1、电工进网许可考试培训电工进网许可考试培训第二第二章章 电力变压器电力变压器1主要内容主要内容第一节第一节 变压器的工作原理与结构变压器的工作原理与结构第二节第二节 变压器运行变压器运行第三节第三节 其他变压器其他变压器 2第四节第四节 互感器互感器引 言变压器的分类：变压器的分类：按用途分：按用途分：电力变压器、特种变压器、仪用互感器。电力变压器、特种变压器、仪用互感器。按冷却介质分：按冷却介质分：油浸式、干式。油浸式、干式。变压器：变压器：是一种静止的电气设备，它利用电磁感应原理将一种电压等级的是一种静止的电气设备，它利用电磁感应原理将一种电压等级的交流电能转变成另一种电压等级的交流电能。交
2、流电能转变成另一种电压等级的交流电能。电力系统中变压器的作用：电力系统中变压器的作用：升压：升压：在远距离输送电能时，须将发电机的输出电压通过升压变压器在远距离输送电能时，须将发电机的输出电压通过升压变压器将电压升高到几万伏或几十万伏，以降低输电线电流，从而减少输电将电压升高到几万伏或几十万伏，以降低输电线电流，从而减少输电线路上的能量损耗。线路上的能量损耗。降压：降压：输电线路将高压电能输送到负荷区后，须将高电压降低，以适输电线路将高压电能输送到负荷区后，须将高电压降低，以适合于用电设备的使用。故在供电系统中需要大量的降压变压器，将输合于用电设备的使用。故在供电系统中需要大量的降压变压器，将
3、输电线路输送的高压变换成不同等级的电压，以满足各类负荷的需要。电线路输送的高压变换成不同等级的电压，以满足各类负荷的需要。连接系统：连接系统：由多个电站联合组成电力系统时，要依靠变压器将不同电由多个电站联合组成电力系统时，要依靠变压器将不同电压等级的线路连接起来。压等级的线路连接起来。3第一节第一节 变压器的工作原理与结构变压器的工作原理与结构电力变压器的型号及技术参数电力变压器的型号及技术参数变压器的工作原理变压器的工作原理变压器的结构变压器的结构 4n1n2闭合的铁芯：闭合的铁芯：构成磁路构成磁路1U绕组：绕组：电路电路n一次绕组（原方）：一次绕组（原方）：与电源连接的一侧与电源连接的一侧
4、n二次绕组（副方）：二次绕组（副方）：输出电能的一侧输出电能的一侧电源侧电源侧负荷侧负荷侧接负载接负载二次侧绕组有电二次侧绕组有电能输出能输出 电能的传输原理电能的传输原理5 变换电压、电流的原理变换电压、电流的原理1.变换电压变换电压一次侧绕组感应电势：一次侧绕组感应电势：E1=4.44fN1m (21)二次侧绕组感应电势：二次侧绕组感应电势：E2=4.44fN2m (21)f f：电源频率；：电源频率；N N1 1：一次侧绕组匝数；一次侧绕组匝数；N N2 2：二次侧绕组匝数；：二次侧绕组匝数；m m：铁芯中主磁通幅值。：铁芯中主磁通幅值。于是有：于是有：结论：结论：变压器一、二次侧感应电
5、势之变压器一、二次侧感应电势之比等于一、二次侧绕组匝数之比。比等于一、二次侧绕组匝数之比。忽略变压器一、二次侧的漏电抗和电阻：忽略变压器一、二次侧的漏电抗和电阻：U1E1，U2E2。有：。有：变压器的变比。变压器的变比。变压器一、二次侧绕组因匝数不同将导致一、二次侧绕组的电变压器一、二次侧绕组因匝数不同将导致一、二次侧绕组的电压高低不等，匝数多一边电压高，匝数少的一边电压低，这就压高低不等，匝数多一边电压高，匝数少的一边电压低，这就是变压器能够改变电压的道理。是变压器能够改变电压的道理。由此可见：由此可见：62.变换电流变换电流 忽略变压器的内损耗，可认为变压器二次输出功率等于变压器一次输入忽
6、略变压器的内损耗，可认为变压器二次输出功率等于变压器一次输入功率，即：功率，即：U1I1U2I2（I1、I2分别为变压器一次、二次电流的有效值）分别为变压器一次、二次电流的有效值）由此可得出由此可得出 结论：结论：变压器一、二次电流之比与一、二次绕组的匝变压器一、二次电流之比与一、二次绕组的匝数比成反比。数比成反比。变压器匝数多的一侧电流小，匝数少的一侧电流大，也就是变压器匝数多的一侧电流小，匝数少的一侧电流大，也就是电压高的一侧电流小，电压低的一侧电流大。电压高的一侧电流小，电压低的一侧电流大。思考：变压器的电压高低、电流的大小与匝数多少的关系如何？思考：变压器的电压高低、电流的大小与匝数多
7、少的关系如何？7二、变压器的结构二、变压器的结构 高压套管高压套管分接开关分接开关低压套管低压套管气体继电器气体继电器防爆管防爆管油枕（储油器）油枕（储油器）油表油表呼吸器（吸湿器）呼吸器（吸湿器）散热器散热器铭牌铭牌油样活门油样活门放油阀门放油阀门变压器油变压器油油箱油箱净油器净油器铁芯铁芯信号温度计信号温度计绕组（线圈）绕组（线圈）活门活门放油阀放油阀8(1)铁芯结构铁芯结构 变压器的铁芯是磁路部分变压器的铁芯是磁路部分。铁轭：铁轭：使整个磁路闭合。使整个磁路闭合。由于心式铁芯结构比较简单，绕组的布置和绝缘也比较容易，因此我国电力变压器主要采用心式铁芯，只在一些特种变压器(如电炉变压器)中
8、才采用壳式铁芯。常用的心式铁芯如图示。近年来，大量涌现的节能性配电变压器均采用卷铁芯结构。铁芯类型：铁芯类型：心式铁芯：心式铁芯：铁轭靠着绕组的顶铁轭靠着绕组的顶面和底面，但不包围绕组的侧面和底面，但不包围绕组的侧面。面。壳式铁芯：壳式铁芯：铁轭不仅包围绕铁轭不仅包围绕组的顶面和底面，而且还包围组的顶面和底面，而且还包围绕组的侧面。绕组的侧面。铁芯柱铁芯柱：绕组套装在铁芯柱上：绕组套装在铁芯柱上铁轭铁轭铁芯柱铁芯柱铁芯柱9(2)铁芯材料铁芯材料 要求：要求：导磁性能好、铁损小。导磁性能好、铁损小。故变压器的铁芯采用故变压器的铁芯采用硅钢片硅钢片叠制而成。叠制而成。硅钢片：硅钢片：有有冷轧硅钢片
9、冷轧硅钢片和和热轧硅钢片热轧硅钢片两种。两种。冷轧硅钢片在沿着辗轧的方向磁化时有较高的导磁系数和较小的单位损耗，其性能优于热轧的，国产变压器均采用冷轧硅钢片。国产冷轧硅钢片的厚度为0.35mm、0.30mm、0.27mm等几种。片厚则涡流损耗大，片薄则叠片系数小，因为硅钢片的表面必须涂覆一层绝缘漆以使片与片之间绝缘。102绕组：绕组：变压器的电路部分变压器的电路部分 绕组一般用绝缘纸包的铝线或铜线烧制而成。根据高、低压绕组排列绕组一般用绝缘纸包的铝线或铜线烧制而成。根据高、低压绕组排列方式的不同，绕组分为方式的不同，绕组分为同心式同心式和交叠式两种。和交叠式两种。对于同心式绕组，为了便于绕组和
10、铁芯绝缘，通常将低压绕组靠近铁芯。对于交叠式绕组，为了减小绝缘距离，通常将低压绕组靠近铁轭。113绝缘绝缘变压器内部主要绝缘材料有变压器内部主要绝缘材料有变压器油、绝缘纸板、电缆纸、皱纹纸变压器油、绝缘纸板、电缆纸、皱纹纸等。等。12作用：作用：电压调整电压调整 电压调整的目的：电压调整的目的：给电力系统给电力系统提供稳定的电压；提供稳定的电压；控制电力潮流控制电力潮流或或调节负载电流调节负载电流。调整电压的原理与方法：调整电压的原理与方法：在变压器某一侧绕组上设置分接，改变变压器变比，进行有级调电压。在变压器某一侧绕组上设置分接，改变变压器变比，进行有级调电压。这种绕组抽出分接以供调压的电路
11、，称为调压电路；变换分接以进行调压所采用的开关，称为分接开关。一般情况下是在高压绕组上抽出适当的分接。这是因为高压绕组一则常套在外面。引出分接方便；二则高压侧电流小，分接引线和分接开关的载流部分截面小，开关接触触头也较容易制造。无励磁调压：无励磁调压：变压器变压器二次不带负载，二次不带负载，一次也一次也与电网断开与电网断开(无电源励磁无电源励磁)。有载调压：有载调压：带负载带负载进行变换绕组分接的调压。进行变换绕组分接的调压。调压方式：调压方式：无励磁调压无励磁调压和和有载调压。有载调压。13 吊器身式油箱，其箱沿设在顶部，箱盖是平的。多用于6300kVA及以下的变压器，由于变压器容量小，所以
12、重量轻，检修时易将器身吊起。5油箱油箱 油箱的作用：油箱的作用：储油储油，并作为油浸式变压器的，并作为油浸式变压器的外壳外壳。油箱的结构形式：油箱的结构形式：按变压器的大小分别按变压器的大小分别吊器身式吊器身式和和吊箱壳式吊箱壳式油箱两种。油箱两种。吊箱壳式油箱，箱沿设在下部，上节箱身做成钟罩形，故又称钟罩式油箱。检修时无需吊器身，只将上节箱身吊起即可。多用于8000kVA及以上的变压器。146冷却装置冷却装置 根据变压器容量大小不同，采用不同的冷却装置。小容量变压器，绕组和铁芯所产生的热量经过变压器油与油箱内壁的接触，以及油箱外壁与外界冷空气的接触而自然地散热冷却，无须任何附加的冷却装置。若
13、变压器容量稍大些，可以在油箱外壁上焊接散热管，以增大散热面积。冷却装置的作用冷却装置的作用：散热，散热，以避免变压器由于过热造成事故。以避免变压器由于过热造成事故。风冷：风冷：安装安装冷却风扇冷却风扇，以增强冷却效果。，以增强冷却效果。大容量变压器的冷却装置大容量变压器的冷却装置强迫油循环水冷却器或强迫油循环风冷却器：强迫油循环水冷却器或强迫油循环风冷却器：与风冷的区别在于循环油路中增设一台与风冷的区别在于循环油路中增设一台潜油泵潜油泵，对油加压以增加冷，对油加压以增加冷却效果。两种强迫循环冷却器的主要差别为冷却介质不同，前者为却效果。两种强迫循环冷却器的主要差别为冷却介质不同，前者为水水，后
14、，后者为者为风风。强迫油循环水冷却器或强迫油循环风冷却器强迫油循环水冷却器或强迫油循环风冷却器适用于适用于容量在容量在50000kVA及以及以上的变压器上的变压器。15 储油柜储油柜位于变压器油箱位于变压器油箱上方上方，通过气体继电器与油箱通过气体继电器与油箱相通相通。7储油柜储油柜(油枕油枕)当变压器的油温变化时，当变压器的油温变化时，其体积会膨胀或收缩。储油柜其体积会膨胀或收缩。储油柜的作用就是的作用就是保证油箱内总是充保证油箱内总是充满油满油，并，并减小油面与空气的接减小油面与空气的接触面触面，从而，从而减缓油的老化减缓油的老化。16 位于变压器的顶盖上，其出口用玻璃防爆膜封住。当变压器
15、内部位于变压器的顶盖上，其出口用玻璃防爆膜封住。当变压器内部发生严重故障，而气体继电器失灵时，油箱内部的气体便冲破防爆膜发生严重故障，而气体继电器失灵时，油箱内部的气体便冲破防爆膜从安全气道喷出，保护变压器不受严重损害。从安全气道喷出，保护变压器不受严重损害。8安全气道安全气道(防爆管防爆管)为了使储油柜内上部的空气保持干燥，避免工业粉尘的污染，为了使储油柜内上部的空气保持干燥，避免工业粉尘的污染，储油储油柜通过吸湿器与大气相通柜通过吸湿器与大气相通。吸湿器内装有用。吸湿器内装有用氯化钙或氯化钴浸渍过的硅氯化钙或氯化钴浸渍过的硅胶胶，它，它能吸收空气中的水分能吸收空气中的水分。当它受潮到一定程
16、度时，其颜色由蓝色变。当它受潮到一定程度时，其颜色由蓝色变为粉红色。为粉红色。9吸湿器吸湿器 位于储油柜与箱盖的联管之间。在变压器内部发生故障位于储油柜与箱盖的联管之间。在变压器内部发生故障(如绝缘击如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故等穿、匝间短路、铁芯事故等)产生气体或油箱漏油等使油面降低时，接通产生气体或油箱漏油等使油面降低时，接通信号或跳闸回路，保护变压器。信号或跳闸回路，保护变压器。10气体继电器气体继电器17 变压器内部的高、低压引线是经绝缘套管引到油箱外部的起着变压器内部的高、低压引线是经绝缘套管引到油箱外部的起着固定固定引线引线和和对地绝缘对地绝缘的作用。的作用。套管由套管由带电部分
17、带电部分和和绝缘部分组成绝缘部分组成。带电部分包括。带电部分包括导电杆导电杆、导电管导电管、电缆或铜排电缆或铜排。绝缘部分分外绝缘和内绝缘。绝缘部分分外绝缘和内绝缘。外绝缘为瓷管外绝缘为瓷管，内绝缘为变内绝缘为变压器油、附加绝缘和电容性绝缘。压器油、附加绝缘和电容性绝缘。11高、低压绝缘套管高、低压绝缘套管18三、电力变压器的型号及技术参数三、电力变压器的型号及技术参数 变压器除装设标有以上项目的主铭牌外，还应装设标有关于附件变压器除装设标有以上项目的主铭牌外，还应装设标有关于附件性能的铭牌，需分别按所用附件性能的铭牌，需分别按所用附件(套管、分接开关、电流互感器、冷却套管、分接开关、电流互感
18、器、冷却装置装置)的相应标准列出。的相应标准列出。1型号型号变压器的技术参数一般都标在铭牌上。变压器的技术参数一般都标在铭牌上。按照按照国家标准国家标准，铭牌上除标出，铭牌上除标出变压器名称变压器名称、型号型号、产品代号、标产品代号、标准代号、制造厂名、出厂序号、制造年月准代号、制造厂名、出厂序号、制造年月以外，还需标出变压器的以外，还需标出变压器的技技术参数数据术参数数据。需要标出的技术数据见表。需要标出的技术数据见表21。继续19三、电力变压器的型号及技术参数三、电力变压器的型号及技术参数 变压器除装设标有以上项目的主铭牌外，还应装设标有关于附件变压器除装设标有以上项目的主铭牌外，还应装设
19、标有关于附件性能的铭牌，需分别按所用附件性能的铭牌，需分别按所用附件(套管、分接开关、电流互感器、冷却套管、分接开关、电流互感器、冷却装置装置)的相应标准列出。的相应标准列出。1型号型号变压器的技术参数一般都标在铭牌上。变压器的技术参数一般都标在铭牌上。按照按照国家标准国家标准，铭牌上除标出，铭牌上除标出变压器名称变压器名称、型号型号、产品代号、标产品代号、标准代号、制造厂名、出厂序号、制造年月准代号、制造厂名、出厂序号、制造年月以外，还需标出变压器的以外，还需标出变压器的技技术参数数据术参数数据。需要标出的技术数据见表。需要标出的技术数据见表21。继续2021继续22变压器的型号表示方法如下
20、图示。变压器的型号表示方法如下图示。思考题：SFZ10000/110、S9160/10、SC8315/10、S11M(R)100/10各变压器型号表示什么意义？23 变压器分变压器分单相单相和和三相三相两种，一般均制成三相变压器以直接满足输配两种，一般均制成三相变压器以直接满足输配电的要求。小型变压器有制成单相的，特大型变压器做成单相后，组成电的要求。小型变压器有制成单相的，特大型变压器做成单相后，组成三相变压器组，以满足运输的要求。三相变压器组，以满足运输的要求。2相数相数变压器的额定频率即是所设计的运行频率，我国为变压器的额定频率即是所设计的运行频率，我国为50Hz。3额定频率额定频率 额
21、定电压是指变压器线电压额定电压是指变压器线电压(有效值有效值)，它应与所连接的输变电线路，它应与所连接的输变电线路电压相符合。电压相符合。我国输变电线路的电压等级我国输变电线路的电压等级(即线路终端电压即线路终端电压)为为0.38、(3、6)、10、35、(63)、110、220、330、500(kV)。故连接于线路终端的变压器。故连接于线路终端的变压器(称为称为降压变压器降压变压器)其一次侧额定电压与上列数值相同。其一次侧额定电压与上列数值相同。考虑线路的电压降，线路始端考虑线路的电压降，线路始端(电源端电源端)电压将高于等级电压，电压将高于等级电压，35kV以下的要高以下的要高5，35kV
22、及以上的高及以上的高10，即线路始端电压为，即线路始端电压为0.4、(3.15、6.3)、10.5、38.5、(69)、121、242、363、550(kV)。故连接于线路始端。故连接于线路始端的变压器的变压器(即升压变压器即升压变压器)，其二次侧额定电压与上列数值相同。，其二次侧额定电压与上列数值相同。变压器产品系列是以高压的电压等级区分的，为变压器产品系列是以高压的电压等级区分的，为10kV及以下，及以下，20kV、35kV、(66kV)、110kV系列和系列和220kV系列等。系列等。4额定电压额定电压24 在变压器铭牌所规定的额定状态下，变压器在变压器铭牌所规定的额定状态下，变压器二次
23、侧的输出能力二次侧的输出能力(kVA)。对于。对于三相变压器，额定容量是三相容量之和三相变压器，额定容量是三相容量之和。变压器变压器额定容量与绕组额定容量有所区别额定容量与绕组额定容量有所区别：双绕组变压器的额定容：双绕组变压器的额定容量即为绕组的额定容量；多绕组变压器应对每个绕组的额定容量加以规量即为绕组的额定容量；多绕组变压器应对每个绕组的额定容量加以规定，其额定容量为最大的绕组额定容量；当变压器容量由冷却方式而变定，其额定容量为最大的绕组额定容量；当变压器容量由冷却方式而变更时，则额定容量是指最大的容量。更时，则额定容量是指最大的容量。变压器额定容量的大小与电压等级也是密切相关的。变压器
24、额定容量的大小与电压等级也是密切相关的。电压低、容量电压低、容量大时电流大，损耗增大大时电流大，损耗增大；电压高、容量小时绝缘比例过大，变压器尺寸电压高、容量小时绝缘比例过大，变压器尺寸相对增大。相对增大。因此，因此，电压低的容量必小，电压高的容量必大电压低的容量必小，电压高的容量必大。5额定容量额定容量256额定电流额定电流 变压器的额定电流为变压器的额定电流为通过绕组线端的电流通过绕组线端的电流，即为线电流，即为线电流(有效值有效值)。它。它的大小等于绕组的额定容量除以该绕组的额定电压及相应的相系数的大小等于绕组的额定容量除以该绕组的额定电压及相应的相系数(单相单相为为1，三相为，三相为3
25、)。单相变压器额定电流为：单相变压器额定电流为：三相变压器额定电流为：三相变压器额定电流为：D联接时，线电流联接时，线电流 绕组相电流。绕组相电流。三相变压器绕组为三相变压器绕组为Y联结时，线电流为绕组电流。联结时，线电流为绕组电流。26 变压器同侧绕组是按一定形式联接的。变压器同侧绕组是按一定形式联接的。三相变压器或组成三相变压器组的单相变压器，则可以联接成星形、三相变压器或组成三相变压器组的单相变压器，则可以联接成星形、三角形等。星形联接是各相线圈的一端接成一个公共点三角形等。星形联接是各相线圈的一端接成一个公共点(中性点中性点)，其接端，其接端子接到相应的线端上；三角形联接是三个相线圈互
26、相串联形成闭合回路，子接到相应的线端上；三角形联接是三个相线圈互相串联形成闭合回路，由串联处接至相应的线端。由串联处接至相应的线端。星形、三角形、曲折形星形、三角形、曲折形联接，对于高压绕组分别用符号联接，对于高压绕组分别用符号Y、D、Z表示；表示；对于中压和低压绕组分别用符号对于中压和低压绕组分别用符号y、d、z表示。有中性点引出时则分别用表示。有中性点引出时则分别用符号符号YN、ZN和和yn、zn表示。表示。变压器按高压、中压和低压绕组联接的顺序组合起来就是绕组的联接组。变压器按高压、中压和低压绕组联接的顺序组合起来就是绕组的联接组。例如：变压器按高压为例如：变压器按高压为D、低压为、低压
27、为yn联接，则绕组联接组为联接，则绕组联接组为Dyn(D yn11)。7绕组联接组标号绕组联接组标号27 变压器接在电网上运行时，变压器二次侧电压将由于种种原因发生变压器接在电网上运行时，变压器二次侧电压将由于种种原因发生变化，影响用电设备的正常运行。因此变压器应具备一定的调压能力。变化，影响用电设备的正常运行。因此变压器应具备一定的调压能力。根据变压器的工作原理，当高、低压绕组的匝数比变化时，变压器根据变压器的工作原理，当高、低压绕组的匝数比变化时，变压器二次侧电压也随之变动，采用改变变压器匝数比即可达到调压的目的。二次侧电压也随之变动，采用改变变压器匝数比即可达到调压的目的。变压器调压方式
28、通常分为变压器调压方式通常分为无励磁调压无励磁调压和和有载调压有载调压两种方式。两种方式。当二次侧不当二次侧不带负载，一次侧又与电网断开时的调压为无励磁调压，在二次侧带负载带负载，一次侧又与电网断开时的调压为无励磁调压，在二次侧带负载下的调压为有载调压。下的调压为有载调压。8调压范围调压范围28 当变压器二次绕组开路，一次绕组施加额定频率的额定电压时，当变压器二次绕组开路，一次绕组施加额定频率的额定电压时，一次绕组中所流过的电流称空载电流一次绕组中所流过的电流称空载电流I I0，变压器空载合闸时有较大的，变压器空载合闸时有较大的冲击电流。冲击电流。9空载电流空载电流 当变压器二次侧短路，一次侧
29、施加电压使其电流达到额定值，此当变压器二次侧短路，一次侧施加电压使其电流达到额定值，此时所施加的电压称为阻抗电压时所施加的电压称为阻抗电压UZ，变压器从电源吸取的功率即为短路，变压器从电源吸取的功率即为短路损耗。以阻抗电压以与额定电压损耗。以阻抗电压以与额定电压UN之比的百分数表示。即之比的百分数表示。即10阻抗电压和短路损耗阻抗电压和短路损耗 29 变压器负载运行时，由于变压器内部的阻抗压降，二次电压将随负变压器负载运行时，由于变压器内部的阻抗压降，二次电压将随负载电流和负载功率因数的改变而改变。电压调整率即说明变压器二次电载电流和负载功率因数的改变而改变。电压调整率即说明变压器二次电压变化
30、的程度大小，为衡量变压器供电质量的数据，其定义为：压变化的程度大小，为衡量变压器供电质量的数据，其定义为：在给定在给定负载功率因数下负载功率因数下(一般取一般取0.8)二次空载电压二次空载电压U2N和二次负载电压和二次负载电压U2之差与之差与二次额定电压二次额定电压U2N的比的比，即：，即：11电压调整率电压调整率P33电压调整率是衡量变压器供电质量好坏的数据。电压调整率是衡量变压器供电质量好坏的数据。30 变压器的效率变压器的效率为输出的有功功率与输入的有功功率之比的百分数。为输出的有功功率与输入的有功功率之比的百分数。通常通常中小型变压器的效率约为中小型变压器的效率约为90以上，以上，大型
31、变压器的效率在大型变压器的效率在95以上以上。12效率效率(1)温升温升：对于空气冷却变压器是指测量部位的温度与冷却空气温度之差。对于空气冷却变压器是指测量部位的温度与冷却空气温度之差。对于水冷却变压器是指测量部位的温度与冷却器入口处水温之差。对于水冷却变压器是指测量部位的温度与冷却器入口处水温之差。油浸式变压器绕组和顶层油温升限值：油浸式变压器绕组和顶层油温升限值：因为因为A级绝缘在级绝缘在98时产生的绝时产生的绝缘损坏为正常损坏，而保证变压器正常寿命的年平均气度是缘损坏为正常损坏，而保证变压器正常寿命的年平均气度是20，绕组最热，绕组最热点与其平均温度之差为点与其平均温度之差为13，所以绕
32、组温升限值为，所以绕组温升限值为98201365K。油正常运行的最高温度为油正常运行的最高温度为95，最高气温为，最高气温为40，所以顶层油温升限值，所以顶层油温升限值为为9540=55K。13温升和冷却方式温升和冷却方式(2)冷却方式冷却方式 变压器的冷却方式有多种，如干式自冷、油浸风冷等，各种方变压器的冷却方式有多种，如干式自冷、油浸风冷等，各种方式适用于不同种类的变压器。式适用于不同种类的变压器。31第二节第二节 变压器运行变压器运行 变压器油及运行变压器油及运行变压器允许运行方式变压器允许运行方式 变压器运行变压器运行变压器运行巡视检查变压器运行巡视检查32一、变压器允许运行方式一、变
33、压器允许运行方式331允许温度与温升允许温度与温升热源热源：绕组和铁芯产生的损耗绕组和铁芯产生的损耗变压器运行时各部件的温度变压器运行时各部件的温度一部分被变压器各部件吸收使之温度升高，另一部分则散发到转介质中。一部分被变压器各部件吸收使之温度升高，另一部分则散发到转介质中。当散发的热量与产生的热量相等时，变压器各部件的温度达到稳定，不当散发的热量与产生的热量相等时，变压器各部件的温度达到稳定，不再升高。再升高。为了便于监视运行中变压器各部件的温度，规定以为了便于监视运行中变压器各部件的温度，规定以上层油温为允许温度上层油温为允许温度。绕组温度最高绕组温度最高铁芯次之铁芯次之变压器油温度最低变
34、压器油温度最低34A级绝缘材料：级绝缘材料：允许最高温度为允许最高温度为105变压器的允许温度：变压器的允许温度：主要决定于绕组的绝缘材料。主要决定于绕组的绝缘材料。当变压器绝缘材料的工作温度超过允许值时，其使用寿命将缩短。正常状态正常状态，为了使变压器油不致过速氧化，为了使变压器油不致过速氧化，上层油温一般不超过上层油温一般不超过85。强迫油循环的水冷或风冷强迫油循环的水冷或风冷变压器，其变压器，其上层油温不宜经常超过上层油温不宜经常超过75。A级绝缘材料：浸渍处浸渍处理过的有机材料、如纸、理过的有机材料、如纸、棉纱、木材等棉纱、木材等变压器上层最高允许油温：变压器上层最高允许油温：35变压
35、器的温升变压器的温升温升：变压器的温度与周围环境温度的差称为。温升：变压器的温度与周围环境温度的差称为。稳定温升大小与周围环境温度无关，它仅决定于变压器损耗与散热能力。所以，当变压器负载一定(即损耗不变)，而周围环境温度不同时，变压器的实际温度就不同。我国规定周围环境最高温度为40。P34稳定温升：变压器的温度达到稳定时的温升。稳定温升：变压器的温度达到稳定时的温升。A级绝缘的变压器级绝缘的变压器，绕组的允许温升为绕组的允许温升为65，而，而上层油温则为上层油温则为55（在周（在周围环境最高温度为围环境最高温度为40时）。时）。所以变压器运行时上层油温及其温升不超过允许值，即可保证变压器所以变
36、压器运行时上层油温及其温升不超过允许值，即可保证变压器在规定的使用年限安全运行。在规定的使用年限安全运行。362变压器过负载能力变压器过负载能力定义：定义：在不损害变压器绝缘和降低变压器使用寿命的前提下，变压器在在不损害变压器绝缘和降低变压器使用寿命的前提下，变压器在 较短时间内所能输出的最大容量。较短时间内所能输出的最大容量。表示方法：表示方法：一般以过负载倍数一般以过负载倍数(变压器所能输出的最大容量与额定容量之变压器所能输出的最大容量与额定容量之 比比)表示。表示。分类：分类：变压器过负载能力可分为正常情况下的过负载能力和事故情况下变压器过负载能力可分为正常情况下的过负载能力和事故情况下
37、 的过负载能力。的过负载能力。37 变压器在正常运行时，允许过负载是因为变压器在一昼夜内的负载变压器在正常运行时，允许过负载是因为变压器在一昼夜内的负载有高峰、有低谷。低谷时，变压器运行的温度较低。此外，在一年不同有高峰、有低谷。低谷时，变压器运行的温度较低。此外，在一年不同季节环境温度也不同。所以变压器可以在绝缘及寿命不受影响的前提下。季节环境温度也不同。所以变压器可以在绝缘及寿命不受影响的前提下。在高峰负载及冬季时可过负载运行。在高峰负载及冬季时可过负载运行。(1)变压器在正常情况下过负载能力变压器在正常情况下过负载能力 当电力系统或用户变电站发生事故时，为保证对重要设备的连续供电，当电力
38、系统或用户变电站发生事故时，为保证对重要设备的连续供电，允许变压器短时过负载的能力称为事故过负载能力允许变压器短时过负载的能力称为事故过负载能力。(2)变压器在事故时过负载能力变压器在事故时过负载能力 有关规程规定，对有关规程规定，对室外变压器，总的过负载不得超过室外变压器，总的过负载不得超过30，对室内，对室内变压器为变压器为20。38 当变压器发生短路故障时，由于保护动作和断路器跳闸均需一定的时间，因此难免不使变压器受到短路电流的冲击。变压器突然短路时，其短路电流的幅值一般为额定电流的2530倍。因而变压器的铜损将达到额定电流的几百倍，故绕组温度上升极快。目前，对绕组短时过热尚无限制的标准
39、。一般认为，对绕组为铜线的变压器温度达到250是允许的，对绕组为铝线的变压器则为200。而到达上述温度所需时间大约为5s左右。此时继电保护早已动作，断路器跳闸。因此，一般设计允许短路电流为额定电流的25倍。(3)变压器允许短路变压器允许短路39 变压器的电压一般不得超过额定值的变压器的电压一般不得超过额定值的5。不论变压器分接头在不论变压器分接头在任何位置，只要电源电压不超过额定值的任何位置，只要电源电压不超过额定值的5变压器都可在额定负载变压器都可在额定负载下运行。下运行。3允许电压波动范围允许电压波动范围 施加于变压器一次绕组的电压因电网电压波动而波动。若电网电压施加于变压器一次绕组的电压因电网电压波动而波动。若电网电压小于变压器分电压，对变压器本身无任何损害，仅使变压器的输出功率小于变压器分电压，对变压器本身无任何损害，仅使变压器的输出功率略有降低。略有降低。40主要内容主要内容第一节第一节 变压器的工作原理与变压器的工作原理与结构结构参见：电工进网作业培训 第三章之1第二节第二节 变压器变压器运行运行 参见：电工进网作业培训 第三章之2第三节第三节 其他其他变压器变压器参见：电工进网作业培训 第三章之3 41第四节第四节 互感器互感器参见：电工进网作业培训 第三章之4
