变压器基础知识

1、变压器基础知识lNIH SB , 变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子线路中应用广泛。子线路中应用广泛。变电压：变电压：电力系统电力系统 变阻抗：变阻抗：电子线路中的阻抗匹配电子线路中的阻抗匹配变电流：变电流：电力系统电力系统 ： 在能量传输过程中，当输送功率在能量传输过程中，当输送功率P =UI cos 及及负载功率因数负载功率因数cos 一定时：一定时：电能损耗小电能损耗小节省金属材料（经济）节省金属材料（经济）U I P = I RlI S 发电厂发电厂10.5kV输电线输电线220kV升压升压仪器仪器36V降压降压实验室实验室380 /

2、 220V降压降压变电站变电站 10kV降压降压降压降压1u2uLZ1i2i单相变压器单相变压器+一次一次绕组绕组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心 变压器是利用电磁感应原理工作的。如图所示，以单相变压器为例，变压器的主要部件是一个闭合铁芯和套在铁芯上的两个绕组。这两个绕组具有不同的匝数且互相绝缘，两绕组间只有磁的耦合而没有电的联系。其中绕组1接交流电源，称为原绕组、一次绕组或一次侧，它是电能的输入侧；绕组2接负载，称为副绕组、二次绕组或二次侧，它是电能的输出侧。 根据电磁感应定律，交变磁通分别在一、二次侧中感应出同频率的电动势. dtdNe11 dtdNe22 在主磁通的作用下，两侧的线圈分别

3、产生感应电势，电势的大小与匝数成正比，K为变压器变比。kNNfNfNEEmm21212144.444.4变压器电流之比与一、二次绕组的匝数成反比，即KNNII11221 变压器匝数多的一侧电流小，匝数少的一侧电流大。变压器的原、副线圈匝数不同，起到了变压作用。 变压器一次侧为额定电压时，其二次侧电压随着负载电流的大小和功率因素的高低而变化。4.变压器传输能力变压器传输能力额定电压（kV）输送功率（kW）输送距离（km）10200-20006-20352000-1000020-50663500-3000030-10011010000-5000030-150220100000-500000200-

4、300 由于感应电动势的大小与绕组的匝数成正比，因此，改变一、二次侧的匝数即可改变二次侧的电压大小，这就是变压器的变压原理。二次侧有了电动势，便可以向负载输出电能，实现了不同电压等级电能的传递。5.5.变压器的应用变压器的应用升压变压器升压变压器 把水力或火力发电厂中发电机组所产生的交流电压升把水力或火力发电厂中发电机组所产生的交流电压升高后，向电力网输出电能的变压器称为升压变压器。高后，向电力网输出电能的变压器称为升压变压器。降压变压器降压变压器 用于降低电压的变压器称为降压变压器。用于降低电压的变压器称为降压变压器。联络变压器联络变压器 用于联络两种不同电压网络的变压器称为联络变压器。用于

5、联络两种不同电压网络的变压器称为联络变压器。五、变压器的基本资料 1吸湿器；2储油柜；3油标；4安全气道；5气体继电器；6低压套管；7高压套管；8分接开关；9油箱；10铁芯；11绕组及绝缘；12放油阀门1.额定容量SN2.额定电压UN3.额定电流IN4.额定频率fN5.额定温升6.短路电压百分值UK7.额定冷却介质温度8铁耗9铜耗10接线组别11绝缘等级 变压器的绝缘一般分为主绝缘、纵绝缘。主绝缘是指变压器相间、带电体对地的绝缘；纵绝缘是指同相绕组线匝间、线圈间和线饼间的绝缘。按照耐热能力的高低，电力行业使用的绝缘材料可分成A、E、B、F、H和C等六个等级。FepA、变压器的基本参数、变压器的

6、基本参数 B B、理想的并联运行条件、理想的并联运行条件1.理想的并联运行状态(1)并联运行的变压器空载运行时，各台变压器之间无环流。(2)负载运行时，各台变压器所分担的负载，与其容量成正比，以确保设备容量能得到充分利用。(3)负载运行时，各变压器的输出电流相位相同。这样当各变压器输出电流一定时，它们共同承担的总输出容量最大(此时总负载电流等于各台变压器承担负载电流的算术和)。2.理想的并联运行条件为达到上述理想的并联状态，并联运行的变压器需要满足以下条件: (1)各变压器一次侧额定电压和二次侧额定电压应分别相等，且变比相等。 (2)各变压器的连接组别相同。 (3)各变压器的短路阻抗（短路电压

7、百分值）标么值相等，且短路阻抗角相等。 当短路阻抗标么值不等的变压器并联运行时，向负载提供最大输出功率的情况是：短路阻抗标么值最小的变压器满载运行，而其他变压器都欠载运行。这样变压器的容量不能得到充分利用，是不经济的。所以，要求并联运行的各台变压器的短路阻抗标么值与所有并联运行的变压器的短路阻抗标么值的算术平均值之差不超过10。 （4）最大、最小容量之比不超过三比一。%5 . 0%100kkkkk分 类 类 别 代表符号 绕组耦合方式 自耦 O相 数 单相 D三相 S冷却介质 油浸式 -干式 G浇注式 CC、变压器一些基本分类、变压器一些基本分类冷却方式 油浸风冷 F油浸水冷 S强迫油循环风冷

8、 FP强迫油循环水冷 SP绕 组 数 双绕组 -三绕组 S分裂绕组 F调压方式 无励磁调压 -有载调压 Z绕组导线材质 铜导线 -铝导线 L铜铝导线 Lb六、电力变压器异常运行及事故处理1、发现下列事故，变压器要立即停运油浸变压器外壳破裂。 变压器着火。 安全气道保护薄膜破，向外大量喷油。 套管闪络爆裂。 套管接头熔断。 变压器内部发生故障（铁芯短路、绕组匝间短路）、变压器保护装置失灵，这种情况下必须停止变压器运行。2、发现下列情况，应及时汇报和记录变压器内部声音异常或有放电声。 变压器温度异常升高，散热器局部不热。 变压器局部漏油，油位计看不到油。油色变化过甚，油化验不合格。 安全气道发生裂

9、纹，防爆膜破碎。 端头引线发红、发热冒烟。 变压器上盖落掉杂物，可能危及安全运行。在正常负载下，油位上升，甚至溢油。 3、变压器油温升高，超过允许限度变压器油温升高超过许可限度时，值班人员应判明原因，升高的油温与以前同环境温度同负载时作比较，如果是特殊升高，应及时报告并作详细记录，同时要采取办法降低温度。检查温度表是否自身有故障。 检查变压器机械冷却装置或变压器室的通风情况。 如果确因冷动系统有故障，在运行中无法修理时，可考虑停下变压器处理，这时要启用备用变压器或降低负载运行。 如果变压器油温较平时同一负载和冷却温度下高出10C以上，而冷却系统、温度计、通风系统等均良好，可判定是变压器内部器身

10、有故障（铁芯和绕组出现故障），检查保护装置又失灵，变压器应停下来检查检修。七、变压器故障类型与气体组分关系七、变压器故障类型与气体组分关系 变压器故障原因、类型与油中所含气体组分和数量有关系。 下表给出不同的变压器故障类型和产生气体组分关系。变压器故障类型 产生的气体组分 变压器油过热 H2、CH4、C2H4、C2H6 油和绝缘纸过热 CO、CO2、H2、CH4、C2H4、C2H6 油中有电弧 H2、CH4、C2H4、C2H2、C2H6 油中局部放电 H2、CH4、C2H4、C2H6 油和绝缘纸中有电弧 CO、CO2、H2、C2H2、CH4、C2H4、C2H6、 油中存在火花放电 H2、C2H2 变压器进水或受潮 H2 变压器产生故障时，油中含有