变压器的构造讲解.docx

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变压器的构造讲解

变压器的构造讲解．

油浸式电力变压器一、油浸式电力变压器的结构器身：

铁心、绕组、绝缘结构、引线、分接开关油箱：

油箱本体、箱盖、箱壁、箱底、绝缘油、附件、放油阀门、油样活门、接地螺栓、铭牌

冷却装置：

散热器和冷却器、油枕呼吸器、油位表、防爆管）安全气道、吸湿器保护装置：

储油柜（温度计、净油器、气体继电器瓦斯继电器出线装置：

高压套管、低压套管

、铁芯1

铁芯在电力变压器中是重要的组成部件之一。

它由高导磁的硅钢片叠积和钢夹夹紧而成铁心具有两个方面的功能。

在原理上：

铁心是构成变压器的磁路。

它把一次电路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，铁心是能量传递的媒介体。

在结构上：

它是构成变压器的骨架。

在它的铁心柱上套上带有绝缘的线圈，并且牢固地对它们支撑和压紧。

铁心必须一点接地。

2、绕组绕组是变压器最基本的组成部分，绕组采用铜导线绕制，它与铁心合称电力变是建立磁场和传输电能的电路部分。

电力变压器绕组由高压绕组、压器本体，低压绕组，高压引线低压引线等构成。

3、调压装置

变压器调压是在变压器的某一绕组上设置分接头，当变换分接头时就减少或增加了一部分线匝，使带有分接头的变压器绕组的匝数减少或增加，其他绕组的匝数没有改变，从而改变了变压器绕组的匝数比。

绕组的匝数比改变了，电压比也相应改变，输出电压就改变，这样就达到了调整电压的目的。

⑴有载分接开关：

有载分接开关的额定电流必须和变压器额定电流相配合。

切换开关需要定期检查，检查时应易于拆卸而不损坏变压器油的密封。

开关仅应在运行5～6年之后或动作了5万次之后才需要检查。

⑵无励磁分接开关：

无励磁分接开关应能在停电情况下方便地进行分接位置切换。

无励磁分接开关应能在不吊芯（盖）的情况下方便地进行维护和检修，还应带有外部的操动机构用于手动操作。

4、油箱

电压等级高的变压器油箱应装设压力释放装置，根据保护油箱和避免外部穿越性短路电流引起误动的原则，确定合理的动作压力。

油箱顶部应带有斜坡，以便泄水和将气体积聚通向气体继电器。

通向气体继电器的管道应有1.5%的坡度。

气体继电器应装有防雨措施，并将采气管引至地面。

5、绝缘油：

绝缘油采用环烷基油，绝缘油应为IEC规范IA号油，其闪点不低于140℃。

制造厂除供应满足变压器标准油面线的油量（含首次安装损耗）以外，另加10%的备用绝缘油。

6、冷却装置

油浸式变压器冷却装置包括散热器和冷却器，不带强油循环的称为散热器，带强油循环的称为冷却器。

．

散热器和冷却器应有足够的冷却能力，所有冷却装置应能承受变压器

油箱泄漏试验。

）、自然油循环风冷却方式和负荷能力：

变压器的冷却方式有自然冷却（ONAN）等冷却冷（ONAF）、强迫油循环风冷（OFAF）和强迫导向油循环风冷（ODAF方式。

当变压器上层油温与下部油温产生温差时，通过冷却器形成油温对流，经冷却

器冷却后流回油箱，起到降低变压器温度的作用。

冷却器有强油风冷却器、新型大容量风冷却器、强油水冷却器7、油枕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一下不利因素：

1）是油面降低时露出铁芯和线圈部分会影响散热和绝缘）是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2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。

）是油枕的油在平时几乎不参加油箱内的循环，它的温度要比油箱内的上层油3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。

、气体继电器8、支、探针H、重锤、项针、罩BC、气塞D、磁铁E、开口杯FGA、调节杆跳闸用、挡板M、磁铁N、螺杆P、干簧接点QL架K、弹簧、套管TR、嘴子、干簧节点信号用S9、吸湿器吸湿器又名呼吸器，常用吸湿器为吊式吸湿器结构。

吸湿器内装有吸附剂硅胶，油枕内的绝缘油通过吸湿器与大气连通，内部吸附剂吸收空气中的水分和杂质，以保持绝缘油的良好性能。

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。

油封杯的作用是延长硅胶的使用寿命，把硅胶与大气隔离开，只有进入变压器内的空气才通过硅胶。

、净油器10净油器又名热吸虹器，是用钢板焊接成圆筒形的小油罐，罐内也装有硅胶或活性氧化铝吸附剂。

当油温变化而上下流动时，经过净油器达到吸取油中水分、渣滓、酸、氧化物的作用。

净油器安装再变压器上部时净化3150KVA及以上变压器均有这种净化装置。

装在下部时易于更换安装位置视情况而定。

效率高11、防爆管

防爆管又名安全气道，装在油箱的上盖上，由一个喇叭形管子与大气相通，管口用薄膜玻璃板或酚醛纸板封住。

为防止正常情况下防爆管内油面升高使管内气压上升而造成防爆薄膜松动或破损及引起气体继电器误动作，在防爆管与储油柜之间连接一小管，已使两处压力相等。

防爆管的作用使当变压器内部发生故障时，将油里分解出来的气体及时排以800KVA出，以防止变压器内部压力骤然增高而引起油箱爆炸或变形。

容量为

上的油浸式变压器均装有防爆管。

12、压力释放装置：

为释放变压器油箱内的突然压力升高，主油箱应设压力释放装置。

装置应能立即动作并释放瞬时的压力升高，当压力超过时能可靠释放，压力降低至正常值后自行恢复到关闭位置。

压力释放装置设置在油箱顶盖上的边沿部位，并应设有排油管引至地面附近

以引导向下排放油气，并使油远离控制箱等。

当变压器通过穿越性短路电流时，压力释放装置应不动作。

13、温度计

大型变压器应设有就地指示的绕组温度计和油面温度计，它装在变压器油箱外，具有报警及跳闸触点，便于运行人员监视变压器油温情况

14、高、低压套管

绝缘套管是油浸式电力变压器箱外的主要绝缘装置，变压器绕组的引出线必须穿过绝缘套管，使引出线之间及引出线与变压器外壳之间绝缘，同时起到固定引出线的作用。

15、变压器的寿命：

变压器在规定的工作条件和负荷条件下运行，并按照制造厂的说明书进行维护后，变压器的预期寿命应为30年或者更长。

二、变压器的工作原理

变压器的一次绕组与交流电源接通后，经绕组内流过交变电流产生磁通，在这个磁通作用下，铁芯中便有交变磁通，即一次绕组从电源吸取电能转变为磁能在铁芯中同时交（环）链原、副边绕组（二次绕组），由于电磁感应作用，分别在原、二次绕组产生频率相同的感应电动势。

如果此时二次绕组接通负载，在二次绕组感应电动势作用下，便有电流流过负载，铁芯中的磁能又转换为电能。

这就是变压器利用电磁感应原理将电源的电能传递到负载中的工作原理。

三、型式：

变压器按用途可分为：

升压变压器、降压变压器和联络变压器；

按绕组型式可分为：

双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器；

按相数可分为：

三相变压器和单相变压器；

按调压方式可分为：

有载调压变压器和无励磁调压变压器；

按冷却方式分为：

自冷变压器、自然油循环风冷变压器、强迫油循环风冷变压器、强迫油循环水冷变压器等；

按结构型式分为：

芯式和壳式。

四、变压器重要的技术性能

1、变压器额定电压：

按照电网需要，选取变压器的额定电压。

2、变压器短路阻抗

根据电网运行的要求，合理确定变压器的短路阻抗。

在满足电网要求的前提下，选用较高的短路阻抗，有利于减小系统短路电流。

对于变电站扩建的变压器短路阻抗，应尽量与原有变压器的短路阻抗实测值相同，以利于变压器的并联运行。

3、绝缘水平

变压器的绝缘水平，原则上应按照国家标准规定的上限数值。

有时，根据一个时期变压器的故障情况，可以适当提高同类型变压器的冲击和工频耐压水平，以提高变压器的安全可靠性。

同样，也可以适当提高变压器局部放电测量中的短时过冲电压的水平。

．

4、温升限值和过负荷能力

变压器绕组、顶层油、铁心和油箱等金属部件的温升，原则上应按照国家标准规定的数值。

考虑到自然循环冷却变压器上下油温差加大，易导致绕组的热点温升超过标准规定的实际情况，应增加对绕组热点温升的考核（采用计算方法）。

这些温升限值，在变压器的各种冷却方式和负载能力下，均应满足。

三绕组变压器的温升，要考虑最严重的负载组合，一般取三侧同时满负荷。

在低压绕组接无功补偿设备的情况，最严重的负载组合接近三侧同时满负荷。

变压器的短时急救负载能力，应满足运行的要求，取决于正常运行时的负载大小和退出一台变压器所带来的其他变压器负载上升。

5、耐受短路的能力

耐受短路电流的动、热稳定能力按国家标准规定。

变压器应提供同类型变压器耐受突发短路的试验报告；变压器应提供同类型变压器耐受突发短路的试验报告或计算报告，计算报告应有相关理论和模型试验的技术支持。

有条件时，对于多台使用的变压器，可抽样进行耐受突发短路的试验。

在设计联络中，制造厂应提供变压器每一个线圈（包括稳定绕组）耐受短路的计算报告，并确保具有足够的安全裕度。

对于出现过变压器短路损坏的变压器制造厂，不论是否具有耐受突发短路的试验报告，均应提供损坏原因分析和整改措施报告。

6、变压器的过励磁能力

为适应电网电压波动的情况，变压器在1.1倍额定电压下，应具有80％负荷的持续运行能力。

7、频率：

50Hz。

表报警和跳闸保护触点表

序号项目要求的输出触点

1主油箱气体继电器重瓦斯跳闸，轻瓦斯报警

报警或跳闸2压力突发继电器

分接开关保护继电器3跳闸

低油位报警4主油箱油位计分接开关压力释放装置报警或跳闸5

主油箱压力释放装置6报警或跳闸

（二套）

油温过高报警油温指示计7．

8油流继电器油流停止报警

冷却系统交流电源故障9正常电源或备用电源故障报警

油泵、风扇故障10冷却器故障

报警11备用冷却器投运报警12温度过高报警绕组温度计

13两台变压器分接头位置报警

不一致14分接开关直流电源故障报警

15分接开关交流电源故障报警

注：

直流电源电压为110V（或220V）

五、铭牌

1、变压器名称，型号、产品代号。

2、标准代号。

3、制造厂名（包括国名）。

4、出厂序号。

5、制造年月。

6、相数。

7、额定容量（MVA，对多绕组变压器，应给出每个绕组的额定容量。

如果一个绕组的额定值并不是其它绕组额定容量的总和时，则要给出负载组合）。

8、额定频率（Hz）。

9、各绕组额定电压（kV）。

10、各绕组的额定电流（A，三绕组自耦变压器，还应注出公共线圈中长期允许的值）连接组标号，绕组连接示意图。

11、额定电流下的短路阻抗（实测值，如果需要，应给出参考容量，对多绕组变压器应表示出相当于100%额定容量时的短路阻抗）。

12、冷却方式（如果变压器有几种冷却方式，除应表示出冷却方式外，还应以额定百分数表示出相应的冷却容量，如ONAN/ONAF66/100%）。

、使用条件。

13．

14、总重量（t）。

15、绝缘油重量（t）,品牌（厂商、型号）。

16、强迫油循环（风冷和水冷）的变压器，还应注出满载时停油泵（水泵）及风扇电动机后允许的工作时限。

17、绝缘的温度等级（油浸式变压器A级可不注出）。

18、温升。

19、连接图（当连接组标号不能说明内部连接的全部情况时）。

如果线圈的连接可以在变压器内部变更，则应指出变压器出厂时的连接。

20、绝缘水平。

21、运输重（t）。

22、器身吊重（t），上节油箱重（t）。

23、空载电流（实测值）

24、空载损耗及负载损耗（kW,实测值）。

多绕组变压器的负载损耗应表示各对绕组工作状态的损耗值。

六、变压器的运行维护

1、变压器的日常巡视检查可参照下列规定：

a.变电站内的变压器，每天至少1次，每周至少进行一次夜间巡视。

b.无人值班变电站内容量为3150kVA及以上的变压器10天至少一次3150kVA以下的每月至少1次。

c.2500kVA及以下的配电变压器，装于室内的每月至少一次，户外（包括郊区及农村的）每季至少1次。

2、在下列情况下应对变压器进行特殊巡视检查，增加巡视检查次数

a.新设备或经过检修，改造的变压器在投运72h内

b.有严重缺陷时

c.气象突变（如大风大雾大雪冰雹寒潮等）时

d.雷雨季节特别是雷雨后

e.高温季节，高峰负载期间

3、变压器日常巡视检查以下内容：

a.变压器的油温和温度计应正常，储油柜的油位应与温度相对应，各部位无渗油

漏油

b.套管油位应正常，套管外部无破损裂纹，无严重油污，放电痕迹及其它异常现象。

c.变压器音响正常。

d.各冷却器手感温度应相近，风扇运转正常，油流继电器工作正常。

e.吸湿器完好，吸附剂干燥。

f.气体继电器内应无气体。

g.引线接头，电缆，母线应无发热迹象。

h.压力释放器或安全气道及防爆膜应完好无损。

i.有载分接开关的分接位置及电源指示应正常。

j.各控制箱和二次端子箱应关严、无受潮。

k.干式变压器的外部表面应无积污。

l.变压器室的门、窗、照明应完好，房屋不漏水，温度正常。

m.现场规程中根据变压器的结构特点补充检查的其他项目。

：

、应对变压器作定期检查，并增加以下检查内容4．

a.外壳及箱沿应无异常发热

b.各部位的接地应完好，必要时应测量铁芯和夹件的接地电流。

c.有载调压装置的动作情况应正常。

d.各种保护装置应齐全，良好。

e.各种温度计应在检定周期内，超温信号应正确可靠。

f.各种标志应齐全明显。

g.室内变压器通风设备应完好

h.消防设施应齐全完好

5、变压器的投运和停运

a、在投运变压器之前，值班人员应仔细检查，确认变压器及其保护装置在良好状态，具备带电运行条件，并注意外部有无异物，临时接地线是否已拆除，分接开关位置是否正确各阀门开闭是否正确，变压器在低温投运时，应防止呼吸器因结冰被堵。

b、运用中的备用变压器应随时可以投入运行，长期停运者应定期充电。

c、变压器投运和停运的操作程序应在现场规程中规定，变压器的充电应在有保护装置的电源侧用断路器操作，送电时应先送电源侧后送负载侧，停运时应先停负载侧，后停电源侧。

d、新投运的变压器试运行，试运行应进行冲击合闸5次，投切循环的空载涌流试验，每两次循环的间隔至少为5min。

e、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规定,110kV

及以下不少于24h，并释放瓦斯继电器气体。

f、在110kV及以上中性点有效接地系统中，投运或停运变压器的操作，中性点必须先接地，投入后可按系统需要决定中性点是否断开。

g、干式变压器在停运和保管期间，应防止绝缘受潮。

6、瓦斯保护装置的运行

a、变压器运行时瓦斯保护装置应接信号和跳闸，有载分接开关的瓦斯保护应接跳闸。

b、变压器在运行中滤油、补油、换潜油泵或更换净油器的吸附剂时，应将其重瓦斯改接信号，此时其它保护装置仍应接跳闸。

c、当油位计的油面异常升高或呼吸系统有异常现象，需要打开放气或放油阀门时，应先将重瓦斯改接信号。

7、变压器的压力释放器接点宜作用于信号

8、变压器分接开关的运行维护

1）、无励磁调压变压器在变换分接时，应作多次转动，以便消除触头上的氧化膜和油污在确认变换分接正确并锁紧后，测量绕组的直流电阻，分接变换情况应作记录。

2）、变压器有载分接开关的操作，应遵守如下规定：

a.应逐级调压，同时监视分接位置及电压，电流的变化。

b.有载调压变压器并联运行时，其调压操作应轮流逐级或同步进行。

c.有载调压变压器与无励磁调压变压器并联运行时，两变压器的分接电压应尽量靠近。

d.应核对系统电压与分接额定电压间的差值，规定一般不应高于该运行分接额定电压的105%，对于特殊的使用情况（例如变压器的有功功率可以在任何方向的额定电压下运行。

110%，允许在不超过）流通

3）变压器有载分接开关的维护应可参照以下规定：

a.运行6～12个月或切换2000～4000次后，应取切换开关箱中的油样作试验

b.新投入的分接开关，在投运后12年或切换5000次后，应将切换开关吊出检查，此后可按实际情况确定检查周期。

c.运行中的有载分接开关切换5000～10000次后或绝缘油的击穿电压低于

25kV时，应更换切换开关箱的绝缘油。

d.操作机构应经常保持良好状态

e.长期不调和有长期不用的分接位置的有载分接开关，应在有停电机会时，在最高和最低分接间操作几个循环。

4）为防止开关在严重过负载或系统短路时进行切换，宜在有载分接开关控制回路中加装电流闭锁装置，其整定值不超过变压器额定电流的1.5倍。

9、变压器的并列运行的基本条件

a.联结组标号相同

b.电压比相等

c.短路阻抗相等

新装或变动过内外连接线的变压器，并列运行前必须核定相位

七、变压器的不正常运行和处理

1、值班人员在变压器运行中发现不正常现象时，应设法尽快消除，并报告上级和做好记录。

2、变压器有下列情况之一者应立即停运，若有运用中的备用变压器，应尽可能先将其投入运行：

a.变压器声响明显增大，很不正常，内部有爆裂声。

b.严重漏油或喷油，使油面下降到低于油位计的指示限度。

c.套管有严重的破损和放电现象。

d.变压器冒烟着火。

3、当发生危及变压器安全的故障，而变压器的有关保护装置拒动时，值班人员应立即将变压器停运。

4、当变压器附近的设备着火，爆炸或发生其他情况，对变压器构成严重威胁时值班人员应立即将变压器停运。

5、变压器油温升高超过制造厂规定定值时，值班人员应按以下步骤检查处理：

a.检查变压器的负载和冷却介质的温度，并与在同一负载和冷却介质温度下正常的温度核对。

b.检查变压器冷却装置或变压器室的通风情况，若温度升高的原因是由于冷却系统的故障，且在运行中无法修理者，应将变压器停运修理，若不能立即停运修理，应调整变压器的负载至允许运行温度下的相应容量，在正常负载和冷却条件下，变压器温度不正常并不断上升，且证明温度指示正确则认为变压器已发生内部故障，应立即将变压器停运，变压器在各种超额定电流方式下运行，若顶层油温超过105时，应立即降低负载。

6、当发现变压器的油面显著降低时，应查明原因，补油时变压器在运行中滤油、补油、换潜油泵或更换净油器的吸附剂时，应将其重瓦斯改接信号，此时其它保护装置仍应接跳闸，禁止从变压器下部补油。

7、变压器油位因温度上升有可能高出油位指示极限，经查明不是假油位所致时

则应放油，使油位降至与当时油温相对应的高度，以免喷油。

可采取、铁芯多点接地而接地电流较大时，应安排检修处理，在缺陷消除前8

措施将电流限制在100mA左右，并加强监视。

、瓦斯保护装置动作的处理9）瓦斯保护信号动作时，应立即对变压器进行检查，查明动作的原因，是否因1积聚空气油位降低，二次回路故障或是变压器内部故障造成的，如气体继电器内有气体，取气样及油样做色谱分析，判断确定变压器故障是否停运。

）瓦斯保护动作跳闸时，在查明原因消除故障前不得将变压器投入运行，为查2

明原因应重点考虑以下因素，作出综合判断：

a.是否呼吸不畅或排气未尽b.保护及直流等二次回路是否正常

c.变压器外观有无明显反映故障性质的异常现象

d.气体继电器中积聚气体量，是否可燃

e.气体继电器中的气体和油中溶解气体的色谱分析结果

f.必要的电气试验结果

g.变压器其它继电保护装置动作情况、变压器跳闸和灭火10）变压器跳闸后，应立即查明原因，如综合判断证明变压器跳闸不是由于内1

部故障所引起，可重新投入运行，若变压器有内部故障的征象时，应作进一步检查

2）变压器着火时，应立即断开电源，并迅速采取灭火措施，防止火势蔓延。

八、变压器的故障处理油浸式电力变压器的故障分为内部故障和外部故障、内部故障1变压器油箱内发生的各种故障，其主要类型有，各相绕组之间发生的相间短路、绕组的线匝之间发生的匝间短路、绕组或引出线通过外壳发生的接地故障等。

、外部故障2变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，其主要类型有，绝缘套管闪络或破碎而发生的解体短路，引出线之间发生相间故障等而引起变压器内部故障或绕组变形。

3、短路故障

主要指变压器出口短路，以及内部引线或绕组间对地短路、及相与相之间发生的短路而导致的故障。

2、放电故障

放电对绝缘有两种破坏作用：

一种是由于放电质点直接轰击绝缘，使局部绝缘受到破坏并逐步扩大，使绝缘击穿。

另一种是放电产生的热、臭氧、氧化氮等活性气体的化学作用，使局部绝缘受到腐蚀，介质损耗增大，最后导致热击穿。

3、绝缘故障

a固体绝缘故障：

固体纸绝缘是油浸式变压器绝缘的主要部分之一，包括：

绝缘纸、绝缘板、绝缘垫、绝缘卷、绝缘绑扎带等，其主要成分是化纤素。

b液体油绝缘故障：

变压器绝缘油劣化，绝缘油的污染和劣化是油中混入水分和杂质，绝缘性能会变坏，击穿电场强度降低，介质损失角增大。

c温度的影响：

温度过高，使变压器绝缘降低。

变压器的寿命取决于绝缘的老化程度，而绝缘的老化又取决于运行的温度。

如油浸式变压器在额定负载下，绕℃，则最热点20℃，若平均环境温度为78℃，最热点温升为65组平均温升为

年，若变压器超载运行，98℃，在这个温度下，变压器可运行20～30温度为℃140级绝缘的变压器载80～温度升高，促使寿命缩短。

国际电工委员会认为，A度，变压器绝缘有效寿命降低的速度就会增加一倍，6温度范围内，温度每增加度法则。

这就是6:

过电压的影响d倍的过电压。

变压器设汁的绝缘强度—般考虑能承受2.5

倍。

—12雷电过电压的影响,大气过电压则可达到额定电压的8

5倍。

操作过电压的影响:

操作过电压的数值一般为额定电压的2—4．

4、铁心故障则铁心对地的,电力变压器正常运行时,铁心必须有一点可靠接地。

若没有接地铁心一点接地后消除了形成铁心悬,悬浮电压,会造成铁心对地断续性击穿放电铁心间的不均匀电位就会在接地点,浮电位的可能,但铁心出现两点以上接地时并造成铁心多点接地发热的故障。

变压器的铁心接地故障会造成,之间形成环流甚至将会造成重瓦斯动严重时,铁心局部温升增加,轻瓦斯动作,铁心局部过热,占变压器各作而跳闸的事故。

有关资料统计表明,因铁心问题造成的故障比例,类故障的第三位。

分接开关故障5.无载分接开关故障a无载分接开关的故障形式常表现在接触不良、触头锈蚀电阻增大发:

电路故障热、开关绝缘支架上的紧固螺栓接地断裂造成悬浮放电等。

无载分接开关的故障反应在开关弹簧压力不足、滚轮压力不足、滚轮:

机械故障开关接触处存在的油污使压力不匀、接触不良以致有效接触面积减小。

此外接触电阻增大在运行时将引起分接头接触面烧伤。

b有载分接开关故障有载分接开关机械故障包括切换开关或分头选择器故障、操作机构机械故障在,可能产生以下情况:

内,是一种严重故障将使变压器1）分头选择器带负荷转换。

这