第3章 变压器与电动机

1、第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 第第3章章 变压器与电动机变压器与电动机 3.1 变压器变压器 3.2 交流电动机交流电动机 3.3 直流电机直流电机 课题课题3-1 变压器空载实验变压器空载实验 课题课题3-2 交流电动机的拆装交流电动机的拆装 课题课题3-3 交流多速电动机的拆装交流多速电动机的拆装 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 3.1 变变 压压 器器 3.1.1 变压器的用途 在日常生产和生活中， 常需要各种高低不同的交 流电压。 如应用较广的三相异步电动机的额定电压为 380 v或220 v； 一般照明电压为220 v； 机床局部照 明及某些电动工具的额

2、定电压为36 v、 24 v、 12 v； 在电子设备中也需要各种不同的供电电压。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 在输电方面， 为减少线路损耗， 缩小导线截面而 采用高压输电。 输电电压一般为110 kv、220 kv或500 kv， 这么高的电压是不可能由发电机直接发出的； 另 外， 若对每种不同电压都用一套专用的发电和输电设 备也是不可能的。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 3.1.2 变压器的结构 变压器种类繁多， 但它们的作用、 原理都是一样 的。 不同类型的变压器， 尽管其外形、 体积和重量等 有很大差别， 但其基本结构都是相同的， 如图3.1所示。 第

3、第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 图3.1 变压器的基本结构及符号 t 1 2 3 1初级绕组；2铁心；3次级绕组 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 最简单的单相变压器由一个闭合的铁心(构成磁路) 和绕在铁心上的两个匝数不同、 彼此绝缘的绕组(构成 电路)构成。 铁心是变压器的磁路部分， 为了减小涡 流及磁滞损耗， 铁心多用厚度为0.350.5 mm的硅钢 片两侧涂有绝缘漆叠加组成， 使叠片相互绝缘。 按铁 心的构造， 变压器又可分为芯式和壳式两种， 如图3.2 所示。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 图3.2 芯式变压器和壳式变压器 (a) 芯式; (b)

4、 壳式 (a)(b) 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 小型变压器的铁心常采用各种不同形状的硅钢片叠合 而成， 常用的有山字形(e形)、 f形、 日字形以及卷片 式铁心(c形铁心)， 如图3.3所示。 卷片式铁心不但加 工比较方便， 而且还有较好的工作特性。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 图3.3 小型变压器铁心形式 e字形f字形c字形日字形 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 3.1.3 变压器的分类 1. 按用途分类 (1) 电力变压器： 主要用于输配电系统， 又分为升 压变压器、 降压变压器和配电变压器等。 电力变压器 容量从几十千伏安到几十万千伏安

5、， 电压等级从几百 伏到几百千伏。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (2) 调压变压器： 用来调节电压， 实验室多使用 小容量的调压变压器。 (3) 控制变压器： 容量较小， 用于自动控制系统， 如电源变压器、 输入变压器、 输出变压器和脉冲变压 器等。 (4) 仪表变压器： 一般指电流互感器和电压互感器。 (5) 试验高压变压器： 用于高压试验， 如可产生 电压高达750 kv的试验变压。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (6) 特殊用途变压器： 有电炉变压器、 整流变压 器和电焊变压器等。 (7) 小型变压器： 又叫小功率变压器。 这种变压 器容量小, 电压低,

6、 体积小， 放在空气中(干式)使用。 (8) 安全隔离变压器： 是为小型电动工具的安全使 用而设计的, 将它接在市电和电动工具之间， 可防止触 电事故的发生。 (9) 感应自动变压器： 是为稳定负载电压而设计的， 安装在配电线路中， 可以调整电压的波动。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 2.按相数分类 (1) 单相变压器： 用于单相交流系统。 (2) 三相变压器： 用于三相交流系统。 (3) 多相变压器： 例如用于整流的六相变压器。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 3.按绕组数目分类 (1) 双绕组变压器： 有电炉变压器、 整流变压器和 电焊变压器等。 (2) 自耦

7、变压器： 高低压共享一个绕组， 在高压、 低压绕组之间既有磁的耦合， 又有电的联系。 (3) 三绕组变压器： 每相有高压、 中压、 低压三 个绕组。 (4) 多绕组变压器： 每相有三个以上绕组。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 4.按铁心形式分类 按铁心形式， 变压器分为芯式变压器和壳式变压器。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 5.按冷却方式分类 (1) 油浸(自冷)式变压器: 把铁心和绕组装进绝缘油 箱中， 借助于油的对流来加强冷却。 (2) 干式变压器: 变压器的热量直接散发到空气中， 又称气冷式变压器。 (3) 充气式变压器: 变压器的器身放在封闭的铁箱 内，

8、 箱内充以绝缘性能好、 传热快、 化学性能稳定的 气体。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 7.按调压方式不同分类 按调压方式不同， 变压器分为无励磁调压变压器、 有载调压变压器。 8.按防潮方式分类 变压器受潮后， 性能变坏， 可能漏电或击穿， 甚 至烧毁。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 3.1.4 变压器的型号 变压器的型号是由基本代号及其后用一横线分开 加注的额定容量（kva）、 高压绕组电压（kv）构成 的。 变压器的基本代号由产品类别、 相数、 冷却方式 及其他结构特征四部分组成。 变压器型号的编排顺序 如下： i 1 2 / 3 第第3 3章章 变压器与

9、电动机变压器与电动机 其中， i为产品类别； 为相数； 为冷却方式； 为其他结构特征；1为设计序号； 2为额定容量 （kva）; 3为高压绕组电压等级（kv）。 变压器的基本代号及其含义见表3-1。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 表3-1 变压器基本代号及其含义 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 3.1.5 变压器的技术指标 1. 频率 f 频率f表示变压器适用的电源频率。 2. 相数m 相数m表示变压器绕组的相数， 也表示适用电源 的相数， 二者必须一致。 3. 额定电压un 一次侧额定电压： 是指电源施加在一次绕组出线 端子之间的电压(即线电压)的保证值。 第第

10、3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 4. 额定电流in 额定电流in表示在外施额定电压下， 变压器满负荷 运行时的线电流， 是以容量除以额定电压计算得出的。 5. 额定容量sn 在额定工作情况下， 变压器的最大输出能力以视在 功率来表示。 对三相变压器而言， 额定容量sn指三相 容量之和； 对于有高压、 低压、 中压(如果有的话)的 三相变压器而言， 额定容量指容量最大的那套三相绕组 的容量。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 3.1.6 中小型电力变压器 1. 变压器的极性 变压器铁心中的主磁通是瞬时交变的， 因此主磁 通在一、 二次绕组中产生的感应电势是交变的。 对每 一

11、个线圈来说， 存在着相对极性， 也就是当一次绕组 的某一瞬时电位为正时， 二次绕组也一定在同一瞬间 有一个电位为正的对应端。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 2. 变压器的连接组别 在电力系统中, 变压器需要经常并联运行， 而变压 器并联运行的首要条件是接线组别必须相同。 对于电力变压器， 不论是高压绕组还是低压绕组， 我国电力变压器标准规定只采用星形连接或三角形连 接。 把三相绕组的三个末端连在一起， 而把它们的首 端引出， 即形成星形连接或称y连接， 如图3.4(a)所示， 这种连接因其相电压相量图呈星形而得名。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 图3.4 变压器

12、的连接 (a) 星形连接； (b) 三角形连接一； (c) 三角形连接二 u 1 u 2 v 1 v 2 w 1 w 2 u 1 u 2 v 1 v 2 w 1 w 2 u 1 u 2 v 1 v 2 w 1 w 2 v 1 u 1 w 1 w 2 u 2 v 2 v 1 w 1 u 2 u 1 v 2 u 2 v 1 u 1 w 2 w 1 v 2 (a)(b)(c) w 2 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 3. 连接组别的画法 1） 变压器连接组别的决定因素 决定变压器连接组别的因素有以下三个： 线圈同名端的标志(u1u1， w1w1等)。 线圈的绕向。 线圈的连接方式。 第

13、第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 图3.5 y, d连接组别的画法 v 1 u 1 30 11 v 2 u 2 w 2 w 1 u 1 v 1 w 2 u 2 w 1 v 2 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 2） 连接组别的画法 现在我们以y, d连接为例介绍连接组别的画法， 如 图3.5所示。 (1) 画出y连接的高压绕组相电压及线电压的相量图。 (2) 根据所设条件， 三角形连接的低压侧绕组相电 压与高压侧绕组相电压相量完全相同， 由于三角形连 接的相电压等于线电压， 其相量如图3.5中所示。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (3) 将低压侧的u1点重

14、叠在高压侧u1点上， 画u1v1 的相量， 则u1v1就与u1v1同相。 (4) 从v1出发， 画出平行于w2w1的相量v1w1图。 (5) 从w1出发， 画出平行于w1u1的相量w1u1图。 (6) 将高压侧线电压相量u1v1作分针指向12点， 时 针u1v1则指向11点的位置， 这种连接组别叫做11点钟 连接， 记为y, d-11。 如果低压绕组与高压绕组绕向相反， 或者将低压 绕组的头尾交换， 则此时的相量图如图3.6及图3.7所示。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 图 3.6 y, d-11连接 u 1 v 1 w 1 u 1 v 1 w 1 v 1 u 1 w 1 u

15、1 w 1 v 1 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 图 3.7 y, d-5连接 u 1 v 1 w 1 v 1 u 1 w 1 u 1 w 1 v 1 u 1 v 1 w 1 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 4. 变压器连接组别的测量方法 测量变压器组别的方法有两种： 直流法和交流法。 （1） 直流法: 用干电池或蓄电池作为试验电流， 其接线方法见图3.8。 2） 交流法: 将高压和低压的一对同名端子(如u1、 u1)用导线连通， 在高压侧接入低压交流电， 然后测量 电源电压u1及另一对同名端子u2u2端的电压u2。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机

16、图 3.8 直流法测量变压器组别 v w 1 w 2 w 1 w 2 e sb 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 5. 变压器各种绕组连接组的应用范围 y， yn-12 连接组用于容量不大的三相变压器， 可 用于供电和照明混合负载， 高压侧的额定电压最高可 达35 kv， 低压侧额定电压最高可达40 kv， 变压器容 量不超过1500 kva。当三相负载不平衡时， 变压器中 的线电流不超过变压器低压侧额定电流的25。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 3.1.7 变压器的检修 1.变压器检修前的准备工作 (1) 检查前的准备。 (2) 备品、 备件的准备。 (3) 各种

17、工具及试验设备的准备。 (4) 吊心前必须有严密的组织措施和技术措施。 (5) 核实起吊设备、 起吊重量， 详细检查起吊所用 的绳索、 导链、 拉钩等工具， 必要时应进行承载试验。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 2.变压器吊心(或吊钟罩) (1) 吊心时间的确定。 (2) 选择无烟灰、 尘土和水汽的干净地点作为吊心 场所。 (3) 吊心时的铁心温度(即变压器上层油温)比空气温 度高10以上。 (4) 起吊前应有严密的组织措施， 起吊时应有专人 指挥， 油箱四脚也要设专人监视。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (5) 每根钢绳与铅垂线的夹角不得大于30， 否则应 采

18、取辅助措施。 (6) 起吊变压器钟罩时， 为防止钟罩在空中摆动， 碰伤绝缘部件、 引线、 支架等， 可考虑在起吊钟罩装 置时使用不使其摆动的稳钉。 (7) 起吊时应尽量缩短铁心在空中停留的时间， 并 防止铁心、 绕组和绝缘部件与油箱碰撞而受到损伤。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 3.变压器铁心、 线圈的检修 （1） 检修变压器铁心、 线圈时应遵守下列规定： 检修人员除携带必需的检修用具外， 禁止携带 其他与检修工作无关的物品(包括工作服口袋内的钥匙 和其他物品)， 工作人员必须穿不带铁钉的软底鞋， 并准备好擦汗的毛巾。 使用的行灯必须是36 v以下的电压。 检修人员上下铁心时，

19、 只能沿木支架或铁构架 上下， 禁止手抓脚踩线圈引线上下， 以防止损坏线圈 绝缘。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 （2） 铁心检修的内容包括： 逐个检查各部分的螺栓、 螺帽， 所有螺栓均应 紧固并有防松垫圈、 垫片； 检查螺栓是否损伤， 防松 绑扎应牢固。 检查硅钢片的压紧程度， 铁心有无松动， 轭铁 与铁心对缝处有无歪斜、 变形等； 漆膜是否完好， 铁 心硅钢片之间应有良好的绝缘， 局部有无短路、 变色、 过热现象； 接地应良好且保证无多点接地现象。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 所有能触及的穿心螺栓均应连接紧固； 用 10002500 v兆欧表测量穿心螺栓与

20、铁心和与轭铁压 梁间的绝缘电阻以及铁心与轭铁压梁之间的绝缘电阻 (应卸开接地连片), 其值均大于10 m。 注意检查铁心穿心螺栓绝缘外套两端的金属座 套， 防止因套过长与铁心接触造成接地。 铁心表面应清洁， 油路能畅通； 铁心及夹件之 间无放电痕迹。 铁心通过套管引出的接地线应接地良好， 套管 应加护罩， 护罩应牢固， 以防打碎。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (3) 铁心可能发生的故障及处理方法如下： 夹件铁板因距铁心柱或铁轭的机械距离不够， 变压器在运输或运行过程中受到冲击或振动使铁心或 夹件产生位移后， 两者相碰触， 造成两点或多点接地。 铁心表面硅钢片因波浪突起与夹件相

21、碰， 或 穿心螺栓的钢座套过长与夹件相碰(或穿心螺杆绝缘管 损坏， 穿心螺杆与钢座套相碰)， 引起铁心多点接地， 见图3.9。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 图 3.9 铁心多点接地 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 图3.10 夹件与油箱壁相碰造成铁心多点接地 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 夹件与油箱壁相碰造成铁心多点接地， 如图 3.10所示， 此时应调整夹件与油箱壁之间的距离。 电焊渣、 杂物落在油箱及铁轭的绝缘中或者落 在铁心柱与夹件之间， 造成铁心多点接地， 此时应采 取措施清理电焊渣、 杂物等， 恢复它们之间的绝缘。 铁心上落有异物， 使

22、硅钢片之间短路(即硅钢片 之间的绝缘脱落， 局部出现癣一样的斑点， 绝缘碳化 或变色)， 则应拆开铁心进行检修。 穿心螺栓在铁轭中因绝缘破坏造成铁心硅钢片 局部短路， 则应更换穿心螺栓上的绝缘管和绝缘衬垫。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 （4） 线圈检修包括以下内容： 线圈所有的绝缘垫片、 衬垫、 胶木螺栓无松动、 损坏； 线圈与铁轭及相间的绝缘纸板应完整， 无破裂， 无放电及过热痕迹， 牢固无位移。 各组绕组排列整齐， 间隙均匀， 线圈无变形， 线圈幅向应无弹出和凹陷， 轴向无弯曲。 绕组的压紧顶丝、 紧顶护环、 止回螺帽应拧紧， 防止螺帽和座套松动掉下， 造成铁心短路。 线

23、圈表面无油泥， 油路应畅通。 线圈绝缘层应完整， 高、 低压线圈无移位。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 发现线圈有金属末或粒子， 应查明原因。 对于承受出口短路和异常运行的变压器， 特别 是铝线变压器， 应根据具体情况进行必要的试验和检 查， 防止缺陷扩大。 引出线绝缘良好， 包扎紧固， 无破裂现象； 引出线固定牢靠， 接触良好， 排线正确， 其电气距离 符合要求。 套管下面的绝缘筒围屏应无放电痕迹， 若有放 电痕迹， 说明引线与围壁距离不够，或电极形状、 尺 寸不合理， 有局部放电现象。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 4.电压切换装置的检查 (1) 有载分接开

24、关的维修与检修。 (2) 分接开关大修项目。 (3) 分接开关小修项目。 (4) 临时性检修。 (5) 分接开关的试验。 (6) 分接开关维修注意事项。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 5.油箱的检查及维修 (1) 油箱内部应清洁， 无污垢。 (2) 焊缝应完好， 无渗油现象。 (3) 各密封结合面应平整、 清洁， 密封垫良好， 无渗油、 漏油现象。 (4) 检查油箱内有无放电痕迹。 (5) 接地装置良好。 (6) 变压器顶盖坡度应符合要求。 (7) 外壳应喷漆。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 6.油枕的检修 (1) 将油枕内的油和沉淀物全部从下部排油孔排出， 对

25、油枕进行清洗(有盖的油枕应吊盖清洗)， 有锈者铲 除后重新喷漆。 (2) 检查油枕是否完好， 有无渗漏油部位， 油枕与 油箱的连通管是否通畅。 (3) 油位计应清洁、 完整； 玻璃管无裂纹； 油枕 与油位计的连接管应通畅， 不堵塞。 (4) 呼吸器的管子应高出油枕壁一定高度， 以防雨水 进入变压器。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 7.呼吸器的检修 呼吸器应符合以下要求： (1) 呼吸器内部应清洗干净。 (2) 过滤器与油枕连通管路应通畅， 管路的各连接 处应密封良好， 以防潮气进入。 (3) 过滤器内的吸湿剂应清洁干燥； 若已受潮， 应更换或处理。 第第3 3章章 变压器与电动

26、机变压器与电动机 (4) 呼吸器应固定牢靠， 固定高度以便于检修为原则。 (5) 呼吸器底部注入合格变压器油至规定高度。 (6) 变压器注油后， 呼吸器各部位均应无渗漏油现象， 呼吸器的功能应正常。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 8.防爆管的检修 (1) 清除防爆管内的油垢和铁锈。 (2) 检查防爆管的放气螺钉是否完好， 防爆筒与 油枕的连通管或与呼吸器的连通管应畅通。 (3) 检查防爆管的薄膜垫是否良好， 若有损坏或 变质， 应予以更换。 (4) 防爆管应与油枕连通或呼吸器与大气连通。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (5) 防爆管与油枕的连通管应低于隔膜袋口，

27、 防止 油枕出现假油位时油流入隔膜袋。 (6) 安装时防爆管的喷口不得对准套管， 以免出现 故障时喷出的油、 火、 气体造成套管间闪络。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 9.冷却器的检修 变压器的冷却装置包括散热器、 风扇、 冷油器和 潜油泵等， 检修时应认真做好以下检查测试工作： (1) 清除整个散热管子上的污垢， 检查散热器内部 是否清洁， 有无锈蚀、 积水； 用变压器油将内部冲洗 干净。 (2) 检查散热器是否严密不漏， 漏气或油压试验应 合格； 强油风冷循环散热器回路、 油路之间密封应良 好， 互不串油。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (3) 所有阀门、

28、取样门应开关正确、 灵活, 关闭严 密, 不漏油。 (4) 检查强油水冷装置的冷却器， 水管道和阀门等 的内部是否清洁， 有无堵塞现象， 经充气试验应合格 (不漏水、 漏油)。 (5) 强油循环的变压器应注意检查本体及冷却系统 各部位的连接密封是否良好。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (6) 水冷却冷油器和潜油泵在安装前应按照制造厂 商的安装说明书， 对每台机器做检漏试验。 (7) 检查风扇电动机转动是否轻快， 有无异常响声； 轴承润滑是否良好； 绝缘电阻是否合格； 操作回路和 联动启停装置动作是否正确。 (8) 检查风扇固定是否牢靠， 有无变形， 运行中 有无振动， 旋转方向

29、是否正确(垂直安装者风应向上吹， 水平安装者风应向内吹)； 风扇与散热器风筒之间应有 足够的间隙， 以免风扇扫膛。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (9) 检查潜油泵尾端的观察玻璃窗是否完整、 透明； 潜油泵叶轮转动是否灵活， 有无扫膛现象， 旋转方向 与标记是否一致； 油泵的冷却油路是否畅通无阻。 (10) 潜油泵的轴承应采用e级或c级， 上轴承应改 用向心推力轴承， 禁止使用无铭牌、 无级别的轴承； 运转中如出现过热、 振动、 杂音及严重漏油等异常现 象， 应立即停运并检修。 (11) 大修后的潜油泵应用千分表检查叶轮上端密封 环外圆的径向跳动公差， 不得超过0.07 mm。

30、 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (12) 检修时应注意检查油动继电器的薄膜及触点， 如果薄膜失效或微动开关失灵， 则应进行修理或更换。 (13) 检修时， 对强油循环的冷却系统的两个电源 应进行检修和自动装置的切换试验， 自投应良好， 信 号装置应可靠。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 10.温度计的检查和校验 (1) 温度计的校验及整定由仪表工人进行。 (2) 在变压器靠近弯部箱壁上应装有一个酒精温度 计， 以便在必要时校对扇形温度计的指示。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 11.套管的检修 (1) 清洗套管外部的油污。 (2) 检查套管的法兰、

31、铁件、 瓷件是否完好， 无 裂纹、 破损或瓷釉损伤， 瓷裙外面应无闪络痕迹。 (3) 要认真检查套管各部位的密封情况， 当套管和 铁件的胶合处发现裂纹、 破损和漏油等情况时， 必须 重新胶合。 (4) 接线端子帽及注油孔密封良好， 严防水分自引 线进入变压器内或进入套管内而发生故障。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (5) 对110 kv及以上的套管均应定期进行介质损失 角和电容量的测量以及油色谱分析， 如发现问题就在 大修中处理， 组装后应进行真空处理。 (6) 对新投运的110 kv及以上套管均应有局部放电 测试记录， 并进行微水分析、 油色谱分析和介质损失 角、 电容量等测

32、定。 (7) 检修人员应根据运行人员的记录， 在检修中注 意检查套管引出线端子的发热情况。 (8) 检修中更换不同型式、 尺寸的套管时， 应注 意套管装入变压器尾部的绝缘距离及电场分布状况。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (9) 定期对套管进行清扫， 保持套管清洁。 在污 秽严重地区的变压器， 可考虑采用加强型套管、 防污 硅橡胶裙或防污闪材料。 (10) 充油套管竖立静置一定时间后， 应无渗漏油 现象。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 12.引线检修 (1) 在变压器大修过程中， 应注意勿使引线扭转， 不要过分用力吊拉引线， 以免引线根部和线圈绝缘受 伤。 如果

33、引线过长或过短， 应及时予以处理。 (2) 在吊心(吊罩)时， 应注意检查引线间、 引线对 围屏及引线对地应保持足够的绝缘距离， 必要时予以 校正， 并注意去掉裸露引线上的毛刺尖角， 防止在运 行中发生局部放电以致击穿。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (3) 检查时严禁踩在引线的根部， 以免损伤引线与 线圈的焊接接头， 各引线接头应焊接良好。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 3.1.8 变压器检修后的组装 对变压器铁心、 外壳及附件检修完经详细检查后， 应用规定的液体(油、 碱溶液、 水)清洗干净再进行组 装。 组装的步骤如下： (1) 将变压器小心装入油箱， 并

34、装上大盖。 (2) 组装分接开关机构、 热虹吸、 散热器、 油枕、 气体继电器和防爆管等附件。 (3) 往变压器油箱中注油， 先将油注至淹没绕组， 其余部分待装完套管后再补注。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (4) 安装套管、 连接套管下端引线和分接开关的接头。 (5) 补注油至标准油位， 注油时应先排除大盖下面套 管座等突出部分积聚的气体。 (6) 静置8或24 h后， 均应对套管根部进行排气。 (7) 静置24 h后， 可做检修后的电气试验。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (8) 将变压器运回原安装地点， 对准检修前所做的 定位标记， 垫好变压器轮下垫铁。

35、(9) 连接套管引线， 接通风扇电动机电源， 并校 对电动机转向； 接通气体继电器和温度计的电源， 并 连接好接地线。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 3.1.9 热虹吸过滤器 检修后使用热虹吸过滤器时应注意以下几点： (1) 如果变压器内的油已相当老化并含有沉淀物， 应仔细清洗变压器， 除去外壳内的沉渣和机械混合物， 换油后才可使用热虹吸过滤器。 (2) 如果变压器油的绝缘强度已显著降低， 应选用 真空滤油机、 离心式滤油机滤除油中的水分。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (3) 投入使用前， 应往热虹吸过滤器内注满油， 并排除其中积存的气体。 (4) 如果热虹吸

36、出口的油， 其酸价比变压器外壳内 的油的酸价低， 而变压器的酸价达到0.10.15 mg， 则应立即更换吸附剂。 (5) 硅胶装入前必须进行干燥。 (6) 新装或更换硅胶时， 应选择颗粒大的硅胶。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (7) 装好硅胶后要排出热虹吸过滤器内的气体， 以 防气体继电器频繁动作。 (8) 热虹吸过滤器应安装正确， 防止活性氧化铝或 硅胶冲入变压器内。 (9) 定期检修， 根据化验结果及时更换硅胶。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 3.1.10 变压器油 油是流动的液体， 它能够充满变压器内各部件之 间的任何空隙， 将空气排除， 从而避免各部件

37、与空气 接触受潮而引起的绝缘性能降低。 1.变压器油的主要性能指标 (1) 比重： 油在2040时的比重不超过0.895。 (2) 粘度： 油在50时的粘度不超过1.8恩格勒。 (3) 闪点： 指油加热后产生的蒸气与空气混合， 遇 到明火能发生燃烧的最低温度。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (4) 凝固点： 油的粘度随温度而变化， 温度越低， 粘度越大。 (5) 酸价： 表示油中游离酸的含量。 (6) 酸、 碱、 硫及机械混合物： 这些杂质对电气 设备的绕组、 绝缘物、 导线和油箱都有腐蚀作用， 因 此含量越低越好。 (7) 安定度(安定性)： 由于变压器油和空气长期接 触并受

38、热， 因而会氧化成酸、 树脂、 沉淀物等， 称 为老化现象。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 2.定期取油样试验 我国常用的变压器油有国产25号(db25)和国产10 号(db10)两种。 新油是淡黄色的， 运行后呈浅红色。 如油色变暗， 表明油已受污染和氧化。 纯净的油透明 度较高， 放在玻璃瓶里呈现乳绿色或蓝紫色的反射荧 光。 当透明度降低， 荧光微弱或消失时， 表明油中混 有杂质。 好油应无气味或只有一点煤油味， 如有焦味 或酸味， 则表明油已老化变质。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 3.变压器油的净化 当变压器油内混有水分和杂质时， 可以通过处理 恢复油的

39、原有性能， 最常用的方法是滤油。 一般用滤 纸式滤油机， 利用油泵压力使油透过滤油纸滤去水分 和杂质， 使油净化。 滤油必须在晴天或相对湿度较小 的室内进行。 滤纸应为中性， 使用前应放在80的烘 箱内干燥24小时。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 4.检查变压器上层油温 变压器上层油温一般应在85以下。 如油温突然 升高， 则可能是冷却装置有故障， 也可能是变压器内 部出现故障。 对油浸自冷变压器， 如散热装置各部分 温度有明显不同， 则可能是管路有堵塞现象。 5.检查变压器的油位及油的颜色是否正常， 是否 有渗漏油现象 从油枕上的油表检查油位， 油位应在油表刻度的 1434以

40、内(气温高时， 油面在上限侧； 气温低 时， 在下限侧)。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 3.1.11 特种变压器及变压器类产品 特种变压器指的是在特殊场合使用的专用电力变 压器， 其工作原理和基本性能与普通电力变压器相同， 但在结构、 绕组连接和技术资料上有其特殊性。 由于 用途各异， 特种变压器的种类很多， 本节只介绍比较 常用的几种。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 互感器的作用是： (1) 与测量仪表配合， 对线路的电压、 电流、 电 能进行测量； 与继电器配合， 对电力系统和设备进行 过电压、 过电流、 过负载和单相接地等保护。 (2) 使测量仪表、 继

41、电保护装置与线路的高电压隔 开， 以保证操作人员和设备的安全。 (3) 将电压和电流变换成统一的标准值， 以利于仪表 和继电器的标准化。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 1. 电压互感器 在高电压的交流电路中， 用电压互感器将高电压 转变为一定数值的低电压， 通常为100 v， 供测量、 继电保护及指示电路使用。 互感器在电力系统中的接 线原理如图3.11所示。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 图3.11 互感器在电力系统中的接线原理 v 112 12a ta tv 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 1) 工作原理 电压互感器按其工作原理可以分为电磁感应

42、式和 电容分压式两类。 常用的电压互感器是利用电磁感应 原理工作的， 其基本构造与普通变压器相同， 主要由 铁心、 一次绕组、 二次绕组组成。 电压互感器一次绕 组匝数较多， 二次绕组匝数较少， 使用时一次绕组与 被测量电路并联， 二次绕组与测量仪表或继电器等电 压线圈并联。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 图3.12 电压互感器的电原理图 原边 n 1 副边 n 2 铁心 电压表 v 指示灯 电度表 wh 至电流 互感器 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 2） 电压互感器的型号及电气图形符号 电压互感器可分为单相、 三相、 双绕组、 三绕组 以及户外装置、 户内装置

43、等多种类型。通常， 电压互 感器的型号用横列拼音字母及数字表示, 即 1 2 3 4 56 其中, 14以字母表示;5表示设计序号；6表示额定电 压(kv)。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 图 3.13 电压互感器的电气图形符号 v 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 电压互感器型号举例： jdj10表示单相双绕组油浸式电压互感器， 额定 电压10 kv； jsjw10表示三相三绕组五铁心柱油浸式电压互感 器， 额定电压10 kv； jdz10表示单相双绕组浇注式绝缘的电压互感器， 额定电压10 kv。 电压互感器的电气图形符号见图3.13。 第第3 3章章 变压器与

44、电动机变压器与电动机 3） 电压互感器的额定技术资料 (1) 变压比。 电压互感器通常在铭牌上标出一次绕组和二次绕 组的额定电压， 变压比是指一次与二次绕组额定电压 之比, 即k=u1u2。 (2) 电压互感器准确度。 准确度等级在数值上就是变比误差的百分限值， 通常电力工程上常把电压互感器的误差分为0.5级、 1 级和3级三种。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 图3.14 jdj-10电压互感器外形 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (3) 容量。 电压互感器的容量是指二次绕组允许接入的负荷 功率， 分为额定容量和最大容量两种， 其单位为va。 (4) 接线组别。

45、电压互感器的接线组别是指一次绕组线电压与二 次绕组电压间的相位关系。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 4） 10 kv系统常用电压互感器介绍 (1) jdj10型电压互感器(见图3.14)。 (2) jsjv10型电压互感器。 (3) jdzl10型电压互感器。 (4) jsjb-10型电压互感器。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 图 3.15 三相五柱电压互感器的铁心结构示意图及线圈接线图 (a) 铁心结构示意图； (b) 线圈接线图 l 1 l 2 l 3 qs fu vvv kv 控制 信号 (b)(a) n 1 w 1 v 1 u 1 u 3 u 2 v 2

46、 w 2 n 2 n 3 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 图 3.16 jdzl-10型电压互感器外形 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 表3-2 常用电压互感器技术指标 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 图 3.17 z形正相序接线 u 1 v 1 w 1 一 次 绕 组 w 2 v 2 u 2 二 次 绕 组 n 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 2. 干式变压器 干式变压器用于高层建筑、 车站、 码头、 机场、 地下铁道等防火要求较高的场所。 1) 用途和特点 干式变压器的铁心和线圈都不浸在任何绝缘液体 中， 它一般用于安全防火要求较高的

47、场合。 (1) 开启式。 (2) 封闭式。 (3) 浇注式。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 2) 环氧树脂浇注式干式变压器 环氧树脂浇注式干式变压器具有难燃、 自熄、 耐 尘、 耐潮、 机械强度高、 体积小、 重量轻、 损耗低、 噪声小等特点， 与油浸式变压器相比有安全、 经济、 可靠、 方便等优点， 适用于对安全可靠性要求高的高 层建筑、 机场、 车站、 港口、 公共建筑物等。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (1) 难燃性、 自熄性。 为防止变压器故障引起火灾， 要求变压器本身具 有难燃、 自熄的特性。 (2) 损耗低。 变压器是电力系统中重要的电器设备， 提

48、高变压 器的效率对节约电能有很大的意义。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (3) 机械强度高。 正常运行的变压器当二次侧突然短路时， 虽然短 路的瞬变过程很短， 但巨大的冲击电流所产生的电磁 力以及线圈的急剧发热很可能会使变压器损坏， 因此， 变压器的结构必须具备承受短路电流冲击的能力。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (4) 绝缘性能好。 由于环氧树脂具有良好的耐湿性， 且绕组经过浇 注后与空气无直接接触， 因而特性稳定， 电气绝缘性 能好。 (5) 噪声低。 变压器噪声主要是由硅钢片的磁致伸缩引起的， 它由二倍电源频率基频和其他高次谐波分量叠加而成。 第第3 3

49、章章 变压器与电动机变压器与电动机 3. 整流变压器 整流变压器是在大功率整流电路前使用的专用电 源变压器， 主要用于电解、 电镀、 电气牵引(城市电 车、 矿山运输)、 直流电动机调速和励磁、 充电、 静 电除尘等场所。 1) 用途和特点 工业用直流电源大部分是由交流电网通过整流变 压器与硅整流器或汞弧整流器所组成的整流设备而得 到的。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 整流变压器不同于电力变压器之处在于： (1) 电流波形不是正弦波。 (2) 根据整流装置的要求， 整流变压器阀侧有多种 不同的接法。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 表3 - 3 各种整流变压器的用

50、途和特点 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 2) 整流变压器连接法 整流变压器网侧线圈的连接法与电力变压器相同， 阀侧线圈则根据整流电路的连接方式而有许多的连接法。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 4. 电炉变压器 电炉的种类很多， 对应的电炉变压器的种类和型 号规格也很多， 可用于各种金属的冶炼、热处理、 合 金的制取、 电渣重熔等。 一般来说， 电炉变压器的副 边电压低， 电流大， 可大范围调节。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 5. 矿用电力变压器 1) 一般型矿用变压器 一般型矿用变压器可装在有煤尘和

51、沼气而无爆炸 危险的场所， 供电力拖动和照明用。 2) 隔爆型矿用变压器 隔爆型矿用变压器用于煤矿中有爆炸危险的场所。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 6. 高压试验变压器 1) 用途和特点 高压试验变压器可用于做工频、 冲击和直流高压 试验。 工频高压试验变压器(以下简称试验变压器)利 用其二次侧所感应的工频高电压， 对各种电工产品和 绝缘材料进行绝缘性能试验。试验变压器的特点是： (1) 电压高， 电流小。 (2) 一般为单相, 户内装置, 油浸自冷式， 高压线圈 通常一端接地(根据用户要求也有做成户外装置的)。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (3) 除用于外

52、绝缘污秽试验、 线路电压试验以及电 缆试验者外， 一般为1/2 h或1 h短时工作制。 (4) 由于工作电压高， 绝缘结构对试验变压器的整 体尺寸有决定性的影响。 因为绝缘层厚， 器身一般均 要求真空干燥， 100 kv以上要求真空注油。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 2） 主要技术指标 (1) 输出电压波形： 试验变压器的输出电压波形应 尽量接近正弦波。 (2) 阻抗电压： 试验变压器的二次电流一般为电容 性电流， 当二次电流流经调压器和试验变压器的阻抗 时， 将导致输出电压超过由电压比所确定的数值， 因 此试验变压器的阻抗电压不宜太大， 否则可能影响测 试结果的准确性， 同

53、时还会降低设备的短路容量。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 3） 结构 试验变压器的结构根据其内、 外绝缘的处理方式 不同而有以下三种： 单套管式、 双套管式和绝缘筒式。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 图3.18 单套管式试验变压器 xaax xaaxa 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 图3.19 绝缘筒式试验变压器 a 5 4 3 2 1 1线圈； 2铁心； 3绝缘件； 4绝缘筒； 5屏蔽罩 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (1) 单套管式： 如图3.18所示， 二次线圈一端用高 压套管引出， 一端接地或用低压套管引出； 铁心为单 相

54、单柱旁轭式。 (2) 双套管式： 高压线圈两端都用高压套管引出， 铁心为单相双柱式, 左、 右两柱的高压线圈互相串联， 连接点(中点)接铁心。 (3) 绝缘筒式： 以绝缘筒(通常为酚醛纸筒或环氧 玻璃布筒)代替油箱和两个高压套管， 如图3.19所示。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 3.1.12 变压器的故障与排除 1.变压器投入运行前的检查 变压器投入运行前应进行以下检查： （1） 变压器的铭牌资料是否符合要求， 其电压等 级、 连接组别、 容量和运行方式是否与实际要求相符。 （2） 变压器各部位应完好无损。 （3） 变压器外壳接地应牢固可靠。 第第3 3章章 变压器与电动机变

55、压器与电动机 （4） 变压器一次、 二次侧及线路的连接是否完好， 三相的颜色标志是否准确无误。 （5） 采用熔断器和其他保护装置， 要检查其规格 是否符合要求， 接触是否良好。 （6） 检查夹件和垫块有无松动， 各紧固螺栓应有 防松措施。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 2.变压器运行中的检查 变压器运行中要进行以下检查： （1） 变压器声音是否正常。 （2） 变压器温度是否正常。 （3） 变压器一次、 二次侧的熔体是否完好。 （4） 接地装置是否完整无损。 如发现异常现象， 应停电进行检查。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 3.变压器常见故障及检查 1） 故障情况

56、 在变压器的各种故障中， 以线包故障最为多见， 如开路、 短路、 漏电及烧毁等。 2） 故障原因 变压器的故障原因很多， 小型变压器和大型变压 器也不尽相同， 下面主要讨论小型变压器的故障情况。 小型变压器故障的主要原因有： 材料不佳， 设计不良， 工艺不好， 使用不当以及偶然故障。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (1) 材料不佳。 (2) 工艺不好。 (3) 设计不良。 (4) 使用不当。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 3） 故障检查 变压器发生故障的原因有时比较复杂， 为了正确 检查和分析原因， 应进行下列检查。 (1) 外观检查： 检查线圈引线有无断线、

57、脱焊， 绝缘材料有无烧焦、 有无机械损伤， 再通电检查有无 焦臭味或冒烟； 如有以上故障， 应排除后再进行其他 检查。 (2) 检查各线圈的通断和直流电阻： 能够用万用 表直接测出的可用万用表检查； 对于直流电阻较小的， 尤其是电磁线较粗的变压器线圈， 最好用电桥测量直 流电阻。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (3) 测量各线圈之间、 各线圈与铁心之间的绝缘电 阻： 可用兆欧表进行测量， 冷却电阻应在50 m以上。 (4) 测量损耗功率： 测量电路如图3.20所示， 在 被测变压器未接入电路之前， 合上开关sa1， 调节调 压器t， 使输出电压为220 v， 这时功率表上的读数

58、1 为电压表、 电流表线圈所损耗的功率。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 图 3.20 损耗功率测量电路 t ap v 1 sa 1 a v 2 sa 2 r b 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (5) 测量空载电流: 将图3.20中的待测变压器接入电 路， 断开sa2， 接通电源使其空载运行， 当 v1的读数 为220 v时， 电流表a的读数即为空载电流。 (6) 测量额定输出电压: 将待测变压器接入图3.20的 a、 b两端， 合上sa2， 当 v1 读数为220 v时， v2的读 数即为该变压器的额定输出电压。 (7) 测量温升： 当加上额定负载时， 通电1

59、h以上 温升不得超过4050。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 4.故障处理 1） 接通电源副边无电压输出故障原因和检修方法 (1) 故障情况。 电源插头或馈线开路。 原边绕组开路或引线脱焊。 副边绕组开路或引线脱焊。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (2) 维修方法。 接通电源， 用万用表250 v交流挡测原边绕组引出 线端电压。 若为220 v左右， 说明插头与插座接触良 好， 插头与馈线均无开路故障。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 (3) 检修过程。 原、 副边绕组间短路或原、 副绕组边层间、 匝 间短路： 可直接用万用表或兆欧表检测, 将一表

60、笔接原 边绕组的一引出线端， 另一表笔接副边绕组的任一引 出线端。 铁心绝缘太差： 拆下铁心， 检查硅钢片表面绝 缘漆是否剥落。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 铁心叠厚不足或绕组匝数偏少： 若骨架空腔有 空余位置， 可适当增加硅钢片数量; 如无法增加， 只 要铁心窗口还有空余位置， 可通过计算适当增加原、 副边绕组匝数。 负载或外部电路不正常： 负载过重或输出电路 局部短路引起的变压器发高热不是变压器的问题， 只 要减轻负载或排除输出电路上的短路故障即可。 第第3 3章章 变压器与电动机变压器与电动机 2） 空载电流偏大的故障原因和检修方法 (1) 故障情况。 原边绕组数不足。