变压器结构与维修

1、第七章第七章变压器的结构与维修变压器的结构与维修变压器变压器 利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗、安全隔离等。例如，将发电机发出的电压升高，以便高效率的输电；将输电线上的高压降低，以便用户使用。图7-1 变压器原理 变压器由铁心、和绕在铁心上的原边绕组和副边绕组组成，如图7-1所示。原边绕组从电源吸取能量；副边绕组以变换后的电压向负载输出能量。变压器的原边绕组电流在铁心中建立起磁场，副边绕组借助耦合的交变磁力线感应出与匝数成正比的交流电压。副边电压与原边电压的比值取决于它们的匝数比，如图7-2和7

2、-3所示。图7-2 耦合关系图7-3 变比关系图7-4 电力油浸变压器图7-5 控制变压器油箱储油柜低压套管油表高压套管冷却管铭牌原边进线220V/380V副边低压多路输出 铁心绕组实际变压器 在一个升压变压器中，1：2的匝比使副边电压加倍，看起来好像是一个放大器。但是，如果不考虑损耗，原边和副边的功率是相等的。由于功率等于电压乘电流（P=EI），电压的变化必然导致电流的变化。 例如，在一个220V/110V的降压变压器中，匝比等于2：1，电流从原边的1A增加到副边的2A，保持两边功率相等。同样，在一个110V/220V的升压变压器中，匝比等于1：2，电流从原边的2A降到副边的1A，保持两边功

3、率平衡。 升电压/降电流的一个重要的优点是可以使用线径较小的传输线，从而降低电能传输的成本。正是因为这个原因，发电机发出的电能通常经过升压变压器升压后，再经传输线送往远处；在最终用户能够使用前，须经降压变压器降低电压。电力系统中使用的一种变压器如图7-4所示，是用油冷却的油浸电力变压器。除了油浸式电力变压器外，还有其它类型的变压器。变压器的功能主要有：电压变换；电流变换，阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）;自耦变压器；高压变压器（干式和油浸式）等，变压器常用的铁芯形状一般有E型和C型铁芯，XED型，ED型。变压器按用途可以分为：配电变压器、电力变压器电力变压器、 全密封变压器、组合式变压器、

4、干式变压器、干式变压器、 单相变压器、电炉变压器、整流变压器、电抗器、抗干扰变压器、防雷变压器、箱式变电器 试验变压器 转角变压器。 大功率变压器通常为电力公司所拥有，并且为受过专门培训的、能在高压线路上操作的熟练电工所维护。 技术人员经常和小功率的控制变压器打交道。控制变压器将动力线路和控制线路隔离，为操作人员提供附加的安全性。在电子电路中，也常使用变压器将动力线电压降低到所需要的工作电压。第一节 变压器的结构变压器的主要部件是铁心和绕组根据铁心的结构分为心式和壳式电力变压器主要：器身 、油箱和附件（一）器身1.铁心：采用三相心式结构2.绕组：三相对称绕组3.分接开关：改变高压绕组的抽头以调

5、整输出电压（二）油箱器身浸放在装有变压器油（绝缘介质、冷却介质）的油箱内（三）其他一些附件1.信号温度计2.吸湿器3.储油柜4.安全气道5.气体继电器6.绝缘套管变压器的发热：主要是由于变压器在工作的时候因铁损和铜损使铁心和绕组发热冷却方式：自冷式和油冷式变压器的外壳上的铭牌：变压器的外壳上的铭牌：1.原绕组的额定电压2.副绕组的额定电压3.原绕组的额定电流4.副绕组的额定电流5.额定容量第二节 变压器常见的故障及排除方法一、过热现象热源：线圈和铁心故障的判断：油的温升负载与温升的关系：在时间上有滞后的关系油温增高的原因：通风受阻、表面积灰、油路阻塞、输入电压和电流波形严重畸变、匝间短路及铁心

6、片间绝缘损坏等二、线圈故障（一）匝间或层间短路原因有4点（二）断线事故原因：由于导线接头焊接不良，线圈引出线连接不良，匝间或层间短路后把线匝烧断或短路应力使线圈断裂三、主绝缘击穿主要原因:绝缘老化引起破裂或折断、变压器油受潮、油质变劣、线圈内落入异物、短路故障使绝缘受到机械损伤及各种过电压处理方法：测量绝缘电阻，再吊出器身更换有关绝缘，将器身烘干，把变压器油进行处理四、铁心故障第三节 变压器的大修大修：必须取出器身进行修理 5-10年小修：不取出器身的修理一、变压器大修的工作项目 （11项）1.检修前的准备工作2.打开顶盖，取出器身3.检修器身4.检修顶盖、储油柜、安全气道、散热管、油门和套管

7、等5.检查冷却装置和滤油装置6.清扫外壳7.检查控制测量仪表、信号和保护装置8.滤油或换油9.必要时进行绝缘干燥处理10.变压器装配11.进行规定的测量和试验二、大修前应做好如下准备工作（5项）第四节 变压器的试验变压器试验的目的：验证变压器的性能是否符合有关标准和技术条件的规定，是否存在影响正常运行的。修理后的试验目的：检查修理部位的质量一、绝缘性能试验目的：验证绝缘情况的好坏，以决定是否投入运行或继续运行。试验项目：绝缘电阻和吸收比的测量、介质损失角正切的测量、外施高压试验、感应高压试验等（一）绝缘电阻和吸收比的测量（二）介质损失角正切的测量介质损失角正切表示相对的介质损失的大小 能反映出

8、绝缘的状态，对整体的缺陷反映灵敏，主要用来检查绝缘受潮，油质优劣，线圈上附着油泥等tan（三）外施高压试验 电力变压器按高压对地绝缘的情况分为全绝缘变压器和分级绝缘变压器 对试品施加工频高压，持续1min ，又叫工频1min耐压试验，用于考核全绝缘变压器的主绝缘；对分级绝缘变压器的工频耐压试验用感应法进行。（四）感应高压试验 纵绝缘，如线圈匝间、层间、段间和相间的绝缘二、变压比试验12UUK 三、线圈直流电阻的测定 通常是用电桥法和电压降法进行直流电阻的测量四、空载试验 目的：测量空载电流 及空载损耗 ，并以此判断铁心质量及线圈是否短路试验时在低压线圈上施加额定频率、正玄波形的额定电压，高压线

9、圈开路0I0P五、短路试验 试验目的：测量短路损耗 和阻抗电压 ，以检查线圈实际结构是否符合技术要求。试验时，将低压线圈短路，通过调压装置在高压线圈额定分接位置下通入额定频率的额定电流，测量时高压侧所加电压，此电压就是阻抗电压，测量此高压侧输入的功率，此功率就是短路损耗。kPkU六、温升试验目的：确定变压器在额定负载条件下各部位的温升数值（一）变压器各部分温度的测定1.顶层油的温升 2.铁心表面的温升 3.线圈的温升（二）用短路法作温升试验第五节 中小型变压器的维修一、变压器的日常维护1.清洁2.漏油3.储油箱4.噪声5.温度计6.安全气道7.接地8.电压、电流9.油样化验10.瓷套管二、变压器的检修项目及方法P203 一般分为大修和小修1.范围2.瓷套管3.电压分接开关4.铁心5.绕组 电力变压器在长期运行中，由于各种因素的作用，造成变压器各部件性能下降，甚至危及到变压器的安全运行。因此，必须进行日常巡检和定期检修。 电力变压器的小修只是对变压器油箱外部及其附件进行检修，一般为每年一次。 电力变压器的大修是指吊罩（吊心），对内部进行心体检查及处理，大修将可能全部或局部更换绕组和铁心，每5年进行一次。 电力变压器故障可分为内部故障和外部故障两大类，内部故障包