原、 副边的副边的电流之比近似等于其匝数之比的倒数。若改变原、电流之比近似等于其匝数之比的倒数。若改变原、 副绕组副绕组的匝数的匝数, , 就能够改变原、就能够改变原、 副绕组电流的比值副绕组电流的比值, , 这就是变压器这

14、就是变压器的电流变换作用。的电流变换作用。 不难看出，不难看出， 变压器的电压比与电流比互为倒数变压器的电压比与电流比互为倒数, , 因此匝因此匝数多的绕组电压高数多的绕组电压高, , 电流小电流小; ; 匝数少的绕组电压低匝数少的绕组电压低, , 电流大。电流大。 负 载 运 行 和 电 流 变 换 例例例例 2 2 已知某一变压器已知某一变压器 1000, 1000, 100, 100, 2020, , 2 2, , 负载为纯电阻负载为纯电阻, , 忽略变压器的漏磁和损耗忽略变压器的漏磁和损耗, , 求变求变压器的副边电压压器的副边电压、原边电流、原边电流和输入、输出功率。和输入、输出功率

15、。解解解解 变压比：变压比：副边电压：副边电压：原边电流：原边电流：输入功率：输入功率：输出功率输出功率应 用 举 例 由此可见由此可见, , 当变压器的功率损耗忽略不计时当变压器的功率损耗忽略不计时, , 它的输它的输入功率与输出功率相等入功率与输出功率相等, , 符合能量守恒定律。符合能量守恒定律。 在远距离输电线路中在远距离输电线路中, , 线路损耗线路损耗l l与电流与电流l l的平方乘的平方乘以线路电阻以线路电阻l l的积成正比的积成正比, , 因此在输送同样功率的情况下因此在输送同样功率的情况下, , 如果所用电压越高如果所用电压越高, , 电流就会越小电流就会越小, , 输电线上

16、的损耗越小输电线上的损耗越小, , 可以减小输电导线的截面积可以减小输电导线的截面积, , 从而大大降低了成本。从而大大降低了成本。 所以所以电厂在输送电能之前电厂在输送电能之前, , 必须先用升压变压器将电压升高必须先用升压变压器将电压升高, , 传输到用户后传输到用户后, , 电压不能太高电压不能太高, , 通常为通常为380380或或220220, , 因此因此要用降压变压器再进行降压。要用降压变压器再进行降压。 应 用 举 例 变压器除了具有变压和变流的作用外变压器除了具有变压和变流的作用外, , 还有变换阻抗还有变换阻抗的作用。的作用。 如图如图 2 - 392 - 39所示所示,

17、, 变压器原边接电源变压器原边接电源1 1, , 副边接副边接负载阻抗负载阻抗|Z|ZL L|, |, 对于电源来说对于电源来说, , 图中虚线框内的电路可用另图中虚线框内的电路可用另一个阻抗一个阻抗|Z|Z/ /L L| |来等效。所谓等效来等效。所谓等效, , 就是它们从电源吸取的就是它们从电源吸取的电流和功率相等。当忽略变压器的漏磁和损耗时电流和功率相等。当忽略变压器的漏磁和损耗时, , 等效阻等效阻抗由下式求得抗由下式求得阻 抗 变 换式中式中 为变压器副边的负载阻抗。可见为变压器副边的负载阻抗。可见, , 对对于变比为于变比为且变压器副边阻抗为且变压器副边阻抗为| |Z ZL L|

18、|的负载的负载, , 相当于在相当于在电源上直接接一个阻抗电源上直接接一个阻抗| |Z Z/ /L L|=|=K K2 2| |Z ZL L| |的负载。也可以说的负载。也可以说变压器把负载阻抗变压器把负载阻抗L L变换为变换为|Z|Z/ /L|L|。因此。因此, , 通过选择合通过选择合适的变比适的变比, , 可把实际负载阻抗变换为所需的数值可把实际负载阻抗变换为所需的数值, , 这就是变压器的阻抗变换作用。这就是变压器的阻抗变换作用。阻 抗 变 换 在电子电路中在电子电路中, , 为了提高信号的传输功率为了提高信号的传输功率, , 常用变压器将常用变压器将负载阻抗变换为适当的数值负载阻抗变

19、换为适当的数值, ,使其与放大电路的输出阻抗相使其与放大电路的输出阻抗相匹配匹配, , 这种做法称为阻抗匹配。这种做法称为阻抗匹配。 阻 抗 变 换 例例 3 3 某交流信号源的电动势某交流信号源的电动势120V, 120V, 内阻内阻0=800, 0=800, 负载电阻负载电阻l l 。试求。试求: : （1 1） 若将负载与信号源直接相连若将负载与信号源直接相连, , 如图如图 2- 402- 40（）（）所示所示, , 信号源输出的功率有多大？信号源输出的功率有多大？ （2 2） 若要信号源输给负载的功率达到最大若要信号源输给负载的功率达到最大, , 负载负载电阻应等于信号源内阻。电阻应

20、等于信号源内阻。 今用变压器进行阻抗变换今用变压器进行阻抗变换, , 则变压器的匝数比应选多少？阻抗变换后信号源的输则变压器的匝数比应选多少？阻抗变换后信号源的输出功率有多大？出功率有多大？应 用 举 例应 用 举 例 解解 (1) (1) 由图由图( () )可知可知, , 若将负载直接与信号源连接若将负载直接与信号源连接, , 信号信号源的输出功率为源的输出功率为 (2) (2) 如图如图( (b)b)所示所示, , 用变压器把负载用变压器把负载变换为等效电阻变换为等效电阻, , 使其阻值与电源内阻相等。使其阻值与电源内阻相等。 信号源的输出功率为信号源的输出功率为可见可见, , 阻抗匹配

21、后输出功率为最大。阻抗匹配后输出功率为最大。 应 用 举 例 变压器的简介变压器的功能主要有：电压变换；电流变换，阻抗变换；1隔离；稳压（磁饱和变压器）;自耦变压器；高压变压器（干式和油浸式）等，变压器常用的铁芯形状一般有E型和C型铁芯，XED型，ED型CD型。变压器按用途可以分为：配电变压器、电力变压器电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器干式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器、电抗器、抗干扰变压器、防雷变压器、箱式变电器试验变压器转角变压器大电流变压器励磁变压器。变压器的最基本型式，包括两组绕有导线之线圈，并且彼此以电感方式称合一起。当一交流电流(具有某一已知频率)流于

22、其中之一组线圈时，于另一组线圈中将感应出具有相同频率之交流电压，而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。一般指连接交流电源的线圈称之为一次线圈(Primarycoil);而跨于此线圈的电压称之为一次电压.。在二次线圈的感应电压可能大于或小于一次电压，是由一次线圈与二次线圈间的匝数比所决定的。因此，变压器区分为升压与降压变压器两种。 因此，变压器之匝数比，一般可作为变压器升压或降压的参考指标。由于此项升压与降压的功能，使得变压器已成为现代化电力系统之一重要附属物，提升输电电压使得长途输送电力更为经济，至于降压变压器，它使得电力运用方面更加多元化，可以这样说，没有变压器，现代工业实无法达到

23、目前发展的现况。 大功率高压配电变压器 油浸式电力变压器油浸式电力变压器 箱式变压器箱式变压器 箱式变压器 SCB10SCB10型脱硫型脱硫干式变压器干式变压器 干式电力变压干式电力变压器型号及含义器型号及含义 SCB10SCB101600/61600/6 SC:SC:三相固体三相固体成型成型 （环氧树（环氧树脂）脂） B:B:低压箔式线低压箔式线圈圈 10:10:设计序号设计序号 1600kVA:1600kVA:额定额定容量容量 6kV:6kV:额定高压额定高压电压电压 SCB10型脱硫干式变压器 干式电力变压器特点干式电力变压器特点图图 干式变干式变 干式电力变压器承受热冲击能干式电力变压

24、器承受热冲击能力强，过负载能力大、难燃、力强，过负载能力大、难燃、防火性能高、低损耗、局部放防火性能高、低损耗、局部放电量小、电量小、 噪声低、不产生有害气体、不噪声低、不产生有害气体、不污染环境、对湿度、灰尘不敏污染环境、对湿度、灰尘不敏感、体积小、不开裂、维护简感、体积小、不开裂、维护简便。因此，最适宜用于防火要便。因此，最适宜用于防火要求高，负荷波动大以及污秽潮求高，负荷波动大以及污秽潮湿的恶劣环境中。如：机场、湿的恶劣环境中。如：机场、发电厂、冶金作业、医院、高发电厂、冶金作业、医院、高层建筑、购物中心、居民密集层建筑、购物中心、居民密集区以及石油化工、核电站、核区以及石油化工、核电站

25、、核潜艇等特殊环境中。潜艇等特殊环境中。 干式电力变压器结构干式电力变压器结构 绕组是变压器的电路部分。高、低压线圈按额定容绕组是变压器的电路部分。高、低压线圈按额定容量大小分别采用干式变压器高、低压线圈采用德国量大小分别采用干式变压器高、低压线圈采用德国MKMMKM公司进口的优质铜箔公司进口的优质铜箔E ECu58Cu58绕制。绕组优绕制。绕组优化设计，使得电流和温度沿绕组均匀分布，并使绕化设计，使得电流和温度沿绕组均匀分布，并使绕组在雷电冲击全波试验时得到最佳的电位分布。变组在雷电冲击全波试验时得到最佳的电位分布。变压器的高压端连接压器的高压端连接6kV/10kV6kV/10kV电缆，低压

26、绕组端子电缆，低压绕组端子连接低压动力中心的主母线。低压绕组中性点端子连接低压动力中心的主母线。低压绕组中性点端子根据不同的接地方式引接至高阻箱或通过绝缘铜绞根据不同的接地方式引接至高阻箱或通过绝缘铜绞线连接到外壳的接地母线。线连接到外壳的接地母线。 圆铜线，扁铜线，铜箔绕制，采用瑞士汽巴嘉基带圆铜线，扁铜线，铜箔绕制，采用瑞士汽巴嘉基带填料环氧树脂系统，玻璃丝纤维增强，在真空状态填料环氧树脂系统，玻璃丝纤维增强，在真空状态下实现无气泡浇注。下实现无气泡浇注。 铜带从德国进口，两边缘呈铜带从德国进口，两边缘呈圆弧形，消除了由于边缘毛刺破坏线圈匝间绝缘的圆弧形，消除了由于边缘毛刺破坏线圈匝间绝缘

27、的危险，使得线圈匝间绝缘更可靠。蜂窝式冷却气道危险，使得线圈匝间绝缘更可靠。蜂窝式冷却气道设置均匀密集合理，散热好，过载能力强。设置均匀密集合理，散热好，过载能力强。 铁芯是变压器的磁路部分。铁芯采用优质高导磁低铁芯是变压器的磁路部分。铁芯采用优质高导磁低损耗冷轧晶粒取向硅钢片制造、损耗冷轧晶粒取向硅钢片制造、4545全斜接缝，步全斜接缝，步进叠装结构。芯柱采用高强度绝缘带绑扎紧实牢固，进叠装结构。芯柱采用高强度绝缘带绑扎紧实牢固，平板式夹件具有良好的通风效果。平板式夹件具有良好的通风效果。 高、低压线圈与铁芯组装时，均有弹性支承。整体高、低压线圈与铁芯组装时，均有弹性支承。整体具有减振功能和

28、很好的抗短路冲击性能。具有减振功能和很好的抗短路冲击性能。 变压器及进线开关保护原理介绍变压器及进线开关保护原理介绍 WBWB跳开关跳开关WBWB图图 差动保护原理差动保护原理 差动保护差动保护 差动保护主要保护被保护设备内部发生相间短路时差动保护主要保护被保护设备内部发生相间短路时的故障类型。其工作原理如下：的故障类型。其工作原理如下： 把元件两侧的电流互感器按差接法接线，在正常和把元件两侧的电流互感器按差接法接线，在正常和外故障时，流入继电器的电流为两侧电流之差，其外故障时，流入继电器的电流为两侧电流之差，其值接近于零，继电器不动作。内部故障时，流入继值接近于零，继电器不动作。内部故障时，

29、流入继电器的电流为两侧电流之和，其值为短路电流，继电器的电流为两侧电流之和，其值为短路电流，继电器动作。纵差动保护不但能正确区别内外故障，电器动作。纵差动保护不但能正确区别内外故障，而且由于不需要与其它元件的保护配合，可以无延而且由于不需要与其它元件的保护配合，可以无延时地切除故障。因此，纵差动保护可以作为变压器、时地切除故障。因此，纵差动保护可以作为变压器、线路、发电机、电动机的主保护。线路、发电机、电动机的主保护。 右图为双绕组变压器纵差动保护的单相原理接线图。右图为双绕组变压器纵差动保护的单相原理接线图。正常情况和外部故障时，有许多因素使得流入差动正常情况和外部故障时，有许多因素使得流入

30、差动继电器的电流不等于零。该电流叫不平衡电流，用继电器的电流不等于零。该电流叫不平衡电流，用IunpIunp表示。为了保证动作的选择性，继电器的动作表示。为了保证动作的选择性，继电器的动作电流应躲开外部故障时出现的最大不平衡电流来整电流应躲开外部故障时出现的最大不平衡电流来整定定.Iunp=.Iunp=可靠系数可靠系数 . .2QF1QFI-IWB跳开关WB图 差动保护原理电流和电压保护根据变压器容量和系统短路电流水平的不同，实现保护的方式有：过电流保护、低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护以及负序过电流保护等。 变压器中的硅钢片材料有什么讲究? 由于硅钢在交变磁场中的损耗很小，所

31、以变由于硅钢在交变磁场中的损耗很小，所以变压器主要都是采用硅钢片来作压器主要都是采用硅钢片来作磁性材料磁性材料。硅钢片。硅钢片可分为热轧和冷轧两类，冷轧硅钢带由于具有较可分为热轧和冷轧两类，冷轧硅钢带由于具有较高的导磁系数和较低的损耗，因此用来制作变压高的导磁系数和较低的损耗，因此用来制作变压器具有体积小、重量轻、效率高的优势。热轧硅器具有体积小、重量轻、效率高的优势。热轧硅钢带的性能则略逊色于冷轧硅钢带。钢带的性能则略逊色于冷轧硅钢带。 普通的普通的EIEI型变压器是将硅钢板冲制成型变压器是将硅钢板冲制成0.350.350.5mm0.5mm厚的厚的E E型和型和I I型片子，经过热处理后再插

32、入型片子，经过热处理后再插入绕组线包内，这类铁芯以使用热轧硅钢片居多绕组线包内，这类铁芯以使用热轧硅钢片居多( (含硅量很高的优质硅钢片型号为含硅量很高的优质硅钢片型号为D41D41、D42D42、D43D43、D301)D301)。环型和。环型和C C型变压器的铁芯则是采型变压器的铁芯则是采用冷轧硅钢带经卷绕而成形，其中用冷轧硅钢带经卷绕而成形，其中C C型变压器系型变压器系经热处理浸漆后再切开制成。经热处理浸漆后再切开制成。 2下列情况应增加巡视检查次数：1)首次投运或检修、改造后投运72h内。2)气象突变（如雷雨、大风、大雾、大雪、冰雹、寒潮等）时。3)高温季节、高峰负载期间。4)变压器

33、过载运行时。33变压器日常巡视检查应包括以下内容：变压器日常巡视检查应包括以下内容： 1)1)油温应正常，应无渗油、漏油，油温应正常，应无渗油、漏油，储油柜储油柜油油位应与温度相对应。位应与温度相对应。 2)2)套管油位应正常，套管外部应无破损裂纹、套管油位应正常，套管外部应无破损裂纹、无严重油污、无放电痕迹及其它异常现象。无严重油污、无放电痕迹及其它异常现象。 3)3)变压器音响应正常。变压器音响应正常。 4)4)散热器各部位手感温度应相近，散热附件散热器各部位手感温度应相近，散热附件工作应正常。工作应正常。 5)5)吸湿器应完好，吸附剂应干燥。吸湿器应完好，吸附剂应干燥。 6)6)引线接头

34、、电缆、引线接头、电缆、母线母线应无发热迹象。应无发热迹象。 7)7)压力释放器、安全气道及防爆膜应完好无压力释放器、安全气道及防爆膜应完好无损。损。 8)8)分接分接开关的分接位置及电源指示应正常。开关的分接位置及电源指示应正常。 9)9)气体气体继电器继电器内应无气体。内应无气体。 10)10)各控制箱和二次端子箱应关严，无受潮。各控制箱和二次端子箱应关严，无受潮。 11)干式变压器的外表应无积污。12)变压器室不漏水，门、窗、照明应完好，通风良好，温度正常。13)变压器外壳及各部件应保持清洁。 变压器的主要部件有：变压器的主要部件有： (1)器身：包括铁心、绕组、绝缘部件及引线。(2)调

35、压装置：即分接开关，分为无励磁调压和有载调压(3)油箱及冷却装置。(4)保护装置：包括储油柜、安全气道、吸湿器、气体继电器、净油器和测温装置等。(5)绝缘套管。 连接连接 三相油浸式电力变压器外形三相油浸式电力变压器外形三相油浸式电力变压器外形三相油浸式电力变压器外形图图图图 1-1-铭牌；铭牌；2-2-信号式信号式 温度计；温度计；3-3-吸湿器；吸湿器；4-4-油标；油标；5-5-储油柜；储油柜；6-6-安全气道安全气道 7-7-气体继电器；气体继电器；8-8-高压套高压套管；管；9-9-低压套管；低压套管；10-10-分接分接 开关；开关；11-11-油箱；油箱； 12-12-放油阀门；

36、放油阀门；13-13-器身；器身；14-14-接地板；接地板；15-15-小车小车 干式变压器干式变压器1 1）绕组故障）绕组故障 主要有匝间短路、绕组接地、相间短路、断主要有匝间短路、绕组接地、相间短路、断线及接头开焊等。产生这些故障的原因有以下几线及接头开焊等。产生这些故障的原因有以下几点：点： 在制造或检修时，局部绝缘受到损害，遗留下在制造或检修时，局部绝缘受到损害，遗留下缺陷。缺陷。在运行中因散热不良或长期过载，绕组在运行中因散热不良或长期过载，绕组内有杂物落入，使温度过高绝缘老化。内有杂物落入，使温度过高绝缘老化。制造工制造工艺不良，压制不紧，机械强度不能经受短路冲击，艺不良，压制不

37、紧，机械强度不能经受短路冲击，使绕组变形绝缘损坏。使绕组变形绝缘损坏。绕组受潮，绝缘膨胀堵绕组受潮，绝缘膨胀堵塞油道，引起局部过热。塞油道，引起局部过热。绝缘油内混入水分而绝缘油内混入水分而劣化，或与空气接触面积过大，使油的酸价过高劣化，或与空气接触面积过大，使油的酸价过高绝缘水平下降或油面太低，部分绕组露在空气中绝缘水平下降或油面太低，部分绕组露在空气中未能及时处理。未能及时处理。 由于上述种种原因，在运行中一经发生绝缘击由于上述种种原因，在运行中一经发生绝缘击穿，就会造成绕组的短路或接地故障。匝间短路穿，就会造成绕组的短路或接地故障。匝间短路时的故障现象是变压器过热油温增高，电源侧电时的故

38、障现象是变压器过热油温增高，电源侧电流略有增大，各相直流电阻不平衡，有时油中有流略有增大，各相直流电阻不平衡，有时油中有吱吱声和咕嘟咕嘟的冒泡声。轻微的匝间短路可吱吱声和咕嘟咕嘟的冒泡声。轻微的匝间短路可以引起瓦斯保护动作；严重时差动保护或电源侧以引起瓦斯保护动作；严重时差动保护或电源侧的过流保护也会动作。发现匝间短路应及时处理，的过流保护也会动作。发现匝间短路应及时处理，因为绕组匝间短路常常会引起更为严重的单相接因为绕组匝间短路常常会引起更为严重的单相接地或相间短路等故障。地或相间短路等故障。 （3）分接开关故障常见的故障是表面熔化与灼伤，相间触头放电或各接头放电。主要原因有：连接螺丝松动；

39、带负荷调整装置不良和调整不当；分接头绝缘板绝缘不良；接头焊锡不满，接触不良，制造工艺不好，弹簧压力不足；油的酸价过高，使分接开关接触面被腐蚀。 处理变压器短路事故的几点思考处理处理变压器变压器短路事故，首先要通过检查、试验找短路事故，首先要通过检查、试验找出问题实质所在；其次处理过程还应注意相关问题。出问题实质所在；其次处理过程还应注意相关问题。具体思考如下：具体思考如下： 首先，首先，变压器变压器短路事故后的检查、试验。短路事故后的检查、试验。 变压器变压器在遭受突发短路时，高低压侧都将受很大在遭受突发短路时，高低压侧都将受很大的短路电流，在断路器来不及断开的很短时间内，的短路电流，在断路器

40、来不及断开的很短时间内，短路电流产生与电流平方成正比的电动力将作用于短路电流产生与电流平方成正比的电动力将作用于变压器变压器的绕组，此电动力可分为辐向力和轴向力。的绕组，此电动力可分为辐向力和轴向力。在短路时，作用在绕组上的辐向力将使高压绕组受在短路时，作用在绕组上的辐向力将使高压绕组受到张力，低压绕组受到压力。由于绕组为圆形，圆到张力，低压绕组受到压力。由于绕组为圆形，圆形物体受压力比受张力更容易变形，因此，低压绕形物体受压力比受张力更容易变形，因此，低压绕组更易变形。在突发短路时产生的轴向力使绕组压组更易变形。在突发短路时产生的轴向力使绕组压缩和使高低压绕组发生轴向位移，轴向力也作用于缩和

41、使高低压绕组发生轴向位移，轴向力也作用于铁芯和夹件。铁芯和夹件。 1 1、绕组的检查与试验、绕组的检查与试验 由于由于变压器变压器短路时，在电动力作用下，绕组同时受到压、拉、短路时，在电动力作用下，绕组同时受到压、拉、弯曲等多种力的作用，其造成的故障隐蔽性较强，也是不容易弯曲等多种力的作用，其造成的故障隐蔽性较强，也是不容易检查和修复的，所以短路故障后应重点检查绕组情况。检查和修复的，所以短路故障后应重点检查绕组情况。 （一）（一）变压器变压器直流电阻的测量直流电阻的测量 根据根据变压器变压器直流电阻的测量值来检查绕组的直流电阻不平衡直流电阻的测量值来检查绕组的直流电阻不平衡率及与以往测量值相

42、比较，能有效地考察率及与以往测量值相比较，能有效地考察变压器变压器绕组受损情况。绕组受损情况。例如，某台例如，某台变压器变压器短路事故后低压侧短路事故后低压侧C C向直流电阻增加了约向直流电阻增加了约1010，由此判断绕组可能有新股情况，最后将绕组吊出检查，发，由此判断绕组可能有新股情况，最后将绕组吊出检查，发现现C C相绕组断相绕组断1 1股。股。 （2 2）变压器变压器绕组电容量的测量。绕组电容量的测量。 绕组的电容由绕组匝间、层间及饼间电容和绕组发电容构成。绕组的电容由绕组匝间、层间及饼间电容和绕组发电容构成。此电容和绕组与铁芯及地的间隙、绕组与铁芯的间隙、绕组匝此电容和绕组与铁芯及地的

43、间隙、绕组与铁芯的间隙、绕组匝间、层间及饼间间隙有关。当绕组变形时，一般呈间、层间及饼间间隙有关。当绕组变形时，一般呈“ “S”S”形的形的弯曲，这就导致绕组对铁芯的间隙距离变小，绕组对地的电容弯曲，这就导致绕组对铁芯的间隙距离变小，绕组对地的电容量将变大，而且间隙越小，电容量变化越大，因此绕组的电容量将变大，而且间隙越小，电容量变化越大，因此绕组的电容量可以间接地反映绕组的变形程度。量可以间接地反映绕组的变形程度。 （3 3）吊罩后的检查。）吊罩后的检查。 变压器的线路保护 对于高压侧为对于高压侧为6 610KV10KV的车间变电所主的车间变电所主变压器变压器来说，通常装设来说，通常装设有带

44、时限的过电流保护有带时限的过电流保护; ;如过电流保护动作时间大于如过电流保护动作时间大于0.50.50.7s0.7s时，时，还应装设电流速断保护。容量在还应装设电流速断保护。容量在800KVA800KVA及以上的油浸式及以上的油浸式变压器变压器和和400KVA400KVA及以上的车间内油浸式及以上的车间内油浸式变压器变压器，按规定应装设瓦斯保，按规定应装设瓦斯保护护( (又称气体继电保护又称气体继电保护) )。 容量在容量在400KVA400KVA及以上的及以上的变压器变压器，当数台并列运行或单台运行，当数台并列运行或单台运行并作为其它负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况装设过并作为其它

45、负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护。过负荷保护及瓦斯保护在轻微故障时负荷保护。过负荷保护及瓦斯保护在轻微故障时( (通称通称“ “轻瓦斯轻瓦斯” ”) )，动作于信号，而其它保护包括瓦斯保护在严重故障时，动作于信号，而其它保护包括瓦斯保护在严重故障时( (通称通称“ “重瓦斯重瓦斯” ”) )，一般均动作于跳闸。，一般均动作于跳闸。 对于高压侧为对于高压侧为35KV35KV及以上的工厂总降压变电所主及以上的工厂总降压变电所主变压器变压器来说，来说，也应装设过电流保护、电流速断保护和瓦斯保护也应装设过电流保护、电流速断保护和瓦斯保护; ;在有可能过负荷在有可能过负荷时，也需装

46、设过负荷保护。但是如果单台运行的时，也需装设过负荷保护。但是如果单台运行的变压器变压器容量在容量在10000KVA10000KVA及以上和并列运行的及以上和并列运行的变压器变压器每台容量在每台容量在6300KVA6300KVA及及以上时，则要求装设纵联差动保护来取代电流速断保护。以上时，则要求装设纵联差动保护来取代电流速断保护。 因此，变压器在遭受突发短路时，最容易发生变形的是低压绕组和平衡绕组，然后是高中压绕组、铁芯和夹件。因此，变压器短路事故后的检查主要是检查绕组、铁芯、夹件以及其它部位。 变压器过电压现象简要分析变压器过电压现象简要分析 11、过电压的概念：、过电压的概念： 当当变压器变

47、压器运行时，如果电压超过它的最大允许工作电压，运行时，如果电压超过它的最大允许工作电压，就称为就称为变压器变压器的过电压。的过电压。 2 2、过电压的分类：、过电压的分类： 过电压往往会对过电压往往会对变压器变压器的绝缘造成很大的危害的绝缘造成很大的危害, ,甚至使绝甚至使绝缘击穿。缘击穿。 过电压可分为大气过电压和操作过电压两种：过电压可分为大气过电压和操作过电压两种： (1)(1)大气过电压：输电线路直接遭雷击或雷云放电时大气过电压：输电线路直接遭雷击或雷云放电时, ,电磁电磁场的剧烈变化所引起的过电压称为大气过电压场的剧烈变化所引起的过电压称为大气过电压; ; (2)(2)操作过电压：当

48、操作过电压：当变压器变压器或线路上的开关进行合闸或拉或线路上的开关进行合闸或拉闸操作时闸操作时, ,因系统中电磁能量振荡和积聚而产生的过电压称因系统中电磁能量振荡和积聚而产生的过电压称为操作过电压。为操作过电压。 变压器变压器的这两种过电压都是作用时间短促的瞬变过程。的这两种过电压都是作用时间短促的瞬变过程。操作过电压一般为额定电压的操作过电压一般为额定电压的3.03.0一一4.54.5倍，而大气过电压数倍，而大气过电压数值很高，可达额定电压的值很高，可达额定电压的8 8一一1212倍，并且绕组中电压分布倍，并且绕组中电压分布极不均匀，进线端头部分线匝受到的电压很高。因此，必极不均匀，进线端头

49、部分线匝受到的电压很高。因此，必须采取必要的措施，防止过电压的发生和进行有效的保护。须采取必要的措施，防止过电压的发生和进行有效的保护。 3 3、过电压在、过电压在变压器变压器中破坏绝缘有两种情况，一种是将绕组中破坏绝缘有两种情况，一种是将绕组与铁心与铁心( (或油箱或油箱) )之间的绝缘高压绕组与低压绕组之间的绝缘之间的绝缘高压绕组与低压绕组之间的绝缘 ( (这些绝缘称为主绝缘这些绝缘称为主绝缘) )击穿击穿; ;另一种是在同一绕组内将匝与匝另一种是在同一绕组内将匝与匝之间或一段绕组与另一段绕组之间的绝缘击穿。之间或一段绕组与另一段绕组之间的绝缘击穿。 由于过电压时间极短，电压从零上升到最大

50、值再下降到由于过电压时间极短，电压从零上升到最大值再下降到零均在极短的时间内完成，因而具有高频振荡的特性，其频零均在极短的时间内完成，因而具有高频振荡的特性，其频率可达率可达100kHz100kHz以上。在正常运行时，电网的频率是以上。在正常运行时，电网的频率是50Hz50Hz，变压器变压器的容抗很大，而感抗的容抗很大，而感抗wLwL很小，因此可以忽略电容的很小，因此可以忽略电容的影响，电流完全从绕组内部流过。影响，电流完全从绕组内部流过。 44、原因分析、原因分析 下面简单说明两种不同类型过电压产生的原因。下面简单说明两种不同类型过电压产生的原因。 (1)(1)操作过电压操作过电压 在一般配

51、电网中，使用的绝大多数是降压在一般配电网中，使用的绝大多数是降压变压器变压器，下面，下面就以降压就以降压变压器变压器空载拉闸操作为例说明操作过电压产生的原空载拉闸操作为例说明操作过电压产生的原因。因。 变压器投运前运行人员配合检修人员变压器投运前运行人员配合检修人员做下列试验。做下列试验。变压器各侧开关的跳、合闸试验。变压器各侧开关的联锁试验。新安装或二次回路工作过的变压器，应做保护传动试验，有交待。新安装变压器在投入运行前进行五次全电压冲击合闸试验，大修更换线圈的变压器投入运行前进行三次全电压冲击合闸试验。测变压器高低压侧绝缘电阻用2500V摇表测量，一般情况下(温度：2030，湿度90%)

52、：高压-低压及地300M，低压-地100M。在比较潮湿的环境条件下，变压器的绝缘电阻值会有所下降。一般地，若每1000V额定电压，其绝缘电阻值不小于2M(一分钟25时读数)，就能满足运行要求。但是如变压器遭受异常潮湿发生凝露现象，则不论其绝缘电阻如何，在其进行耐压试验或投入运行前，必须进行干燥处理。变压器铁芯绝缘电阻的测试用500V兆欧表，一般情况下(温度：2030，湿度90%)：铁芯-夹件及地2M，穿芯螺杆-铁芯及地2M。在比较潮湿的环境条件下，此值会下降，只要其阻值0.1M即可运行。一般可通过干燥处理，使其达到要求。 检查变压器本体、周围清洁无杂物。检查变压器本体、周围清洁无杂物。 检查变

53、压器高低压侧引出线各接头紧固，套管清检查变压器高低压侧引出线各接头紧固，套管清洁无裂纹。洁无裂纹。 检查变压器中性点接地线、铁芯接地线、外壳接检查变压器中性点接地线、铁芯接地线、外壳接地线牢固可靠。地线牢固可靠。 检查变压器分接头，连接牢固，三相连接位置一检查变压器分接头，连接牢固，三相连接位置一致。致。 线圈外部清洁，无破损、无裂纹。线圈外部清洁，无破损、无裂纹。 各部引线连接部分无松动，导电部分无生锈、腐各部引线连接部分无松动，导电部分无生锈、腐蚀现象。蚀现象。 检查变压器风机、温控设备具备投运条件。检查变压器风机、温控设备具备投运条件。 变压器送电前必须将周围的隔离栏栅封死或将门变压器送电前必须将周围的隔离栏栅封死或将门关好。关好。 变压器标志齐全，并备有足够的消防器材。变压器标志齐全，并备有足够的消防器材。 变压器着火的处理变压器着火的处理首先拉开变压器所有电源开关和刀闸。运行值班人员必须监护，并与消防人员共同灭火。使用二氧化碳、泡沫灭火器、干砂灭火。相邻设备应采取隔离措施，防止火势蔓延，将受火灾威胁或影响灭火的带电设备停电。