电气学员培训 变压器理论部分

1、型号中代表符号排列顺序分类类别代表符号1绕组耦合方式自耦O2相数单相三相DS3冷却方式油浸自冷干式空气自冷干式浇注绝缘油浸风冷油浸水冷强迫油循环风冷强迫油循环水冷GCFWFPWP4绕组数双绕组三绕组S5绕组导线材质铜铝L6调压方式无励磁调压有载调压Z电气学员学习资料(变压器理论部分)表4-1 电力变压器的分类和型号变压器的技术参数有额定容量SN，额定电压U1N、U2N，额定电流I1N、I2N，额定温升T，阻抗电压百分数Ud，都标在变压器的铭牌上。此外，在铭牌上还标有相数、接线组别、额定运行时的效率及冷却介质温度等参数或要求。（一）额定容量SN额定容量是设计规定的在额定条件使用时能保证长期运行的

2、输出能力，单位为kVA或MVA。由于变压器的效率很高，通常一、二次侧的额定容量设计成相等。对于三相变压器而言，额定容量是指三相总的容量。变压器额定容量与绕组额定容量有所区别：对于双绕组变压器，变压器的额定容量即为绕组额定容量，一般一、二次侧的绕组容量是相同的，对于三绕组变压器，当各绕组的容量不同时，变压器的额定容量是指容量最大的一个（通常为高压绕组）的容量，但在技术规范中都写明三侧的容量。例如，某厂用变压器，其额定容量为48/36/12MVA，一般就称这个厂用变压器的额定容量为48MVA。变压器容量的大小对变压器结构和性能数据影响很大。容量越大，变压器铁芯直径、线性尺寸、质量和损耗等的相对值越

3、小、越经济。变压器额定容量的大小与电压等级也是密切相关的。电压低、容量大时电流大，损耗增大；电压高、容量小时绝缘比例大，变压器尺寸相对增大。因此，电压低的容量必小，电压高的容量必大。（二）额定电压U1N、U2N额定电压是由制造厂规定的变压器在空载时额定分接头上的电压，在此电压下能保证长期安全可靠运行，单位为V或kV。当变压器空载时，一次侧在额定分接头处加上额定电压U1N，二次侧的端电压即为二次侧额定电压U2N。对于三相变压器，如不作特殊说明，铭牌上额定电压是指线电压，且均以有效值表示，但是组成三相组的单相变压器，如绕组为星形接法，则绕组的额定电压以线电压为分子，3为分母表示，如380/ 3kV

4、.变压器的额定电压应与所连接的输电线路电压相符合，变压器产品系列是以高压侧的电压等级而分的。（三）额定电流I1N、I2N根据额定容量和额定电压计算出的线电流称为额定电流，单位为A或kA。对于单相双绕组变压器：一次侧额定电流 I1N=SN/U1N 二次侧额定电流 I2N=SN/U2N对于三相变压器，如不作特殊说明，铭牌上标的额定电流是指线电流，即有：一次侧额定电流 I1N=SN/3U1N二次侧额定电流 I2N=SN/3U2N（四）额定频率fN我国规定标准工业频率为50HZ，故电力变压器的额定频率都是50HZ。（五）额定温升T变压器内绕组或上层油的温度与变压器外围空气的温度（环境温度）之差，称为绕

5、组或上层油的温升。在每台变压器的铭牌上都标明了该变压器的温升限值。我国标准规定，绕组温升的限值为65，上层油温升的限值为55，并规定变压器周围的最高温度为40。因此变压器在正常运行时，上层油的最高温度不应超过95。（六）阻抗电压百分数Ud双绕组变压器当二次侧短接，一次侧绕组流通额定电流而施加的电压称阻抗电压Ud,通常阻抗电压以额定电压百分数表示，即Ud=（UdUN)×100阻抗电压百分数又称短路电压百分数，它是变压器的一个重要参数。它表明了变压器在满负荷（额定负荷）运行时变压器本身的阻抗压降大小。它对于变压器在二次侧发生突然短路时，将会产生多大的短路电流有决定性的意义；对变压器的并联

6、运行也有重要意义。短路电压百分数的大小，与变压器成本和性能、系统稳定性、供电质量和变压器容量有关。当变压器容量小时，短路电压百分数亦小；变压器容量大时，短路电压百分数亦相应较大。我国生产的电力变压器，短路电压百分数一般在424的范围内，具体规定见表4-2。表4-2 双绕组变压器标准短路阻抗电压等级（KV）6103560110220短路阻抗（）44.56.588910.51224（七）空载合闸电流空载合闸电流是当变压器空载合闸到线路时，由于线路饱和而产生很大的励磁电流，所以又称为励磁涌流。空载合闸电流大大的超过稳态的空载电流，甚至可达到额定电流的57倍。空载合闸电流与合闸时铁芯的剩磁、电压相角有

7、关。合闸时电压相角等于0，磁通在半波内变化到2倍磁通。有同向剩磁时将增加的更多，空载合闸电流更为严重。变压器容量越大，其持续时间越长，可达510秒。在三相变压器中总有一相要产生这种过渡现象。（八）冷却方式变压器的冷却方式由冷却介质种类及其循环类型来决定。冷却介质种类及其循环类型的字母代号如表4-3所示。表4-3 冷却介质种类及其循环类型的字母代号冷却介质种类矿物油或可燃性合成油O循环种类自然循环N不燃性合成油L强迫循环(非导向)F气体G强迫导向油循环D水W空气A冷却方式由2个或4个字母代号标志，依次为绕组冷却介质及其循环种类；外部冷却介质及其循环种类。冷却方式的代号标志及其应用范围如表4-4所

8、示。表 4-4 冷却方式的代号标志及其应用范围冷却方式代号标志适用范围干式自冷式AN一般用于小容量干式变压器干式风冷式AF绕组下部设有通风道并用冷却风扇吹风，提高散热效果，用于500KVA以上变压器时是经济的油浸自冷式ONAN容量小于6300KVA变压器适用，便于维护油浸自冷式ONAF容量在8000-31500KVA变压器采用强迫风冷式ONAF用于高压大型变压器强迫水冷式OFWF强迫导向风冷或水冷ODAF/ODWF当变压器接在电压频率为额定频率、大小为额定电压的电网上，二次侧电流为额定电流，一次侧电流为额定电流时，称为额定运行状态，此时的负荷称为额定负荷，变压器可以长期可靠的运行于额定状态。变

9、压器的接线组别就是变压器一次绕组和二次绕组组合接线形式的一种表示方法；常见的变压器绕组有二种接法，即“三角形接线”和“星形接线”；在变压器的联接组别中“D表示为三角形接线，“Yn”表示为星形带中性线的接线，Y表示星形，n表示带中性线；“11”表示变压器二次侧的线电压Uab滞后一次侧线电压UAB330度（或超前30度）。变压器的联接组别的表示方法是：大写字母表示一次侧（或原边）的接线方式，小写字母表示二次侧（或副边）的接线方式。Y（或y）为星形接线，D（或d）为三角形接线。数字采用时钟表示法，用来表示一、二次侧线电压的相位关系，一次侧线电压相量作为分针，固定指在时钟12点的位置，二次侧的线电压相

10、量作为时针。 “Yn，d11”，其中11就是表示：当一次侧线电压相量作为分针指在时钟12点的位置时，二次侧的线电压相量在时钟的11点位置。也就是，二次侧的线电压Uab滞后一次侧线电压UAB330度（或超前30度）。 变压器二个绕组组合起来就形成了4种接线组别：“Y，y”、“D，y”、“Y，d”和“D，d”。我国只采用“Y，y”和“Y，d”。由于Y连接时还有带中性线和不带中性线两种，不带中性线则不增加任何符号表示，带中性线则在字母Y后面加字母n表示。n表示中性点有引出线。Yn0接线组别，UAB与uab相重合，时、分针都指在12上。“12”在新的接线组别中，就以“0”表示。 变压器的损耗包括两部分

11、：铁损和铜损。变压器内的磁通是在铁芯上流动的,铁芯对磁通具有磁阻,就像导体对电流又电阻一样,也会产生热量,这样的损耗较“磁滞损耗” 当变压器的初级绕组通电后,线圈所产生的磁通在铁心流动,因为铁心本身也是导体,在垂直于磁力线的平面上就会感应电势,这个电势在铁心的断面上形成闭合回路并产生电流,好象一个旋涡所以称为“涡流”。这个“涡流”使变压器的损耗增加,并且使变压器的铁心发热变压器的温升增加。由“涡流”所产生的损耗我们称为“铁损”。 铁损指变压器在额定电压下(二次开路),在铁芯中消耗的功率。变压器的铁损还包括磁滞损失,但在变压器的测试中,只需要知道变压器总的铁损,而不必分别测出磁滞损失与涡流损失。

12、变压器在空载情况下所取得的功率都消耗于铁损和原绕组的铜损 ,而原绕组的铜损由于空载时对应的电流很小,所以与铁损相比铜损就微不足道了,因此变压器空载时所消耗的功率可以近似的认为是铁损。 另外要绕制变压器需要用大量的铜线,这些铜导线存在着电阻,电流流过时这电阻会消耗一定的功率,这部分损耗往往变成热量而消耗,我们称这种损耗为“铜损”。 铜损(短路损耗)是指变压器一、二次电流流过该线圈电阻所消耗的能量之和。由于线圈多用铜导线制成,故称铜损。它与电流的平方成正比,铭牌上所标的千瓦数,系指线圈在75时通过额定电流的铜损。 变压器的温升主要由铁损和铜损产生的。由于变压器存在着铁损与铜损,所以它的输出功率永远

13、小于输入功率。 变压器的铜损分为两部分：原绕组的铜损和副绕组的铜损。在一个给定的变压器中,铜损仅与变压器的负载有关,测量变压器铜损是通过短路实验来测定的,在短路实验中,将变压器的低压端绕组短接,而给另一个绕组加上适当小的电压 ,使通过两个绕组的电流都等于额定值,称为短路电压,因为短路电压很低,此时变压器的铁损可以忽略不计,此时测得的功即可认为是变压器在额定状态下的铜损。 由此可以知道：变压器的铁损与变压器的一次电压有关,与二次负荷无关,就是说：只要变压器一次有电压就一定有铁损产生。电压一定,铁损就是一定的。 铜损则不同,它的大小主要取决负荷电流的大小。当变压器铁耗等于铜耗时变压器的效率最高,正

14、常运行中的变压器都是在额定工况 下运行,不是在最高效率下运行.变压器绝缘测量:一般规定见规程 变压器绝缘测量包括主绝缘和从绝缘两部分，主绝缘定义为变压器高低压绕组之间的绝缘及高、低压绕组分别对变压器外壳（地）的绝缘；从绝缘定义为变压器高、低压绕组匝间绝缘。我们测量变压器的绝缘一般测量三个数值：变压器高低压绕组之间的绝缘、变压器高压绕组对地绝缘、变压器低压绕组对地绝缘，注意高低压绕组应用相应电压等级的摇表，例如低厂变测绝缘，高压绕组6KV侧应用2500V摇表测，低压绕组0.4KV侧应用500V摇表测量，测高低压绕组间的绝缘应用2500V摇表测。测量变压器绝缘应注意电容充电高压损坏摇表，正确方法是

15、测量前应对变压器高低压侧分别对地放电后开始测量，测量时先将摇表摇至额定转速后将测量表线接触绕组，测量完毕后先将测量表线脱离接触绕组后在停止摇表摇动，测量时应测量吸收比，绝缘合格测量完毕应注意将变压器高低压侧在一次分别对地放电方可结束。全绝缘指变压器绕组首端和中性点端绝缘等级一致，分级绝缘指变压器绕组首端和中性点端绝缘等级不一致，中性点端绝缘等级低。对于高压变压器由于电压等级高，绝缘材料造价高，大部分变压器都为分级绝缘，低压变压器大部分采用全绝缘，变压器中性点运行方式要求一般都是对高压变压器而言，确保变压器投运和退出时保证变压器中性点接地刀闸在合闸位置。变压器相关技术问答1、变压器有什么作用？为

16、什么需要用变压器升压后再向外输送电能？变压器是能够变换交流电压的设备，根据不同的需要可以升高和降低电压。因为在电力系统传送电能的过程中,必然会产生电压和功率两部分损耗,在输送同一功率时,功率损耗与电压的平方成反比,利用变压器提高电压可以减少送电损失.2、变压器一般由几部分组成？变压器一般由油枕、油位计、呼吸器、瓦斯继电器、套管、温度计、压力释放阀（或安全气道）、油箱、净油器（热虹吸过滤器）、放油阀、铁芯线圈变压器油等组成。3、变压器油有什么作用？（1）、起变压器绕组相间、层间、匝间的绝缘作用（2）、变压器油在油箱内因温差对流起散热作用（3）、灭弧作用4、变压器油枕以及油枕上的油位计有什么作用？

17、油枕作用有两个：一、调节油量，以保证油箱内经常充满油。避免油量过低露出铁芯线圈和吸入空气而使油质氧化受潮。二、减少油和空气的接触面，防止油被加速氧化和受潮。油位计的作用是指示变压器油枕中的油面高低，对油位起监视作用。因为油位过低，会引起瓦斯继电器动作，并影响散热和绝缘，加速油的氧化受潮。油位过高造成溢油使呼吸器失效。5、变压器油枕油位计上的标示（30度、+20度、+40度）油标什么用处？答：变压器油位计上所标温度线是指变压器在停电状态时，油温位于30度、+20度、+40度时的油面标志线，根据其标志线可判定油量的多寡，以决定是否加油或放油。（油温+40时油位还高于+40标志线说明油太多，油温为-

18、30时油位还低于-30标志线说明油太少了）6、怎样判断呼吸器内的吸附剂是否变质？呼吸器又叫吸潮器，内装用氯化钴浸渍过的硅胶，正常为兰色，若由于吸潮后颜色变成粉红色说明已变质，需更换。现场有多数低厂变呼吸器内的吸附剂是白色的氯化钙，当颜色变黄说明已变质。阴影处需进一步落实7、变压器热虹吸的原理和作用是什么？热虹吸是通过净油器（又叫热虹吸过滤器）来改善运行中的变压器油的性能，防止变压器油继续老化的装置，净油器内充满硅胶，变压器正常运行中，由于上层油温高，于是变压器油从上向下经过净油器形成对流，油中的水分、渣滓、酸和氧化物等均被吸附剂吸收，从而对油质起到了净化作用。8、为什么只对变压器监视上层油温？

19、因为一般变压器上层油温比中下层油温要高，所以通过监视上层油温就能监视变压器线圈的最高温度。9、对运行中的变压器应做那些巡视检查？特殊巡视检查项目有哪些？（1）、正常巡视检查项目有：音响应正常油位应正常外壳清洁，无渗漏油现象油温正常冷却系统应运行正常瓷套管清洁无裂纹和无打火放电现象呼吸器畅通，硅胶不应吸潮饱和，瓦斯继电器应充满油引线接头无过热现象（2）、特殊巡视检查项目：系统发生短路或变压器事故掉闸后，应检查有无爆裂、移位、变形、烧焦、闪烙及喷油现象下雪天气，引线接头处是否有落雪熔化或蒸发现象大风天气，引线不应有强烈摇摆和松脱现象大雾、雷雨天气，瓷套管无放电闪烙现象气温急剧变化，应检查油位及油温

20、是否正常，冷却装置运行情况是否正常。10、为什么要规定变压器的允许温度？因为变压器运行温度越高，绝缘老化越快，绝缘材料的绝缘强度越低，易被高电压击穿形成故障；另外变压器油在高温下受氧化其老化速度越快，因此规定变压器温度不能过高。但规定允许温度也不是越低越好因为规定值太低又会限制变压器所带的负荷，使变压器容量得不到合理利用。11、我厂变压器上层油温允许值是如何规定的？上层油温最高值：#17主变（强油风冷）75度；高厂变、高备变（自然循环风冷）85度，低厂变（油浸自冷）95度。为了不使变压器油质加速劣化，运行中应留有一定的温升余度，一般规定最高值#1、2、3、4主变（强油风冷）70度；高厂变、高备

21、变（自然循环风冷）80度，低厂变（油浸自冷）85度。12、为什么测量变压器绝缘要计算绝缘吸收比？其值有何规定？因为根据变压器的绝缘吸收比可以判断变压器绝缘是否受潮、污秽或有无局部缺陷；绝缘吸收比等于60秒与15秒所测绝缘电阻值之比，一般应不低于1.3。13、变压器的外壳为什么要接地？变压器外壳接地主要是为了保障人身安全，因为一旦变压器绝缘损坏时，可以保证变压器的外壳接近零电位，从而防止人身触电。14、变压器的倒闸操作应遵循的原则或注意事项有哪些？变压器各侧装有断路器时，投入或退出运行必须使用断路器操作。如无断路器可用隔离开关拉合空载电流不大于2A的变压器。变压器投入或退出，应在有保护装置的电源

22、侧进行。停运时先停负荷侧后停电源侧，送电时顺序相反。变压器高低压侧都有电源时，为避免充电时产生较大的励磁涌流，一般采用高压侧充电，低压侧并列。检修后的变压器投入运行或转为热备用，应从高压侧对变压器充电，观察表记变化，确认无异常方可投运或热备用。对中性点直接接地运行的变压器，其投运或退出均应先合其中性点地刀，以防操作过电压损坏变压器绕组绝缘，变压器中性点地刀的倒换操作遵循先合后拉的原则，不允许220KV、110KV系统成为不接地系统运行。15、变压器运行中发生哪些情况应立即停止其运行？变压器内部声响很大，有爆裂声。在正常负荷和冷却条件下，油温异常升高超过极限且不断上升（检查温度计指示正确）储油柜

23、或安全气道防爆桶、压力释放阀喷油。严重漏油低于油位计低限。油色变化过甚，油内出现碳质。套管严重破损和放电现象变压器冒烟着火16、变压器运行中常见的异常现象有哪些？冷却装置故障停运（冷却电源失电、风扇潜油泵电机故障）油温不正常升高油位过高或过低油色不正常出现碳质过负荷运行。放油阀、呼吸器、瓦斯继电器等处渗漏油。17、变压器瓦斯保护装置的作用？当变压器内部发生绝缘击穿、线圈匝间短路及铁芯烧毁等严重故障时，给值班人员发出信号或切断有关断路器以保护变压器。变压器重瓦斯保护动作的原因有哪些？可能的原因有：内部严重故障，如绕组或铁芯短路，绕组对铁芯放电，分接开关故障严重漏油使油面下降加油或滤油时空气进入发

24、生穿越性故障瓦斯继电器或其保护回路故障18、进行哪些工作需要将重瓦斯保护改投信号？变压器进行加油滤油、换潜油泵呼吸器更换吸附剂或进行畅通工作在瓦斯继电器或其二次回路上工作开闭瓦斯继电器连接管上的阀门时除取油样和打开瓦斯继电器上的放气阀放气外，在其他任何部位打开放气、放油阀门和塞子的工作。19、变压器运行电压过高或过低对变压器有何影响？当运行电压高于额定电压时，变压器铁芯饱和程度增加，空载电流增大；当高出很多时会引起励磁涌流和电压波形严重畸变。当运行电压低于额定值时，对变压器本身无影响，但影响供电质量。当变压器轻瓦斯动作信号发出后，值班人员应如何处理？当轻瓦斯动作后，重瓦斯保护未动作亦不得将其退

25、出，此时应严密监视变压器电流、电压、声音、温度等运行情况，并记录轻瓦斯动作间隔，并进行外部检查，首先通过油枕油位计检查油色、油位，观察气体继电器气体量及颜色，收集气体并判别气体性质，若确证是空气时则可将气体放掉，必要时通知检修取油样化验和对气体做色谱分析，查明是否因侵入空气、油位降低、二次回路故障或变压器内部故障引起。20、如何鉴定变压器的异常声音？正常运行时，应是均匀的“嗡嗡”声。铁芯固定螺栓松动发出“叮叮当当”的锤击声及“呼呼”的刮风声严重的分接开关接触不良，匝间断路，铁芯故障引起局部高温，出现使油沸腾的“咕噜”声大雾、雨雪天套管可能发出“嘶嘶”、“嗤嗤”的放电声。21、变压器有载调压分接开关切换时的注意事项有哪些？(1) 手动操作时,指示数字已达终端数“1”或“19”则不得再向超越终端方向摇。(2) 手动操作时,应注意位置指示盘动作,同时听到快速前进机构的快速脱扣声,即为一档调 压完成,此时方能拔出手柄,中途不得停顿或拔出手柄。(3) 电动操作中,若分接头开关连续动作,指示