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1、变压器基础知识变压器基础知识2017201720172017年年年年7 7 7 7月月月月一一. .变压器基本原理变压器基本原理二二. .变压器的分类变压器的分类三三. .变压器型号及技术参数变压器型号及技术参数四四. .变压器结构变压器结构五五. .变压器组件变压器组件题纲题纲一、变压器基本原理一、变压器基本原理 变压器是通过电磁感应原理，或者说利用互感作用变压器是通过电磁感应原理，或者说利用互感作用从一个电路向另一个电路传递电能的一种电器。两个互从一个电路向另一个电路传递电能的一种电器。两个互相绝缘的绕组套在同一铁芯上，它们之间有磁的耦合，相绝缘的绕组套在同一铁芯上，它们之间有磁的耦合，没
2、有电的直接联系。当一次侧接到交流电源时，在外施没有电的直接联系。当一次侧接到交流电源时，在外施电压作用下，原绕组中有交流电流过，并在铁心中产生电压作用下，原绕组中有交流电流过，并在铁心中产生交变磁通，且这一磁通同时交链一、二次绕组，根据电交变磁通，且这一磁通同时交链一、二次绕组，根据电磁感应定律，一、二次绕组分别感应出电动势。二次侧磁感应定律，一、二次绕组分别感应出电动势。二次侧有了电势便向负载供电，实现了能量传递。有了电势便向负载供电，实现了能量传递。 一、二次一、二次绕组的感应电动势之比就是它们的匝数之比。改变一、绕组的感应电动势之比就是它们的匝数之比。改变一、二次侧绕组的匝数，就可以改变
3、输出电压，这就是变压二次侧绕组的匝数，就可以改变输出电压，这就是变压器的基本工作原理。器的基本工作原理。二、变压器的分类二、变压器的分类 变压器按用途一般分为电力变压器和特种变压器二大类。变压器按用途一般分为电力变压器和特种变压器二大类。电力变压器指的是电力系统一次回路中供输、配、供电用的电力变压器指的是电力系统一次回路中供输、配、供电用的变压器；特殊变压器是特殊电源、控制系统、电信装置中用变压器；特殊变压器是特殊电源、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。的用途特殊、性能特殊、结构特殊的变压器。（1 1）按作用分）按作用分类类：升压变压器、降压变压器、配电变压器、：升
4、压变压器、降压变压器、配电变压器、联络变压器等。联络变压器等。（2 2）按结构分类：双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组）按结构分类：双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器等。变压器、自耦变压器等。（3 3）按相数分类：单相变压器，三相变压器。）按相数分类：单相变压器，三相变压器。（4 4）按冷却方式分类：油浸自冷变压器，干式空气自冷变）按冷却方式分类：油浸自冷变压器，干式空气自冷变压器、干式浇铸绝缘变压器、油浸风冷变压器、油浸水冷变压器、干式浇铸绝缘变压器、油浸风冷变压器、油浸水冷变压器、强迫油循环风冷变压器、强迫油循环水冷变压器等。压器、强迫油循环风冷变压器、强迫油循环水冷变压
5、器等。二、变压器的分类二、变压器的分类（5 5）按绕组使用材料分类：铜线变压器、铝线变压器。）按绕组使用材料分类：铜线变压器、铝线变压器。（6 6）按调压方式分类：无载调压变压器，有载调压变压器。）按调压方式分类：无载调压变压器，有载调压变压器。 按用途分类主要有整流变压器、电炉变压器、电焊变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、牵引变压器、试验变压压器、矿用变压器、船用变压器、牵引变压器、试验变压器、调压变压器等。器、调压变压器等。三三. .变压器型号及技术参数变压器型号及技术参数1.1.变压器型号变压器型号按照国家规定，从按照国家规定，从1965196
6、5年年1010月月1 1日起，变压器一律实行汉日起，变压器一律实行汉语拼音字母的新型号。国产变压器一般遵循此规定，少部语拼音字母的新型号。国产变压器一般遵循此规定，少部分进口变压器未按此规定。分进口变压器未按此规定。SS在第一位代表三相，在第三、四位则代表三绕组；在第一位代表三相，在第三、四位则代表三绕组；FF代表油浸风冷；代表油浸风冷； Z Z代表有载调压；代表有载调压；JJ代表油浸自冷；代表油浸自冷； L L代表铝绕组代表铝绕组( (或防雷或防雷) )；PP代表强迫油循环；代表强迫油循环； D D代表单相，在末位表示移动式；代表单相，在末位表示移动式；OO代表自耦，在第一位代表降压，在末位
7、表示升压；代表自耦，在第一位代表降压，在末位表示升压；XX代表消弧线圈。代表消弧线圈。三三. .变压器型号及技术参数变压器型号及技术参数2.2.2.2.变压器的参数变压器的参数变压器的参数变压器的参数（1 1 1 1）产品型号）产品型号）产品型号）产品型号示例示例示例示例1 1 1 1：ODFS-334000/500ODFS-334000/500ODFS-334000/500ODFS-334000/500表示一台自耦单相、油浸、风表示一台自耦单相、油浸、风表示一台自耦单相、油浸、风表示一台自耦单相、油浸、风冷、三绕组、无载调压、铜导线、冷、三绕组、无载调压、铜导线、冷、三绕组、无载调压、铜导线
8、、冷、三绕组、无载调压、铜导线、334000kVA334000kVA334000kVA334000kVA、500kV500kV500kV500kV级级级级电力变压器。电力变压器。电力变压器。电力变压器。示例示例示例示例2 2 2 2：SSPSZ10-360000/220 SSPSZ10-360000/220 SSPSZ10-360000/220 SSPSZ10-360000/220 表示一台三相、油浸、水表示一台三相、油浸、水表示一台三相、油浸、水表示一台三相、油浸、水冷、强迫油循环、三绕组、有载调压、铜导线、冷、强迫油循环、三绕组、有载调压、铜导线、冷、强迫油循环、三绕组、有载调压、铜导线、
9、冷、强迫油循环、三绕组、有载调压、铜导线、360000kVA360000kVA360000kVA360000kVA、220kV220kV220kV220kV级电力变压器（损耗水平为级电力变压器（损耗水平为级电力变压器（损耗水平为级电力变压器（损耗水平为10101010型）。型）。型）。型）。三三. .变压器型号及技术参数变压器型号及技术参数（2 2）容量比）容量比对多绕组变压器需给出容量比，如对多绕组变压器需给出容量比，如(100/100/100)%(100/100/100)%、(100/50/100)%(100/50/100)%、(100/100/50)% (100/100/50)% 。（3
10、 3）频率：）频率：50Hz50Hz或或60Hz60Hz。（4 4）电压组合）电压组合如某三圈变压器电压组合，电压组合所出现的电压为额定如某三圈变压器电压组合，电压组合所出现的电压为额定电压。电压。（5 5）联结组标号）联结组标号用一组字母和时钟序数指示高压、中压（如果有）及低压用一组字母和时钟序数指示高压、中压（如果有）及低压绕组的联结方式，且表示中压、低压绕组对高压绕组相位绕组的联结方式，且表示中压、低压绕组对高压绕组相位移关系的通用标号。如某三圈变压器联结组标号移关系的通用标号。如某三圈变压器联结组标号Ynyn0d11Ynyn0d11。三三. .变压器型号及技术参数变压器型号及技术参数（
11、6 6）冷却方式）冷却方式 一般用四个字母顺序代号标志变压器的冷却方式。如一般用四个字母顺序代号标志变压器的冷却方式。如ONANONAN，ONAFONAF，OFAFOFAF，ODAFODAF，ODWFODWF。第一个字母表示变压器内部与绕组接触的冷却介质，第一个字母表示变压器内部与绕组接触的冷却介质，oiloil；第二个字母表示变压器内部冷却介质的循环方式，第二个字母表示变压器内部冷却介质的循环方式，naturalnatural、forceforce、directdirect；第三个字母表示变压器外部冷却介质，第三个字母表示变压器外部冷却介质，airair、waterwater；第四个字母表示
12、变压器外部冷却介质的循环方式，第四个字母表示变压器外部冷却介质的循环方式，naturalnatural、forceforce；（7 7）绝缘水平：）绝缘水平： 变压器运行时各部分所承受的电压包括设备最高工作电变压器运行时各部分所承受的电压包括设备最高工作电压以及可能出现的各种过电压，根据这些电压值所决定的试压以及可能出现的各种过电压，根据这些电压值所决定的试验电压以及相应的绝缘水平是变压器绝缘设计的基础。验电压以及相应的绝缘水平是变压器绝缘设计的基础。 三三. .变压器型号及技术参数变压器型号及技术参数（8 8）阻抗电压）阻抗电压 当一个绕组接成短路时，在另一个绕组中为产生额定当一个绕组接成短
13、路时，在另一个绕组中为产生额定电流所施加额定频率的电压。常以额定电压为基准，用百电流所施加额定频率的电压。常以额定电压为基准，用百分数表示。分数表示。 短路阻抗是变压器设计计算中一个十分重要的参数，短路阻抗是变压器设计计算中一个十分重要的参数，它的大小涉及到变压器的成本、效率、电压变化率、机械它的大小涉及到变压器的成本、效率、电压变化率、机械强度、短路电流大小等。为降低负载损耗，提高效率，减强度、短路电流大小等。为降低负载损耗，提高效率，减小电压波动率，短路阻抗应该小；为降低短路电流和增加小电压波动率，短路阻抗应该小；为降低短路电流和增加变压器耐受短路时的机械强度，短路阻抗应该大，在正常变压器
14、耐受短路时的机械强度，短路阻抗应该大，在正常情况下减小短路阻抗成本会适当降低。情况下减小短路阻抗成本会适当降低。三三. .变压器型号及技术参数变压器型号及技术参数（9 9）损耗）损耗 变压器的损耗一般分为空载损耗和负载损耗。变压器的损耗一般分为空载损耗和负载损耗。空载损耗：当额定频率的额定电压施加到一个绕组的端子，空载损耗：当额定频率的额定电压施加到一个绕组的端子，其他绕组开路时所吸取的有功功率。其他绕组开路时所吸取的有功功率。负载损耗：在一对绕组中，当额定电流流经一个绕组的线负载损耗：在一对绕组中，当额定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所路端子，且另一绕组
15、短路时，在额定频率及参考温度下所吸取的有功功率。吸取的有功功率。（1010）变压器并联运行的条件）变压器并联运行的条件额定电压比相同；联结组别相同；额定阻抗电压相同。额定电压比相同；联结组别相同；额定阻抗电压相同。四、变压器结构四、变压器结构器身器身铁心铁心绕组绕组引线（包括调压装置、引线夹件等）引线（包括调压装置、引线夹件等）绝缘绝缘附件（包括油枕、油门闸阀等）附件（包括油枕、油门闸阀等）油箱本体油箱本体油箱油箱冷却装置（包括散热器、风扇、油泵等）冷却装置（包括散热器、风扇、油泵等）保护装置（包括防爆阀、气体继电器、测保护装置（包括防爆阀、气体继电器、测 温元件、呼吸器等）温元件、呼吸器等）
16、出线装置（包括套管等）出线装置（包括套管等）变压器变压器四、变压器结构四、变压器结构1.1.铁芯：是变压器磁的通路，主要是铁芯：是变压器磁的通路，主要是心式铁心结构，铁心分心式铁心结构，铁心分单相三柱、三相三柱、三相五柱等结构，全斜接缝，多级步单相三柱、三相三柱、三相五柱等结构，全斜接缝，多级步进搭接，减少铁心接缝部位的磁场畸变，降低局部涡流损耗。进搭接，减少铁心接缝部位的磁场畸变，降低局部涡流损耗。铁心片采用高导磁、低损耗、冷轧取向硅钢片。硅钢片一般铁心片采用高导磁、低损耗、冷轧取向硅钢片。硅钢片一般选用武钢、宝钢、日本新日铁等，代表牌号为选用武钢、宝钢、日本新日铁等，代表牌号为27Q100
17、27Q100，23RK09023RK090，30ZH12030ZH120。2.2.绕组：是变压器电的通路。由铜线绕成完成后，套在铁芯绕组：是变压器电的通路。由铜线绕成完成后，套在铁芯柱上。线圈绕制形式一般为连续式、纠结式、螺旋式等。柱上。线圈绕制形式一般为连续式、纠结式、螺旋式等。 3.3.器身套装：采用整体套装，单个线圈和线圈组装都采用器身套装：采用整体套装，单个线圈和线圈组装都采用恒压干燥，以稳定绕组的轴向尺寸，器身压板和托板采用大恒压干燥，以稳定绕组的轴向尺寸，器身压板和托板采用大厚度整张热压绝缘纸板，保证了绝缘性能和机械强度，提高厚度整张热压绝缘纸板，保证了绝缘性能和机械强度，提高了绕
18、组的抗短路能力了绕组的抗短路能力。四、变压器结构四、变压器结构4.4.引线：采用铜绞线、铜排、铜管或铜棒作为载流导体，引线：采用铜绞线、铜排、铜管或铜棒作为载流导体，包一定厚度的绝缘，保证引线的温升和电气强度。包一定厚度的绝缘，保证引线的温升和电气强度。四、变压器结构四、变压器结构四、变压器结构四、变压器结构 5.5.油箱：就是大家所说的壳体，油浸式变压器油箱是保护油箱：就是大家所说的壳体，油浸式变压器油箱是保护变压器器身的外壳和盛油的容器，又是装配变压器外部结变压器器身的外壳和盛油的容器，又是装配变压器外部结构件的骨架。一般分为筒式油箱和钟罩式油箱。钟罩式油构件的骨架。一般分为筒式油箱和钟罩
19、式油箱。钟罩式油箱由上节油箱和下节油箱组成。箱由上节油箱和下节油箱组成。四、变压器结构四、变压器结构五、变压器组件五、变压器组件1.1.储油柜：一般有胶囊式储油柜和金属波纹式储油柜。储油柜：一般有胶囊式储油柜和金属波纹式储油柜。当当变压器油的体积因热胀冷缩时，起储油和补油作用，保证变压器油的体积因热胀冷缩时，起储油和补油作用，保证油箱充满油。同时减少变压器油与空气的接触面，降低油油箱充满油。同时减少变压器油与空气的接触面，降低油的劣化速度。油枕侧面的油位计，可以监视油位的变化。的劣化速度。油枕侧面的油位计，可以监视油位的变化。储油柜容积约为油箱容积的储油柜容积约为油箱容积的1/101/10。五
20、、变压器组件五、变压器组件2.2.冷却装置：分为三种：片式散热器、强迫油循环风冷冷却装置：分为三种：片式散热器、强迫油循环风冷却器、强迫油循环水冷却器。变压器在运行时产生的损却器、强迫油循环水冷却器。变压器在运行时产生的损耗（空载耗（空载+ +负载）都转变为热能，并以多种方式向周围散负载）都转变为热能，并以多种方式向周围散出。但因为变压器运行时产生连续的热量，且整体外表出。但因为变压器运行时产生连续的热量，且整体外表面面积时有限的，所以就必须附加一些冷却系统（热交面面积时有限的，所以就必须附加一些冷却系统（热交换器）。以达到尽快地将电力设备的温度降低，保证设换器）。以达到尽快地将电力设备的温度
21、降低，保证设备的安全性。备的安全性。五、变压器组件五、变压器组件五、变压器组件五、变压器组件五、变压器组件五、变压器组件3.3.3.3.分接开关：分为：有载调压和无载调压。分接开关：分为：有载调压和无载调压。分接开关：分为：有载调压和无载调压。分接开关：分为：有载调压和无载调压。a a a a、有载调压分接开关：可在带负荷的情况下切换分接头。、有载调压分接开关：可在带负荷的情况下切换分接头。、有载调压分接开关：可在带负荷的情况下切换分接头。、有载调压分接开关：可在带负荷的情况下切换分接头。b b b b、无载调压分接开关：必须在停电的情况下切换分接头。、无载调压分接开关：必须在停电的情况下切换
22、分接头。、无载调压分接开关：必须在停电的情况下切换分接头。、无载调压分接开关：必须在停电的情况下切换分接头。五、变压器组件五、变压器组件4.4.套管：绕组引出线通过套管引到油箱外，以便连接外电路。套管：绕组引出线通过套管引到油箱外，以便连接外电路。五、变压器组件五、变压器组件5.5.保护装置：包括速动油压继电器、压力释放阀、气体继保护装置：包括速动油压继电器、压力释放阀、气体继电器、油面温度计、绕组温度计、油位计（装在储油柜上）电器、油面温度计、绕组温度计、油位计（装在储油柜上）以及必要的监测装置等。以及必要的监测装置等。五、变压器组件五、变压器组件（1 1）速动油压继电器：是一种以油箱内部压
23、力变化速度作）速动油压继电器：是一种以油箱内部压力变化速度作为测量信号源的压力保护继电器。当油箱内部变压器油在单为测量信号源的压力保护继电器。当油箱内部变压器油在单位时间内的压力升高速度达到整定限值时，速动油压继电器位时间内的压力升高速度达到整定限值时，速动油压继电器将迅速动作使控制回路及时发出信号，保护变压器油箱的安将迅速动作使控制回路及时发出信号，保护变压器油箱的安全全 。 （2 2）压力释放阀：用来保护油浸式变压器等电气设备过压）压力释放阀：用来保护油浸式变压器等电气设备过压力保护的安全装置，可以避免油箱变形或爆裂。力保护的安全装置，可以避免油箱变形或爆裂。 当油浸式变压器内部发生事故时
24、，油箱内的油被气化，当油浸式变压器内部发生事故时，油箱内的油被气化，产生大量气体，使油箱内部压力急剧升高。此压力如不及产生大量气体，使油箱内部压力急剧升高。此压力如不及时释放，将造成油箱变形或爆裂。安装压力释放阀就是当时释放，将造成油箱变形或爆裂。安装压力释放阀就是当油箱内压力升高到压力释放阀的开启压力时，压力释放阀油箱内压力升高到压力释放阀的开启压力时，压力释放阀在在2ms2ms内迅速开启，使油箱内的压力很快降低。内迅速开启，使油箱内的压力很快降低。五、变压器组件五、变压器组件五、变压器组件五、变压器组件（3 3）气体继电器：是油浸式变压器一种主要保护装置。因变）气体继电器：是油浸式变压器一
25、种主要保护装置。因变压器内部故障而使油分解产生气体或造成油流冲动时，使气体压器内部故障而使油分解产生气体或造成油流冲动时，使气体继电器的接点动作，以接通指定的控制回路，并及时发出信号继电器的接点动作，以接通指定的控制回路，并及时发出信号或自动切除变压器或自动切除变压器。 五、变压器组件五、变压器组件（4 4）温控器：测量变压器油顶层温度（油面温控器）温控器：测量变压器油顶层温度（油面温控器）或变压器绕组温度（绕组温控器），并带有电气接点用或变压器绕组温度（绕组温控器），并带有电气接点用于控制变压器冷却系统及发出报警（跳闸）信号的保护于控制变压器冷却系统及发出报警（跳闸）信号的保护仪器。仪器。五
26、、变压器组件五、变压器组件（5 5 5 5）充氮灭火装置：）充氮灭火装置：）充氮灭火装置：）充氮灭火装置：当变压器内部发生故障，油箱内产生当变压器内部发生故障，油箱内产生大量可然气体油温升高，引起气体继电器动作闭合触头，使大量可然气体油温升高，引起气体继电器动作闭合触头，使断路器跳闸断路器跳闸; ; 火灾探测信号同时动作启动防火防爆程序，打火灾探测信号同时动作启动防火防爆程序，打开排油阀，排油卸压，防止变压器爆炸起火。开排油阀，排油卸压，防止变压器爆炸起火。同时，变压器储油柜下的断流同时，变压器储油柜下的断流阀动作，自动切断储油柜到变阀动作，自动切断储油柜到变压器箱体的补油油路，排油几压器箱体的补油油路，排油几秒钟后氮气从变压器箱体底部秒钟后氮气从变压器箱体底部注入，搅拌变压器油，强制冷注入，搅拌变压器油，强制冷却油温，并形成氮气保护层隔却油温，并形成氮气保护层隔绝氧气的进入，达到防火的目绝氧气的进入，达到防火的目的。的。五、变压器组件五、变压器组件谢谢大家！
