配电变压器培训讲义

1、北京华泰变压器有限公司 +变压器原理及额定数据 +变压器结构 +变压器运行和维护注意事项 +变压器柜体电气连锁装置原理 +考试题 变压器原理 变压器的工作原理建立在电磁感应原理的基础上，通过电磁感应，在两个电路之 间实现电能的传递。铁心是闭合铁心，原绕组接通电源后，交变电流在铁心中产生一 个交变磁通，交变磁通在原副绕组中感应出交流电势，该电势的大小均正比于磁通的 变化率与对应绕组的匝数，一、二次侧电压之比近似等于匝数比。改变副绕组的匝数， 可达到改变输出电压的目的，此为变压器的工作原理。 图1 变压器原理图 变压器铭牌数据 每台变压器都有一个铭牌，包括以下数据(以SCB10-1000/为例)：

2、 (1) 产品型号：SCB10-1000/10 (2) 标准代号：GB1094.11 (3) 产品代号：1FBG.715.345 (4) 额定容量：1000kVA (5) 额定电压 高压侧：10000V 低压侧：400V (6) 额定电流 高压侧：33.33 A 低压侧：1443.4 A (7) 绝缘温升：F (8) 联结组标号：Dyn11 (9) 相数：3相 (10) 频率：50Hz (11) 冷却方式：AN (12) 阻抗电压：6% (13) 绝缘水平：LI 75 AC 35/LI-AC 3 (14) 总重：3800kg (15) 出厂序号： （16）变压器的分接档位与电压的对应关系，见下

3、表。 高压侧高压侧低压侧低压侧 电压V联 接出线端电压V出线端 1050011-21 A B C 400 0 a b c 1025012-21 1000012-22 975013-22 950013-23 表1 变压器分接档示意表 +铭牌数据的相关说明：铭牌数据的相关说明： 产品型号：SCB10-1000/10 SCB10-1000/10 S-三相 D-单相 C-成形 固体 G-干式 B-箔式 绕组 10-性能 损耗水 平代号 1000-额 定容量 （kVA） 10-一次 侧额定 电压(kV) 额定电压：一次绕组的额定电压是电网(电源)额定电压； 二次绕组额定电压是在一次绕组加额定电压，变压器

4、处于空载状态时的二次 电压。 额定电流：它是变压器正常运行时所能承担的电流，在三相变压器中，额定电流均指 线电流。 额定容量：在额定工作条件下，变压器输出能力的保证值，即额定电压与额定电流的 乘积。 阻抗电压：短路试验在原边测出短路电压的实际值Uk，用原边额定电压的百分数表示， 称为阻抗电压uk,即uk = Uk /U1N100%；阻抗电压为百分数。 联结组：在三相系统中，关心的是线值，三相变压器高、低压绕组线电动势之间的相 位差，因其联结方法的不同而不一样，国际上采用时钟表示法标志三相变压器高、低 压绕组线电动势的相位关系，即规定高压绕组线电动势为长针，永远指向钟面上的 “12”，低压绕组线

5、电动势为短针，它指向的数字表示为三相变压器联结组标号的时 钟序数，其中指向“12”，时钟序数为0。用大写、小写英文字母Y或y分别表示高、低 压绕组星形联结；D或d分别表示高、低压绕组三角形联结，在英文字母后边写出时钟 序数。下针对高、低压绕组Dy联结确定其联结组标号为11。（见图2） (a) 绕组联结图(b) 相量图 图2 Dyn11联结 变压器相关内容注释：变压器相关内容注释： +变压器的空、负载损耗： u空载损耗：变压器的空载损耗主要是铁损耗，主要包括 涡流损耗 u负载损耗：主要是铜损耗，为原、副绕组内电流所引起的欧姆电阻损耗，其实际值与用户的负荷量 有关。 u变压器空载合闸：变压器稳态运

6、行时，空载励磁电流时额定电流的2%-10%，但在空载接通瞬间，电 流的幅值却很大，往往比额定电流还要大好几倍。在变压器空载接通电源的过渡过程中，自由分量 磁通的大小与合闸的出相角有关。空载合闸电流的冲击对变压器本身并没有直接的危害。 u励磁涌流：变压器在投入运行的合闸瞬间，被施电压侧的绕组中将会有过渡电流产生，即激磁涌流。 u突发短路：三相变压器的短路故障：一相接地、两相接地、三相短路。最严重的情况发生在 =0(即在端电压经过零值时发生突然短路)时，此时最大短路电流为额定电流的25-30倍，运行时 应注意。短路时高压绕组是张力，低压绕组是压力。 附加损耗 磁滞损耗 图3 最严重情况下的突发短路

7、电流 Imax 图4 变压器突发短路时绕组受到的机械力 铁心铁心 结构结构 + 铁心采用45全斜接缝结构，铁心柱与铁 轭接缝处采用5级步进单片叠积结构，可改善 接缝处的磁场分布。 + 铁心柱自动叠积成型，有效减小铁心片 的毛刺高度、保证铁心片的几何尺寸精度。 + 采用槽钢夹件, 夹件刚度高，铁心外观 好,有很好的机械强度。上下铁轭采用四根穿 芯螺杆固定加紧力均匀，变压器线圈套装完 成后与铁心成为一个整体，结构稳定性好。 + 变压器铁芯表面涂刷具有防锈、防潮、 防止铁心表面结露功能的环氧树脂基涂料； 金属构件及全部标准紧固件均有表面防锈层 处理方案。 高、低压线高、低压线 圈结构圈结构 高压线圈

8、环氧树脂浇注采用静态混 料技术，绕制完的高压线圈经过预热后 转入环氧树脂真空浇注设备的浇注舱中 进行真空干燥以除去绝缘材料中的水分 和气体。环氧树脂、固化剂等化工材料 分别独立地进行真空脱气处理。计算机 控制软件按照工艺要求设定的配比、重 量和速度，将各种材料通过计量泵压入 静态混料器，充分混合后注入带模具的 线圈中，最后将浇注完毕的线圈加温固 化。 变压器低压线圈采用箔绕树脂 封端结构，并以予浸环氧树脂F级绝 缘的DMD复合箔作为层间绝缘。热固 化后完全成为一个刚体，有利于高、 低压线圈之间磁势平衡，提高变压 器的动稳定性；可以有效地减小低 压阀侧线圈中的涡流损耗。 变压器附件结构变压器附件

9、结构 +温控仪温控仪 温度传感器能实时监测三相绕组及铁心温度，具有绕组 超温报警、绕组超高温跳闸，铁心超高温报警，外壳开门 监视等功能，并能通过远程通信接口将信息上送到变电所 综合自动化系统，装置失电或装置故障信号有硬接点信号 输出。 柜柜 体体 根据用户要求，北京地铁柜体的 防护等级为IP20的外壳。外壳为拼装 式，现场可方便组装/拆卸，外壳柜 体材质为冷轧钢板。钢板表面喷塑， 结构紧凑，造型美观，外壳的前后板 壁上有门，便于用户维护。壳内设有 高低压电缆支架，电缆头置于壳内。 +变压器运行 +变压器在运行过程中，应经常对其进行监视和检查，若发现有异常现象或有碍于变压 器正常运行的情况发生，

10、应立即停电处理。情况严重时应尽快与我们联系。 +监视变压器运行时的声音及温度。 +监视、检查变压器的线圈、铁心及封线的外观，查看线圈有无损伤、变色的现象发生； 灰尘堆积的程度以及线圈上各类标志损坏，脏污的情况。 +监视测温装置等各个部件的状况。 +在运行过程中，一定要防止水滴滴落在变压器上，并应避免日光直接照射线圈。 +在运行过程中，防止人手及身体摸触线圈树脂层的表面。 浇注线圈树脂层表面的对地电压基本上等于线圈内部带电导体的对地电压值。见下式： 式中， Vs线圈树脂层表面的对地电压 (V) Vo线圈内部带电导体的对地电压 (V) ta 线圈树脂层表面对地距离 (mm) te 线圈树脂层厚度

11、(mm) a 空气的介电常数 a 1.0 e 树脂的介电常数 e 5.0 对于10kV 级，三相星接的线圈 Vo = 10000 / =5774V 若ta = 180 mm te = 2.5 mm 则 Vs= 5758 V 虽然线圈树脂层的绝缘电阻相当大，当人摸、触时可将充电电流限制到很小的数值， 但仍会受到强烈的电冲击，导致其他的危险情况出现。 为了防止发生意外的触点事故，出厂变压器线圈表面均有粘贴有标示危险的标志，现 场的操作人员应注意。 VV t tt so ea aeea () 3 +变压器的负载能力 变压器在运行过程中，是允许短时间超铭牌额定值负载的，其前提条件是不得损害 其正常的使

12、用寿命。 变压器的使用寿命用下式表示： L = 式中， L 变压器的使用寿命 wh变压器绕组的热点温度 (C) a 与绝缘材料相关的系数，a=0.1 b 与绝缘材料相关的系数，对于干式变压器 b=0.0578 干式变压器在标准规定的温度下运行，予期有30年的使用寿命。变压器的寿命与其 绕组的热点温度是密切相关的；绕组热点温度相对于标准规定的额定值每升高或降低 12 K，变压器的寿命损失将增加一半或减少一倍。这一法则是确定变压器超铭牌额定 值负载能力的重要根据。在这一法则的制约下，为了保证干式变压器的正常使用寿命， 变压器短时超铭牌额定值负载运行时，必须注意以下因素： a. 环境温度 b. 过负

13、载前的起始负载率（负载率为相对于铭牌额定值负载电流的百分率） c. 变压器的热时间常数。 ae b wh +变压器的维护 干式变压器在运行一段时间后，应停电进行以下必要的检查和保养： a. 检查线圈、铁心、封线、分接端子及各部位的紧固件，查看有无损伤、变形、 变色、松动、过热痕迹及腐蚀等现象产生，若有不正常的情况，应查明原因，采取必 要的政策。 b. 清除变压器上的灰尘。凡手能触及到的部位都应用干布檫拭，但不得使用挥发 性的清洁剂。铁心、线圈内部难以擦拭到的部位用吹风机将灰尘吹净。压缩空气的流 动方向与变压器运行时冷却空气的流动方向相反。 检查、保养完毕，变压器再次投入运行前，认真检查有无金属或非金属异物掉落， 遗留在线圈、铁心内及绝缘件上。还应进行绝缘电阻测试。 变压器的温控器在出现误报警、误跳闸的情况时，运行人员应参考温控器使用说明 书检查报警和跳闸的设定温度是否正确。若设置温度正确，则立即通知变压器专业人 员进行处理。 电源回路 电磁锁回路 开门报警回路 变压器门体电磁锁与变压器10kV进线断路器闭锁，当进线断路器分闸 后，对应电变压器门才可打开；变压器门打开的情况下，进线10kV断 路器不能合闸。 合闸联锁回路 开门跳闸回路 备用回路 1、变压器在