電力變壓器培訓
小莊礦機電部
主講：張萬華
2023年5月12日
目錄一、概述
二、變壓器原理
三、變壓器分類
四、變壓器的結構
五、變壓器名牌及引數
六、變壓器執行
概述電力變壓器是發電廠和變電所的主要裝置之一。變壓器在電力系統中的作用是變換電壓。電壓經公升壓變壓器公升壓後，可以減少線路損耗，提高送電的經濟性，達到遠距離送電的目的。
而降壓變壓器則能把高電壓變為使用者所需要的各級使用電壓，滿足使用者需要。
一、變壓器原理
變壓器是一種靜止的電氣裝置，根據電磁感應原理，將一種電壓等級的交流電能轉變成同頻率的另一種電壓等級的交流電能。
電磁感應:是指放在變化磁通量中的導體，會產生電動勢。此電動勢稱為感應電動勢或感生電動勢，若將此導體閉合成一回路，則該電動勢會驅使電子流動，形成感應電流（感生電流）。
變壓器工作原理
變壓器是根據「磁動生電」和「動電生磁」的電磁感應原理構成的。如下圖所示，其中電源側稱為一次繞組，負載側稱為二次繞組，根據電磁感應原理，當交流電壓u1加到變壓器一次側繞組時，就會在一次側產生交變電流i1，從而產生勵磁作用，這個電流在鐵芯中產生交變磁通φ，它不僅能夠穿過一次繞組，同時也穿過二次繞組，分別在兩個繞組中產生感應電動勢e1和e2。當二次側繞組與外電路的負載r接通時，便有交流電流i2流入負載，其端電壓為u2，於是就有了電能輸出。
二、變壓器的分類
變壓器按用途一般分為電力變壓器和特種變壓器及儀用互感器（電壓、電流互感器）。
電力變壓器可分為: 公升壓變壓器、降壓變壓器、配電變壓器、聯絡變壓器等。
電力變壓器按冷卻介質可分為油浸式和乾式兩種。
變壓器按相數可分為單相和三相變壓器。
油浸式電力變壓器
器身油箱
冷卻裝置
保護裝置
出線裝置
鐵心、繞組、絕緣結構、引線、分接開關
油箱本體（箱蓋、箱壁、箱底）和附件
（放油閥門、油樣活門、接地螺栓、銘牌
散熱器和冷卻器
儲油櫃（油枕）、油位表、防爆管（安全
氣道）、吸濕器(呼吸器)、溫度計、淨油
器、氣體繼電器（瓦斯繼電器）
高壓套管、低壓套管
變壓器基本結構是由鐵芯和繞組組成的，一般可分為以下
幾個部分：
三、變壓器的結構
變壓器的結構
1.鐵芯
（1）鐵芯結構：鐵芯在電力變壓器中是重要的組成部件之一。它由高導磁的矽鋼片疊積和鋼夾件夾緊而成，鐵心具有兩個方面的功能。
在原理上，鐵心是構成變壓器的磁路。它把一次電路的電能轉化為磁能，又把該磁能轉化為二次電路的電能，因此，鐵心是能量傳遞的媒介體。
在結構上，它是構成變壓器的骨架。在它的鐵心柱上套上帶有絕緣的線圈，並且牢固地對它們支撐和壓緊。
鐵芯由鐵芯柱和鐵軛兩部分組成。鐵芯的結構一般分為心式和殼兩類。
上圖為心式：1-鐵芯柱2-上鐵軛3-下鐵軛4、5-高低壓繞組
上圖為殼式鐵芯：1-鐵芯柱2-上鐵軛3-下鐵軛4-旁軛5,6-高低繞組
殼式鐵芯很少見，介紹從略。
鐵心的結構
接地片上夾件
鐵軛螺桿
拉螺桿芯柱綁紮
鐵心磁導線
下夾件變壓器的結構
（2）鐵芯材料：
材料要求導磁性能好。變壓器鐵芯採用矽鋼片疊制而成，矽鋼片的表面塗有一層絕緣漆使片與片之間絕緣。矽鋼片有熱軋和冷軋兩種，由於冷軋矽鋼片在沿著輾扎的方向磁化時有較高的導磁係數和較小的損耗，器效能優於熱軋的，所以國產變壓器均採用冷軋矽鋼片。
國產冷軋矽鋼片的厚度為0.35mm、0.30mm、0.
27mm等幾種。片厚則產生渦流損耗大。
110kv油浸式
油浸式電力變壓器鐵芯和內部結構圖
110kv油浸式電力變壓器鐵芯結構圖110kv油浸式電力變壓器內部結構圖
變壓器的結構
2.繞組
繞組是變壓器的電路部分，是建立磁場和傳輸電能的電路部分。一般用絕緣紙包的鋁線或銅線繞制而成。3.絕緣
變壓器內部主要絕緣材料有變壓器油、絕緣紙板、電纜紙、皺紋紙等。
4.分接開關
是對變壓器進行電壓調整的裝置。變壓器調壓是在變壓器的某一繞組上設定分接頭，當變換分接頭時就減少或增加了一部分線匝，使帶有分接頭的變壓器繞組的匝數減少或增加，其他繞組的匝數沒有改變，從而改變了變壓器繞組的匝數比。繞組的匝數比改變了，電壓比也相應改變，輸出電壓就改變，這樣就達到了調整電壓的目的。
110kv油浸式
油浸式電力變壓器外觀和線圈結構圖
110kv油浸式電力變壓器外觀結構圖110kv油浸式電力變壓器線圈結構圖
變壓器的結構
5.油箱
即油浸式變壓器的外殼，變壓器器身置於油箱內，油箱內灌滿變壓器油。
6.冷卻裝置
在變壓器執行時，由繞組和鐵芯中產生的損耗轉化為熱量，必須及時散熱。以免變壓器過熱造成事故。所以冷裝置是起散熱作用的。
▉110kv油浸式
油浸式電力變壓器油箱和散熱片結構圖
110kv油浸式電力變壓器油箱及附件結構圖110kv油浸式電力變壓器散熱片結構圖
110kv油浸式
油浸式電力變壓器風機結構圖
110kv油浸式電力變壓器風機結構圖
7.儲油櫃（油枕）
位於變壓器油箱的上方，通過氣體繼電器與油箱相通。變壓器執行時產生熱量，使變壓器油膨脹，儲油櫃中變壓器油上公升，溫度低時下降。儲油櫃使變壓器油與空氣接觸面較少，減緩了變壓器油的氧化過程及吸收空氣中的水分的速度。
8.安全氣道
其出口用玻璃防爆膜封住，當變壓器內部發生嚴重故障，而氣體繼電器失靈時，油箱內部的氣體便衝破防爆膜從安全氣道噴出，保護變壓器不受嚴重損害。
9.吸濕器
吸濕器用於清除和乾燥由於變壓器油溫之變化而進入變壓器儲油櫃的空氣中的雜物和潮氣，以保持變壓器油的絕緣強度。儲油櫃通過吸濕器與大氣相通。
吸濕器內裝有用氯化鈣或氯化鈷浸漬過的矽膠，它能吸收空氣中的水分。分為白色矽膠和藍色矽膠，當受潮到一定的程度時，白色不變色，藍色矽膠變為粉紅色。
10.氣體繼電器
位於儲油櫃與箱蓋的聯管之間。在變壓器內部發生故障（如絕緣擊穿、匝間短路、鐵芯事故等）產生氣體或油箱漏油使油麵降低時，接通訊號或跳閘迴路，使有關裝置
發出報警訊號或變壓器從電網中切除，從而保護變壓器。
變壓器的結構
變壓器的結構11.溫度計
變壓器的結構
12.高、低壓絕緣套管
變壓器內部的高低壓引線是經絕緣套管引到油箱外部的，它起著固定引線和對地絕緣的作用。
四、變壓器名牌及引數
變壓器的技術引數一般都標記在銘牌上。銘牌上除標出了變壓器的名稱、型號、產品代號、標準代號、製造廠名、出廠序號、出廠年月外，還標出了變壓器的技術引數資料。
變壓器除以上專案主銘牌外，還裝有有關附件效能的銘牌（套管、分接開關、電流互感器、冷卻裝置）。
電力變壓器型號標示方法
型號1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1:繞組耦合方式（一般不標，o-自耦）
2:相數（d-單相，s-三相）
3:冷卻方式（j-油浸自冷式、也可不標，g-乾式空氣自冷，c-乾式澆注絕緣，f-油浸風冷，s-油浸水冷）
4: 迴圈方式（自然迴圈不標，p-強迫迴圈）
5:繞組數（雙繞組不標，s-三繞組，f-雙**繞組）
6:導線材質（銅線不標，l-鋁線）
7:調壓方式（無勵磁調壓不標，z-有載調壓）
8:設計序號（1、2、3---；半銅半鋁加b）
9:額定容量（kva）
10:高壓繞組額定電壓等級（kv）
11:防護代號(一般不標)
我站主變壓器名牌：sfz10-40000/110
變壓器名牌及引數
主要引數說明：
1.額定容量：在變壓器銘牌所規定的額定狀態下，變壓器二次側的輸出能力（kva）。對於三相變壓器，額定容量是三兼容量之和。
2.額定電壓：是指變壓器線電壓（有效值），一次側額定電壓應與輸變線路電壓相符。
3.額定電流：是指通過繞組線端的電流，即線電流（有效值）。等於繞組的額定容量除以該繞組的額定電壓及相應的相係數（單相為1，三相為√3）。
4.繞組聯結組標號：變壓器按高壓和低壓繞組聯結的順序組合起來就是繞組的聯結組，繞組的聯結分為星形、三角形、曲折形，對於高壓繞組分別用符號y、d、z表示；對於低壓繞組分別用符號y、d、z 表示，有中性點引出時則分別用符號yn、zn和yn、zn表示。
例如：高壓為d、低壓為yn聯結，則繞組聯結組為dyn。
變壓器名牌及引數
6.空載電流：
當變壓器二次繞組開路，一次繞組施加額定頻率的額定電壓時，一次繞組中所流過的電流。
7.阻抗電壓和短路損耗：
當變壓器二次側短路，一次側施加電壓使其電流達到額定值，此時施加的電壓稱為阻抗電壓uz，變壓器從電源吸取的功率即為短路損耗。
8.效率：
變壓器的效率為輸出的有功功率與輸入的有功功率之比的百分數。
六、變壓器執行
一.執行中的要求
1）允許溫度和溫公升
變壓器執行時各部件的溫度不同，繞組溫度最高，鐵芯次之，變壓器油的溫度最低，為了便於監視執行中變壓器各部件的溫度，規定以上油溫為允許溫度。變壓器允許溫度主要決定於繞組的絕緣材料。我國電力變壓器大部分採用a級絕緣材料。
變壓器的絕緣等級，並不是絕緣強度的概念，而是允許的溫公升的標準，即絕緣等級是指其所用絕緣材料的耐熱等級，分a、e、b、f、h級。絕緣的溫度等級分為a級e 級b級f級h級。
六、變壓器執行
各絕緣等級具體允許溫公升標準如下：
a e
b f h 最高允許溫度（℃）105 120 130 155 180 繞組溫公升限值（k）60 75 80 100 125 效能參考溫度（℃）80 95 100 120 145
六、變壓器執行
二、變壓器的投運
1. 變壓器理想併聯執行的條件：（1）變壓器的聯結組標號相同。（2）變壓器電壓比相同。
（3）變壓器的阻抗電壓uz%相等。
2.執行人員在投運變壓器之前，應做如下檢查，並確定變壓器在完好狀態，且具備帶電執行條件。
(1) 變壓器本體無缺陷，外觀整潔無遺物。
(2) 油位、油色正常，無滲油、漏油現象。
(3) 變壓器電器試驗應有記錄，並合格。
(4) 冷卻裝置正常，油管通道閥門均應開啟。
(5) 套管清潔，無裂紋，油位、油色正常，引線無鬆動現象。
(6) 各種螺絲應緊固，變壓器外殼應有可靠接地，接地電阻應合格。
(7) 瓦斯繼電器內無充氣、卡澀現象。
(8) 有載調壓分接開關位置指示正確，手動、電動調壓無卡澀現象。
(9) 壓力釋放器試驗應符合安規要求。
(10) 繼電保護定值及壓板位置應符合要求
三、變壓器的巡視
日常巡視每天每班應至少一次，夜間巡視每週應至少一次。
1 )主變壓器的正常巡視檢查專案:
（1）變壓器的響聲。正常時為均勻的嗡嗡聲。
（2）油枕、套管的油位、油色正常，無滲漏油現象。
（3）檢查變壓器上層油溫，正常一般應在85℃以下。
（4）呼吸器的矽膠是否變色。
（5）套管應無破損，裂紋及放電痕跡。
（6）套管各引線接頭接觸良好，無發熱現象。
（7）瓦斯繼電器充滿油，無氣體。
（8）變壓器測量表計應指示正確，無異常現象。
（9）調壓裝置正常，指示正確。
（10）主變端子箱是否密封嚴密，是否乾燥、乾淨。
2)主變壓器的特殊巡視:
出現下列情況之一，維操人員應對變壓器進行特殊巡視，增加巡視次數。
（1）根據現場具體情況（塵土、汙穢、大霧、結冰等），應增加檢查次數。大風天氣：檢查引線及有無搭掛雜物。
大霧天氣：檢查瓷套管有無放電現象。下雪天氣：
根據積雪溶化情況，檢查接頭是否發熱，並及時處理冰柱。（2）雷雨後，檢查套管有無放電現象，檢查避雷器及保護間隙的動作情況。
（3）在氣候激變時（冷、熱）應對變壓器的油麵進行額外的檢查。
（5）過負荷時，應增加巡視次數。重點監視負荷、油溫和油位的變化、引線接頭接觸良好無發熱現象及冷卻系統運**況。
（6）大短路故障後，重點檢查有關裝置接點有無異狀。
結束謝謝大家！
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