变压器培训讲义

1、电气一次设备的运行和维护培训讲义定义：电气一次设备是指直接生产、变换、输送、分配电能的电气设备。如发电机、线路、母线、变压器、互感器、断路器、熔断器和避雷器等。电气一次设备状态：运行状态：是指设备或电气系统带有电压，其功能有效。也就是设备电源至受电端的电路接通并有相应电压（无论是否带有负荷），且控制电源、继电保护及自动装置正常投入。热备用状态：是指该设备已具备运行条件，经一次合闸即可转为运行状态的状态。母线、线路、变压器、电抗器等电气一次设备的运行状态是指连接该设备的各侧均无安全措施，各侧的断路器全部在断开位置，且至少一组断路器各侧隔离开关处于合闸位置，设备继电保护投入，断路器的控制、合闸及信

2、号电源投入。断路器的热备用是指其本身在断开位置、各侧隔离开关在合闸位置，设备继电保护及自动装置满足带电要求。冷备用状态：指连接该设备的各侧均无安全措施，且连接该设备的各侧均有明显断开点或可判断的断开点。检修状态：指连连接该设备的各侧均有明显断开点或可判断的断开点，需要检修的设备已接地的状态，或该设备与系统彻底隔离，与断开点设备没有物理连接时的状态。在该状态下设备的保护和自动装置、控制、合闸及信号电源等均应退出。第一章 变压器概述变压器在电力系统中生产、输送、分配和使用电能的重要装置。变压器是利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器 。在电气专业维护的设备中,变压器是

3、一个非常重要的电气设备。本次授课的目的是让学员们了解变压器的工作原理，熟悉变压器的结构特点及种类，掌握变压器运行维护的基础知识。第一节 变压器的工作原理和结构一、变压器的工作原理变压器的基本工作原理是电磁感应原理。当交流电压加到一次侧绕组后交流电流流入该绕组就产生励磁作用，在铁芯中产生交变的磁通，这个交变磁通不仅穿过一次侧绕组，同时也穿过二次侧绕组，它分别在两个绕组中引起感应电动势。这时如果二次侧与外电路的负载接通，便有交流电流流出，于是输出电能。变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能。通常讨论变压器均忽略一、二次绕组的电阻和各种电磁能量损失，即理想变压器。根据电磁感应

4、原理，穿过一、二次绕组的磁通量、磁通量变化率相同，结果一、二次绕组产生的感应电动势和它们各自的匝数成正比，一、二次绕组的交变电流的周期、频率相同。理想变压器的基本物理公式U1/U2=N1/N2 I1/I2=N2/N1 P1=P2二、变压器的用途变压器是电力系统中数量极多且地位十分重要的电气设备，变压器的总容量大约是发电机总容量的9倍以上。其功能是将电力系统中的电能电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用。由于制造上的困难，发电机电压不可能很高（目前在20KV以下，联诚公司所属电站发电机母线电压大都为6.3kV，只有长潭河电站的发电机母线电压为10kV），所以在发电厂中要用升压变压器将发

5、电机电压升到很高，才能将大量的电能送往远处的用电地区，如10kV 、35kV、110kV等。而在用电负荷处，再用降压变压器将电压降低到适当的数值供用户电气设备使用。电力变压器在传输电能的时候，本身也有一些有功损耗，但数量不大，因而传输效率很高。中小型变压器的效率不低于95，大型变压器效率可达到98以上。三、变压器的分类1、按功能分：变压器按功能分，有升压变压器和降压变压器两大类。水电站主变压器都采用升压变压器；工厂变电所都采用降压变压器。终端变电所的降压变压器，也称配电变压器。2、按相数分：电力变压器按相数分，有单相、三相和多相变压器。水电站升压站都采用三相电力变压器。3、按绕组绝缘分：变压器

6、按绕组绝缘分，有油浸式、干式和充气式（SF6）等。水电站主变压器大多采用油浸式变压器，所用变现在很多都采用干式变压器。4、按冷却方式分：变压器按冷却方式分，有油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却式等。水电站主变压器大多采用油浸自冷式变压器。5、按绕组结构分：变压器按绕组结构分，有单绕组自耦变压器、双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器等。6、按调压方式分：电力变压器按调压方式分，有无载调压（又称无励磁调压）和有载调压两大类。联诚公司所属电站主变压器基本都为无载调压变压器。四、变压器的型号 -/1 2 3 4 5 6 7 8 91、相 数 ：D-单相 、S-三相2、冷却方式：F-

7、风冷式 W-水冷式（注：油浸自冷式和空气自冷式不标注） G-干式空气自冷。 C-干式浇注绝缘3、循环方式：自循环不标，P-强迫循环4、绕组数： 双绕组不标，S-三绕组5、导体材料：铜线不标，L-铝线6、调压方式：无励磁调压不标，Z-有载调压7、设计序号：一般7-11，8、额定容量：单位为kVA 9、高压绕组电压等级：单位为kV 7、（设计序号）性能水平代号电压等级kV性 能 参 数空 载 损 耗负 载 损 耗76、10符合GB/T 6451组符合GB/T 645135符合GB/T 645186、10符合GB/T 6451组35比GB/T 6451平均下降10%96、10配电变压器符合表A26、

8、10电力变压器比GB/T 6451组平均下降10%比GB/T 6451平均下降10%35比GB/T 6451平均下降20%106、10比GB/T 6451组平均下降20%比GB/T 6451平均下降15%35比GB/T 6451平均下降30%116、10比GB/T 6451组平均下降30%35比GB/T 6451平均下降40%长潭河水电站：1、主变：SF9-50000/110 121+2*2.5%/10.5， Ud%=10.5， YN,d112、厂用变：SC10-800/10 10.5+5%/0.4KV, Ud%=6, D,yn11龙家山水电站：1、1#主变：S10-6300/38.5 38.

9、5±2×2.5%/6.3kV， Ud%=7.5， Y，d112、2#主变：S10-10000/38.5 38.5±2×2.5%/6.3kV， Ud%=7.5， Y，d11 3、厂用变压器：SC10-315/6.3 6.3±5%/0.4kV，Ud%=4，D,Yn11程江口水电站：1、主变：S9-16000/121 121+2*2.5%/6.3kV, Ud%=10.5, YN,d112、厂用变：SC10-630/6.3 6.3+5%/0.4kV， Ud%=6， D,yn11由上可看出变压器采用的都是节能型变压器，且厂用变都是采用环氧浇注干式变。举例

10、说明：例一：一台三相、油浸、风冷、双绕组、无励磁调压、铝导线、20000 kVA、110 kV级电力变压器产品，其性能水平符合GB/T 6451规定，该产品的型号为：SFL720000/110例二：一台三相、油浸、水冷、强迫油循环、双绕组、有载调压、铜导线、360000 kVA、220 kV电力变压器产品，其性能水平符合GB/T 6451规定，该产品的型号为：SWPZ7360000/220五、变压器的结构2.分接开关1.高压套管4.瓦斯继电器3.低压套管6.油枕5.防爆管8.吸湿器7.油位表10.铭牌9.散热器12.油样活门11.接地螺栓14.活门13.放油阀门16.温度计15.绕组18.净油

11、器17.铁芯20.变压器油19.油箱变压器的主要组成部分：芯体。其中包括铁芯、绕组、分接开关等部件。油箱。包括油箱本体及附件（放油阀门、油样阀门、接地螺栓等）冷却装置。包括散热器或冷却器。保护装置。包括油枕、油表、呼吸器、防爆管、测温单元、气体继电器等。出线装置。包括高、中、低压套管等。1. 铁芯铁芯在电力变压器中是重要的组成部件之一。为了降低铁芯在交变磁通作用下的磁滞和涡流损耗，它由高导磁的硅钢片叠积和钢夹件夹紧而成。目前广泛采用导磁系数高的冷轧晶粒取向硅钢片，以缩小体积和质量，也可节约导线和降低导线电阻所引起的发热损耗。铁芯具有两个方面的功能：在原理上，铁芯是构成变压器的磁路。它把一次电路

12、的电能转化为磁能，又把该磁能转化为二次电路的电能，因此，铁芯是能量传递的媒介体。在结构上，它是构成变压器的骨架。在它的铁芯柱上套上带有绝缘的线圈，并且牢固地对它们支撑和压紧。铁芯的接地铁芯及其金属结构件必须经油箱面接地（对于铁芯柱和铁轭螺杆，则由于电容的耦合作用认为它们与铁芯电位一样，不需接地），且要确保电气接通。这是因为：铁芯是其金属结构件在线圈的电场作用下，具有不同的电位，与油箱电位又不同。虽然它们之间电位差不大，也将通过很小的绝缘距离而断续放电。放电一方面使油分解，另一方面无法确认变压器在试验和运行中的状态是否正常。铁芯多点接地的故障特征·铁芯局部过热，使铁芯损耗增加，甚至烧坏

13、；·过热造成的温升，使变压器油分解，产生的气体溶解于油中，引起变压器油性能下降，油中总烃大大超标；·油中气体不断增加并析出(电弧放电故障时，气体析出量较之更高、更快)，可能导致气体继电器动作发信号，甚至使变压器跳闸。 2. 绕组绕组是变压器最基本的组成部分，它与铁芯合称变压器本体，是建立磁场和传输电能的电路部分。变压器绕组由高压绕组，低压绕组，对地绝缘层（主绝缘），高、低压绕组之间绝缘件及由燕尾垫块，撑条构成的油道，高压引线，低压引线等构成。不同容量、不同电压等级的变压器，绕组形式也不一样。一般变压器中常采用同心式和交叠式两种结构形式。同心式绕组是把高压绕组与低压绕组套在同

14、一个铁心上。同心式绕组结构简单、绕制方便，故被广泛采用。 按照绕制方法的不同，同心式绕组又可分为圆筒式、螺旋式、连续式、纠结式等几种。交叠式绕组又叫交错式绕组，在同一铁心上，高压绕组、低压绕组交替排列。一般用于电压为35KV及以下的电炉变压器中。 变压器高低压绕组的排列方式，是由多种因素决定的。但一般是将低压绕级布置在高压绕组的里边。这主要是从绝缘方面考虑的。理论上，不管高压绕组或低压绕组怎样布置，都能起变压作用。但因为变压器的铁芯是接地的，由于低压绕组靠近铁芯，从绝缘角度容易做到。如果将高压绕组靠近铁芯，则由于高压绕组电压很高，要达到绝缘要求，就需要很多多的绝缘材料和较大的绝缘距离。这样不但

15、增大了绕组的体积，而且浪费了绝缘材料。再者，由于变压器的电压调节是靠改变高压绕组的抽头，即改变其匝数来实现的，因此把高压绕组安置在低压绕组的外边，引线也较容易。但某些大容量输出电流很大的变压器，低压绕组引出线的工艺复杂，往往把低压绕组放在高压绕组的外面。3.分接开关分接开关是调整电压比的装置。变压器在正常运行时，由于负荷的变动或一次侧电源电压的变化，二次侧电压也是经常在变动的。电网各点的实际电压一般不能恰好与额定电压相等。这种实际电压与额定电压之差称为电压偏移。电压偏移的存在是不可避免的，但要求这种偏移不能太大，否则就不能保证供电质量，并对客户带来不利影响。因此，对变压器进行调压（改变变压器的

16、变比），是变压器正常运行中一项必要的工作。为了改变变压器的变比，变压器必须有一侧绕组具有所需的几个分接抽头，以供改变该绕组运行的匝数，从而达到改变变压器变比的目的。这种连接以及切换分接抽头的装置，称为分接开关。 在一般情况下是在高压绕组上抽出适当的分接头，因为高压绕组常套在外面，引出分接头方便；另外高压侧电流小，引出的分接引线和分接开关的载流部分截面积小，开关接触部分也容易解决。变压器的调压方式分为无载调压和有载调压两种。无载调压时，不是变压器二次不带负载，而是把变压器各侧都与电网断开，在变压器不带电的情况下变换绕组的分接头，其结构简单；有载调压时，变压器是在不停电，不中断负载的情况下进行变换

17、绕组的分接头。为了在切换的过程中不致造成两切换抽头间线匝短路，必须接入一个过渡电路，通常利用一个电阻或电抗跨接在切换器的两抽头之间作为过渡。因此，有载分接开关包括过渡电路，结构较复杂，但其切换分接头可在带负荷下进行。随着对供电可靠性要求的提高，很多场合下停电调压不仅十分不便，而且有时是不可能的。所以在现代的的电力系统中，有载调压分接开关被广泛采用。提问：为什么一般情况下是在变压器高压绕组上抽出适当的分接头？因为高压绕组常套在外面，引出分接头方便；另外高压侧电流小，引出的分接引线和分接开关的载流部分截面积小，开关接触部分也容易解决。4.油枕油枕又叫储油柜，是一种油保护装置。它是由钢板做成的圆筒形

18、容器，水平安装在变压器油箱盖上，用弯曲联管与油箱连接。油枕的一端装有一个油位计（油标管），从油位计中可以监视油位的变化。油枕的容积一般为变压器油箱所装油体积的8%-10%。当变压器油的体积随着油的温度膨胀或减小时，油枕起着调节油量，保证变压器油箱内经常充满油的作用。如没有油枕，油箱内的油面波动就会带来以下不利因素：·油面降低时露出铁芯和线圈部分会影响散热和绝缘；·随着油面波动空气从箱盖缝里排出和吸进，而由于上层油温很高，使油很快地氧化和受潮。油枕的油面比油箱的油面要小，这样，可以减少油和空气的接触面，防止油被过速地氧化和受潮。·油枕的油在平时几乎不参加油箱内的循环

19、，它的温度要比油箱内的上层油温的低的多，油的氧化过程也慢的多，因此有了油枕，可以防止油的过速氧化。 变压器油枕有三种形式：波纹式、胶囊式、隔膜式。下面主要介绍一下胶囊式油枕。为了使变压器油面与空气完全隔绝，其油位计间接显示油面。该油枕是通过在油枕下部的小胶囊，使之成为一个单独的油循环系统，当油枕的油面升高时，压迫小胶囊的油柱压力增大，小胶囊的体积被缩小了一些，于是在油位计反映出来的油位也高起来一些，且其高度与油枕中的油面成正比；相反，油枕中的油面降低时，压迫小胶囊的油柱压力也将减少，使小胶囊体积也相对地要增大一些，反应在油位计中的油面就要降低一些，且其高度与油枕中的油面成正比。换句话说，它是通

20、过油枕油面的高、低变化，导致小胶囊压力大小发生变化，从而使油面间接地、成正比地反应油枕油面高低的变化。 5、呼吸器呼吸器又称吸湿器，通常由一根管道和玻璃容器组成，内装干燥剂（硅胶或活性氧化铝）。当油枕内的空气随变压器油的体积膨胀或缩小时，排出或吸入的空气都经过呼吸器，呼吸器内的干燥剂吸收空气中的水分，对空气起过滤作用，从而保持油的清洁。浸有氯化钴的硅胶，其颗粒在干燥时是蓝色的，但是随着硅胶吸收水分接近饱和时，粒状硅胶就转变成粉白色或红色，据此可判断硅胶是否已失效。受潮后的硅胶可通过加热烘干而再生，当硅胶颗粒的颜色变成钴蓝色时，再生工作就完成了。呼吸器的作用是提供变压器在温度变化时内部气体出入的

21、通道，解除正常运行中因温度变化产生对油箱的压力。呼吸器内硅胶的作用是在变压器温度下降时对吸进的气体去潮气。6、压力释放装置压力释放装置在保护变压器方面起到重要作用。充有变压器油的变压器，如果内部出现故障或短路，电弧放电就会在瞬间使油汽化，导致油箱内压力极快升高。如果不能极快释放该压力，油箱就会破裂，将易燃油喷射到很大的区域内，可能引起火灾，造成更大破坏。一次必须采取采取措施防止这种情况发生。压力释放装置有防爆管和压力释放器两种，防爆管用于小型变压器，压力释放器用于大、中型变压器。7、气体继电器气体继电器是变压器的主要保护设施，它可以反映变压器内部的各种故障及异常运行情况，如油位下降、绝缘击穿、

22、铁芯、绕组等受潮、发热或放电故障等，且动作灵敏迅速，结构连线简单，维护检修方便。气体继电器装设于变压器油箱与油枕之间的连管上，继电器上的箭头方向应指向油枕，并要求有11.5的安装坡度，以保证变压器内部故障时所产生的气体能顺利地流向气体继电器。 气体继电器按保护对象分为用于变压器本体保护和用于有载调压变压器闸箱保护两种类型。六、变压器油的作用变压器油在运行中主要起绝缘、冷却和灭弧作用。1、绝缘作用。变压器内的绝缘油可以增加变压器内部各部件的绝缘强度。油是易流动的液体，它能够充满变压器内各部件之间的任何空隙，将空气排除，避免了部件因与空气接触受潮而引起的绝缘降低。其次，因为油的绝缘强度比空气大，从

23、而增加了变压器内各部件之间的绝缘强度，使绕组与绕组之间、绕组与铁芯之间、绕组与油箱盖之间均保持良好的绝缘。2、冷却作用。变压器油还可以使变压器的绕组和铁芯得到冷却。因为变压器运行中，绕组与铁芯周围的油受热后，因温度升高，体积膨胀，相对密度减小而上升，经冷却后，再流人油箱的底部，从而形成油的循环。这样，油在不断的循环过程中，将热量传给冷却装置，从而使绕组和铁芯得到冷却。3、灭弧作用。变压器油能使木材、纸等绝缘物保持原有的化学和物理性能，使金属如铜起到防腐作用，有助于熄灭电弧。七、变压器的极性变压器铁芯中的主磁通，在一、二次绕组中产生的感应电动势是交变电动势，没有固定的极性。这里所说的变压器绕组极

24、性，是指一、二次绕组的相对极性，也就是当一次绕组的某一端在某一瞬间的电位为正时，二次绕组也在同一个瞬间有一个电位为正的对应端，这时我们把这两个对应端叫做变压器绕组的同极性端，或称同名端。极性是变压器并联运行的主要条件之一，主要取决于绕组的绕向。如果极性接反，在绕组中会出现很大的短路电流，甚至把变压器烧坏。八、变压器的连接组别变压器的连接组别就是用一组字母和数字表示变压器低压绕组对高压绕组相位移关系和变压器一、二次绕组的连接方式。三相变压器的一、二次绕组的连接方法有：星（Y）形连接和三角（D）形连接两种。星形连接用Y表示，若将Y接的中性点引出接地，则用YN表示。三角形连接用D表示。将一、二次绕组

25、分别按Y、 YN 、D接法进行配合，可形成多种连接方式。在我们国家，变压器的连接组别高压侧一般都是Y接。这是因为匝间绝缘Y接比D接的要求偏低、占地空间也小，同时匝数也少，绕起来省工，成本也低。而低压侧由于电压低，在绝缘方面的矛盾就不那么突出；有时大容量变压器低压侧电流很大，采用D接，在同样的线电流时，可以使相电流为Y接时相电流的1/3，绕组导线截面可相应减小，绕起来方便。因此，我国常见的连接组别有Y/yn0、Y/d11、YN/d11、YN/y0、Y/y0等。数字表示联接组号。联接组号一般采用时钟序数表示。因为高低压绕组对应的线电压之间的相位差总是30°的整数倍，这正好和钟面上小时数之

26、间的角度一样。方法就是把一次侧线电压相量作为时钟的长针，固定在时钟的12点上，二次侧对应线电压相量作为时钟的短针，看短针指在几点钟的位置上，就以这一钟点作为该接线组的联结组号。例如：若二次侧线电压与一次侧线电压同相位，则短针也应指在0点的位置，其接线组的组别就规定为0。若二次侧线电压超前于一次侧线电压30°，则短针应指在ll点钟的位置，其接线组的组别规定为l1。九、变压器的额定技术参数变压器的额定技术数据，是变压器在运行时能够长期可靠的工作，并且有良好工作性能的技术限额。它也是厂家设计制造和试验变压器的依据。变压器的额定技术数据都标在其铭牌上，主要包括以下内容。1、额定容量SN额定容

27、量是在额定条件使用时能保证长期运行的输出能力。单位一般以千伏安（kVA）或兆伏安(MVA)表示。2、额定电压UN 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地运行，单位以伏(V)或千伏(kV)表示，3、额定电流IN变压器各侧的额定电流是由相应侧的额定容量除以相应绕组的额定电压计算出来的线电流值，单位以安(A)或千安（kA）表示。4、空载损耗(也称为铁损) P0空载损耗是空载时的功率损耗。单位以瓦(W)或千瓦(kW)表示。5、空载电流I0空载电流是指变压器空载运行的励磁电流占额定电流的百分数。6、短路电压(阻抗电压百分数) UK短路电压是指将变压器的二

28、次绕组短路。在一次绕组施加电压，当二次绕组通过额定电流时，一次绕组所施加的电压与额定电压的百分比。短路电压百分数，在数值上与变压器的阻抗百分数相等，表明变压器内阻抗的大小。短路电压百分数是变压器的一个重要参数。它表明了变压器在满载（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，对变压器的并列运行也有重要意义。7、短路损耗（也称为铜损）PK短路损耗是指将变压器的二次绕组短路，一次绕组的电流为额定电流时，变压器绕组导体所消耗的功率。单位以瓦(W)或千瓦(kW)表示。第二节 变压器的运行方式一、变压器额定运行方式1、变压器在额定使

29、用条件下，在使用寿命期限内，全年可按额定容量运行。2、变压器的外加一次电压一般不应高于该运行分接头额定电压的105。不论电压分接头在任何位置，如果所加一次电压超过相应额定值的5，则变压器二次侧电流可达到铭牌额定电流。3、变压器并列运行应满足下列条件。1)变压比相等，仅允许相差±0.5。2)联结组别相同。3)阻抗电压百分数相等，仅允许相差士10。4)容量比不得超过3：1。大容量的两台变压器是否并列运行，应考虑各侧短路电流大小及断路器的开断容量能否满足要求。为限制短路电流，最简便的方法是将两台变压器低压侧分裂运行。4、油浸风冷和自冷变压器上层油温不宜经常超过85，最高一般不得超过95。一

30、般为防止油劣化过速，上层油温一般不得经常超过85。制造厂家有规定的可参照厂家规定，在现场运行规程中明确。二、变压器允许过负荷运行方式变压器允许在正常过负荷和事故过负荷的情况下运行。1、变压器的正常过负荷正常过负荷是指不影响变压器寿命的过负荷，其含义是指变压器在运行中的负荷是经常变化的，在过负荷运行时，绝缘寿命损失将增加；而在轻负荷运行时，绝缘寿命损失将减少。因此，可以按互相补偿关系，允许正常过负荷运行，不影响使用寿命。变压器正常过负荷的依据是变压器绝缘等值老化原则，即变压器在一段时间内正常过负荷运行，其绝缘寿命损失大；在另一段时间内低负荷运行，其绝缘寿命损失小。两者绝缘寿命损失互补，从而保持变

31、压器使用寿命不变。正常过负荷一般最高不得超过额定容量的2%。2、变压器的事故过负荷变压器的事故过负荷只允许发生在电力系统出现事故的情况下，为了保证对重要客户的连续供电，允许变压器在短时间内过负荷运行。变压器事故过负荷分为短期急救性负载和长期急救性负载两种。短期急救性负载下运行，相对老化率远大于1，绕组热点温度可能达到危险程度。出现这种情况时，应投入包括备用在内的全部冷却器（制造厂另有规定的除外），并尽量压缩负载、减少时间，一般不超过0.5h。当变压器有严重缺陷或绝缘有弱点时，不宜超过额定电流运行。3、变压器允许过负荷的注意事项1）若变压器存在较大缺陷，有下列情况时不准过负荷运行。·

32、冷却器系统不正常。· 严重漏油。· 色谱分析异常。· 调压分接开关异常。· 冷却介质（环境）温度超过规定而无特殊措施时。2）变压器正常过负荷运行前，应投入全部冷却器，必要时投入备用冷却器。事故过负荷运行时，则应将工作冷却器和备用冷却器全部投入。3）变压器出现过负荷时，值班员应立即报告当值调度，以便设法转移负荷，并加强监视和设备巡视。4）变压器过负荷运行中，应将过负荷的大小和持续时间及温油等情况做详细记录。对事故过负荷，应将事故过负荷的情况记入运行日志，并在变压器技术档案内作详细记载。第三节 变压器在运行中的巡视检查变压器是水电站各类电气设备中最重要的设备

33、之一，它一旦发生损坏事故，不仅需要检查分析和处理的时间较长，其损失影响也较大。因此平时认真地巡视检查，对于防止变压器发生事故或尽快地找到故障原因和部位，都是十分必要的。在正常运行的情况下，运行人员应严格按照变压器铭牌参数和变压器运行规程、联诚公司生产管理标准的规定运行，并按照规范中指定的周期和巡视检查项目及要求，对运行中的变压器进行全方位的检查，及时掌握变压器的运行状况。一、变压器的日常巡视检查1、变压器本体及所有充油设备的油位、油温、油色是否正常，是否接近或超过允许限额。2、变压器运行的声响与以往比较是否异常。3、变压器各侧套管应清洁，无损坏和放电痕迹；法兰应无生锈、裂纹和因电场不均匀产生的

34、放电声，套管末屏接地应良好；4、变压器各侧引线及连接金具不应过紧，接触良好，无过热现象。5、变压器油箱及冷却回路无渗漏现象，各阀门均在开启状态。6、冷却系统运行应正常，各部件无异常振动，控制信号把手、开关与实际运行方式一致。7、调压装置分头位置指示正确。有载调压开关操作箱应密封，无进水、受潮，机构部件应无锈污现象。8、呼吸器应畅通，油封完好，硅胶不变色。9、压力释放器指示杆无突出，无喷油现象。防爆管的玻璃应完好无损。10、气体继电器内应充满油，无气泡、杂物。11、变压器铁芯、外壳等接地情况良好，接地线应无锈蚀现象。12、三相负荷平衡且不超过额定值。13、变压器中性点接地运行方式与电网调度要求一

35、致。二、变压器的特殊巡视检查1、在下列情况时，应对变压器进行特殊巡视检查。（1）每次跳闸后。（2）大风、雾天、冰雪、冰雹、雷雨等恶劣条件过后。（3）设备变动或新设备投入运行后。（4）设备经过检修、改造或长期停运后重新投入运行。（5）异常情况下。包括：过负荷或负荷剧增、超温，设备发热、系统冲击、跳闸、有接地故障信号情况等。必要时，增派专人监视。（6）设备缺陷近期有发展时。2、在大风、大雾、大雪、雷雨后和气温突变等情况下，应对变压器进行下列特殊巡视检查。（1）过负荷时，监视负荷、油温和油位的变化情况，接头接触良好无过热，冷却系统运行正常。（2）大风时，应检查变压器周围有无容易被吹起的杂物，以防止杂

36、物搭挂于带电设备上，并注意引线的摆动情况。气体继电器防雨罩及端子箱门等柜门、盖应关好。（3）大雪、小雪、小雨天气时，应检查套管、绝缘子等有无电晕和放电闪络现象，各接线卡处有无发热冒气现象。（4）大雪天气，应检查各引线接头有无积雪，注意观察融雪速度，以判断接头是否过热。并重点检查套管、引出线间的挂冰情况，严重时应及时清除。（5）雷雨后，重点检查变压器各侧避雷器动作情况并作好记录，检查套管有无破损、裂纹及放电痕迹。（6）夜间异常天气巡视时，应注意观察引线接头处、线卡有无过热发红等现象。三、变压器的巡视周期1、变压器在正常运行情况的巡视检查每天不得少于2次。2、每周应进行夜间熄灯巡视一次，内容是检查

37、设备有无电晕、放电现象，接头有无过热现象。3、在大风、大雾、大雪、雷雨过后以及气候突变或特殊过负荷等异常情况下，巡视次数应适当增加。4、无人值班变电站内的变压器每周进行两次巡视检查。5、新投运或大修后的变压器，24h试运行期间应每间隔2h巡视一次，投运后的一周内，巡视次数应适当增加。第四节 变压器的运行和维护一、变压器的投运和停运1、对新装投运、长期停用或大修后的变压器，投运前应重新按DL/T596-1996电力设备预防性试验规程进行必要的试验，绝缘值应合格，并符合一般要求的规定。在变压器投运前，值班人员应仔细检查，确定变压器及其保护装置在完好状态，具备带电运行条件，并注意外部有无异物，临时接

38、地线是否已拆除，有载开关、无载开关、处于规定位置，继电保护装置处于正常、可靠状态。2、新投运的变压器必须在额定电压下做冲击合闸试验，新装投运的变压器冲击5次，大修、更换、改造后的变压器冲击3次。如有条件，要先做零起升压，后进行正式冲击试验。3、变压器投运、停运操作顺序，应在变电站运行规程中加以规定。变压器的充电，应由装有保护装置一侧的电源进行，还要考虑到是否会发生超过其绝缘所允许的过电压现象；停载时应先停负荷侧，后停电源侧。4、新装、大修、事故检修或换油后的变压器，在施加电压前静止时间不应少于：66kV及以下24h；220 kV及以下48h。二、采用胶囊储油柜变压器的运行维护1、储油柜加油时，

39、应尽量将胶袋外面与储油柜内壁间的空气排尽，否则会造成假油位及气体继电器动作，即应全密封加油。2、注意油量及进油速度要适当，防止因油速太快、油量过多可能造成的防爆管喷油、压力释放阀发声或喷油。三、无载调压分接开关的运行维护1、当变换分接头时，需停运变压器。2、要求先各正、反转动5档，以消除触头上的氧化膜及油污，也可发现触头的磨损情况。3、要注意分头档位的正确性。4、变换分接头后，应测量线圈档位的直流电阻及锁紧位置，并对分接头变换情况作好记录。5、对运行中不需要进行改变分接头的变压器，每年应结合预防性试验将分接头各正、反转动5档，并测量全档电阻。6、发现解除异常时，处理后才可运行。7、部分变压器无

40、载调压分接开关的调档操作方法有特殊要求时，应在现场运行规程中明确。2010年5月3日，联诚公司所属长潭河水电站发生一起变压器电气短路事故，造成主变差动保护动作、重瓦斯保护均动作跳闸，两台机组甩负荷停机。经检查，原因是由于两台主变压器在安装交接时分接开关档位没有锁定，在运行中变压器电磁振动力的作用下严重偏位，分接开关动、静触头接触不充分。分接开关因接触面积严重不足导致起弧烧坏。这次事故带给我们深刻的教训。第五节 变压器的异常运行及分析变压器在运行中如果一旦发生异常情况，将影响系统的运行方式及水电站电能的输送。变压器异常运行时应及时采取预防措施，以防止事故扩大。变压器运行中的异常一般有以下几种情况

41、。一、声音异常 变压器运行中有特殊异常的声音，通常有以下几种。 1、有粗细不均的尖响噪声。当电网发生单相接地或产生谐振过电压时，都会使变压器的声音增大，此时可结合电压表的指示变化及系统情况进行综合判断。有过励磁保护的，保护可能动作。 2、有沉重的“嗡嗡”声。当变压器过负荷时会发出此声。视其情况，应减少变压器负荷，或停止变压器运行。 3、有杂音。声音比正常时增大或有明显杂声时，但电流、电压无明显异常时，可能为铁芯紧固件或绑扎有松动，使硅钢片振动增大所致。 4、有“噼啪”放电声。若变压器内部或外表面发生局部放电，声音中就会夹杂有“噼啪”放电声。这时可经现场仔细检查，确定放电部位，并申请调度停止变压

42、器运行。 5、有撞击声或摩擦声。可能是变压器外部某一部件的摩擦声，或是外来高次谐波源所造成，应根据情况予以处理。6、有水沸腾声。若声音夹杂有水沸腾声，且温度急剧上升、油位升高，则应判断为变压器绕组发生短路故障，或分接开关因接触不良引起严重过热。此时应立即停用变压器，进行检查处理。 7、有爆裂声。若声音中夹杂有不均匀的爆裂声，则是变压器内部或表面绝缘击穿。此时应立即将变压器停用，检查处理。 二、油温异常 变压器在运行中温度变化是有规律的。当发热与散热相等，达到平衡状态时，各部分的温度趋于稳定。若在同样条件下。(冷却条件、负荷大小)，上层油温比平时高出lO以上时；或冷却装置良好，负荷不变而油温不断

43、上升时，则可认为是变压器内部发生故障。导致温度异常的原因主要有以下三个方面。 1、内部故障引起温度异常。变压器内部故障，如绕组匣间短路、铁芯多点接地使涡流增大而过热等。漏磁通与铁件、油箱形成回路而发热也会引起变压器温度异常。发生这些情况时，还将伴随有瓦斯或差动保护动作，故障严重时，还可能使防爆管或压力释放阀喷油，这时变压器应停用检查。 2、冷却器运行不正常引起温度异常。冷却器运行不正常或发生故障，如潜油泵停运、风扇损坏、冷却器管道外表积垢、冷却效果不良等，都会引起温度升高。此时应投入备用冷却器，对故障冷却器进行维护检查。同时如果发现油温接近极限允许值时，尤其在热天，应采取对冷却器进行水冲洗等措

44、施，以清除积污，提高散热能力。 3、变压器本体油箱外表局部温度异常。磁屏蔽接地不良、多点接地、绝缘破损等导致变压器本体油箱外表局部温度异常。经远红外测温发觋后，应汇报调度与相关部门，安排停电吊罩检修处理。三、油位异常 1、假油位如果变压器温度变化正常，而变压器油标管内的油位不正常或不变化，则说明储油柜油位是变压器的假油位。其原因有以下几种。 (1)呼吸器堵塞，所指示的储油柜不能正常呼吸。 (2)防爆管通气孔堵塞。 (3)油标堵塞或油位表指针损坏、失灵。 (4)全密封储油柜未按全密封方式加油，在胶袋与油面之间有空气(存在气压)。 2、油位过低 油位过低或看不到油位，应视为油位不正常。当低到一定程

45、度时，会造成轻瓦斯动作。严重缺油时，会使油箱内绝缘暴露受潮，降低绝缘性能，影响散热，甚至引起绝缘事故。油位过低，一般有以下几种原因。 (1)变压器严重渗漏油。 (2)设计制造不当，或储油柜容量与变压器油箱容量配合不当时(一般储油柜容积应为变压器油量的810)，一旦环境温度急剧下降，在低负荷时变压器油位就会下降过低。 (3)注油不当，未按标准温度油位线加油。 (4)高压套管因油试验多次放油，或因内、外部渗油造成油面过低。四、变压器轻瓦斯动作异常 变压器轻瓦斯动作异常一般由以下原因造成。 (1)变压器严重漏油导致油面降低。 (2)变压器大修、补油、油箱补焊后产生的气体未排空。 (3)变压器内部故障

46、产生气体。五、变压器外观异常 变压器运行中外观异常有以下几方面。(1)防爆管防爆膜破裂，水和潮气进入变压器内部，引起绝缘强度降低。常见原因主要有以下几种。1）材质选择、处理不当。2）加工不精密平整，装置结构不合理，安装工艺不符合要求，紧固螺栓受力不匀，接触面无弹性等。3）呼吸器堵塞或抽真空充氮气情况下操作不慎使之承受压力而破损。4）受外力或自然灾害袭击。5）变压器发生内部故障。(2)压力释放阀的异常。(3)套管闪络放电。套管闪络放电会造成发热，导致绝缘老化受损，甚至引起爆炸。常见原因主要有以下几种。1）套管表面脏污。2）制造过程中末屏接地焊接不良形成绝缘损坏。2）系统出现内部或外部过电压，套管

47、制造有隐患而又未能查出，及油分析异常等共同作用形成。(4)渗漏油。渗漏油是变压器常见的缺陷。有些严重渗漏缺陷，可以从对制造材质的检验，经过安装、运行中的振动，短期运行便可发现。但也有诸如焊接不良、砂眼等缺陷，要经过长时间运行才能发现。渗漏油常见部位及原因有以下几种。1）阀门系统、蝶阀胶垫材质不良、安装不良，放油阀精度不高，螺纹处渗漏。2）高压套管基座、电流互感器出线桩头胶垫处不密封或无弹性，造成接线桩头胶垫处渗漏。小绝缘子破裂，造成渗漏油。(5)油流继电器指示异常。原因主要有以下3种1）潜油泵本体故障停运。2）潜油泵电动机故障。3）油流继电器本身故障。六、颜色、气味异常变压器的许多故障常伴有过

48、热现象，使得某些部位或局部过热，因而引起一些有关部件的颜色发生变化或产生特殊气味。常见情况有以下几种。1、线头（引线）、线卡处过热引起异常。温度很高时会产生焦臭味。2、套管、绝缘子污秽或在损伤严重，发生放电、闪络时会产生一种特殊的臭氧味。3、呼吸器硅胶变色。正常干燥时呼吸器硅胶为蓝色。其作用为过滤吸收进入储同柜胶袋隔膜中空气的潮气，以免变压器受潮。当硅胶颜色变为粉红色时，表明硅胶已受潮而且失效。一般已变色硅胶达2/3时，值班人员应通知维修人员更换。4、附件电源线或二次线老化损伤，造成短路，产生异常气味。5、气体继电器气体聚集。正常情况下，变压器气体继电器内充满了变压器油，若气体继电器内有气体聚

49、积，气体集积到一定程度时，会造成轻瓦斯信号动作。严熏故障时，油流及气流冲动挡板会造成重瓦斯跳闸。在此情况下应采取气、油样进行检查分析。常见气体特征有以下几种。1）无色、无味、不可燃气体是空气。2）黄色、可燃气体是木质故障产生的气体。3）浅灰色、可燃并有臭味的气体是纸质故障产生的气体。4）灰黑色、易燃的气体是铁质故障使绝缘油分解产生的气体。以上气体特征分析可用于异常运行分析。故障时，气体特征分析可作临场判断时参考，确切结论还应作色谱分析并结合现场具体情况作综合分析、判断。第六节 变压器事故分析一、变压器的事故状态变压器在运行中的异常状态可能就是事故状态的前奏，如果处理不当或延误处理，便会转化为事

50、故状态。以下为变压器常见的事故状态。1、变压器的异常运行状态继续发展将导致变压器事故跳闸。2、发生不符合变压器正常运行的一般要求项目的现象时，有可能出现使变压器烧损的情况。3、变压器有火光、响声很大且不均匀或有爆裂声。4、变压器严重漏油、喷油和着火。变压器处于事故状态时，应注意观察，一联系调度并汇报上级迅速处理或将主变压器退出运行。在紧急状况下，为争取时间，应经分析采取果断措施，甚至拉闸处理，同时进行汇报。二、变压器跳闸的处理变压器高、中、低压各侧都装有断路器及必要的继电保护装置。当变压器的断路器跳闸后，运行人员应采取下列措施。1、如果跳闸确认为变压器本身故障，应立即断开各侧隔离开关，隔离故障

51、变压器。如有备用变压器，应申请尽快将其投入运行，然后再查明故障变压器跳闸原因；如无备用变压器，则应尽快转移负荷、改变运行方式。2、立即调看故障录波图，检查其电流、电压变化，是否受到短路冲击或发生越级跳闸，同时查明何种保护动作。在检查变压器跳闸原因时，应查明变压器有无明显的异常现象，有无外部短路、线路故障、过负荷，有无明显的火光、喷油等现象。如确实证明变压器各侧断路器跳闸不是由于内部故障引起，而是由于过负荷、外部短路或保护装置二次回路误动造成的，则变压器可不经内部检查，在具备送电条件时重新投入运行。3、如果不能确认变压器跳闸是外部原因造成的，则应对变压器进行事故分析，如通过电气试验、油化分析等与

52、以往数据进行比较分析。如经以上检查分析能判断变压器内部无故障，应重新将保护系统气体继电器投到跳闸位置，将变压器重新投入。三、变压器瓦斯保护动作后的处理1、轻瓦斯保护动作后的处理轻瓦斯动作后，复归音响信号查看信号继电器，分清是变压器本体轻瓦斯动作还是有载调压开关轻瓦斯动作。不要急于恢复继电器掉牌，然后检查变压器本体或有载调压开关储油柜的油位是否正常，气体继电器内充气量多少，以判断动作原因。查明动作原因后再复归信号继电器掉牌及光字牌。2、重瓦斯保护动作后的处理1）运行中的变压器发生瓦斯保护动作跳闸，或轻瓦斯信号和瓦斯跳闸同时出现，则首先应想到该变压器可能有内部故障，对变压器的处理应谨慎。故障变压器

53、内部产生的气体，是由于变压器内不同部位、不同的过热形式甚至金属短路、放电造成的。因此判明气体继电器内气体的性质、气体聚集的数量及速度，对判断变压器故障的性质及严重程度至关重要。2）尤其应当注意的是，分接开关和绕组绝缘方面的故障是分析的重点。3）应强调变压器瓦斯保护动作是内陪故障的先兆或内部故障的反映。因此，事故原因未查明前不得强送。四、变压器差动保护动作后的处理为了保证变压器的可靠运行，当变压器发生电气方面的故障时，应尽快将其退出运行，从而可减少事故情况下变压器损坏的程度。为此，对大容量的变压器均设置差动保护装置。差动保护与瓦斯保护的相同之处是这两种保护动作都比较灵敏、比较迅速，都是变压器本身故障的主要保护。区别在于瓦斯保护主要依据内部过热引起油气分离的发展来反映变压器故障，而差动保护则是依据纵差范围内（包括变压器内部和套管引线间）短路的电气故障反映变压器的内部故障。因此，只要差动保护动作，均会引起变压器各侧的断路器同时跳闸。如果差动保护动作引起变压器各侧的断路器跳闸，运行人员应采取