電動機與變壓器培訓一

變壓器的結構與工作原理變壓器的基本參數(shù)與特性變壓器允許運行方式變壓器聯(lián)結組別與并聯(lián)運行變壓器的維護及檢修變壓器的事故處理變壓器的分類變壓器分以下幾大類：動力變壓器（降壓變壓器、升壓變壓器）整流變壓器油浸變壓器干式變壓器變壓器的基本結構一、變壓器的基本結構變壓器的基本結構鐵心繞組其他部件變壓器的基本結構1.鐵心鐵心由心柱和鐵軛兩部分組成。心柱用來套裝繞組，鐵軛將心柱連接起來，使之形成閉合磁路。為減少鐵心損耗，鐵心用厚0.30-0.35mm的硅鋼片疊成，片上涂以絕緣漆，以避免片間短路。2.繞組定義：變壓器的電路部分，用紙包或紗包的絕緣扁線或圓線（銅或鋁）繞成。

一次繞組:輸入電能的繞組。二次繞組:輸出電能的繞組。高壓繞組的匝數(shù)多,導線細；低壓繞組的匝數(shù)少，導線粗。從高,低壓繞組的相對位置來看,變壓器的繞組可分為同心式和交迭式。其他結構部件變壓器的工作原理變壓器的工作原理當原繞組外加電壓U1時，原邊就有電流流過，并在鐵芯中產(chǎn)生與U1同頻率的交變主磁通，主磁通同時鏈繞原、副繞組，根據(jù)電磁感應定律，會在原、副繞組中產(chǎn)生感應電勢E1、E2，副邊在E2的作用下產(chǎn)生負載電流，向負載輸出電能。

變壓器的基本參數(shù)與特性一、額定值額定容量在銘牌規(guī)定的額定狀態(tài)下變壓器輸出視在功率的保證值，單位為kV或kVA。三相變壓器指三相容量之和。額定電壓銘牌規(guī)定的各個繞組在空載、指定分接開關位置下的端電壓，單位為V或kV。三相變壓器指線電壓。額定電流根據(jù)額定容量和額定電壓算出的電流稱為額定電流，單位為A。三相變壓器指線電流。

基本銅耗：是指電流流過繞組時所產(chǎn)生的直流電阻損耗。1.銅耗雜散銅耗：主要指漏磁場引起電流集膚效應，使繞組的有效電阻增大而增加的銅耗，以及漏磁場在結構部件中引起的渦流損耗等。銅耗與負載電流的平方成正比，因而也稱為可變損耗。2.鐵耗

基本鐵耗：是變壓器鐵心中的磁滯和渦流損耗。雜散鐵耗：包括疊片之間的局部渦流損耗和主磁通在結構部件中引起的渦流損耗等。鐵耗可近似認為與或成正比，由于變壓器的一次電壓保持不變,故鐵耗可視為不變損耗。

三、三相變壓器的聯(lián)結組三相繞組接線有兩種：星形聯(lián)結、三角形聯(lián)結星形聯(lián)結記作：“Y”或“y”三角形聯(lián)結記作：“D”或“d”三相變壓器的電路系統(tǒng)---聯(lián)結組星形聯(lián)結的三相繞組特點：三個末端連接在一起形成中性點，如果將中性點引出，就形成了三相四線制了，表示為YN或yn。三相變壓器的電路系統(tǒng)---聯(lián)結組三角形聯(lián)結的三相繞組接法有兩種。四、變壓器的短路阻抗短路阻抗：在穩(wěn)態(tài)情況下，將變壓器二次側短路，在一次側施加額定頻率的可變電壓，當一次側達到額定電流時所施加的電壓，通常以此電壓與變壓器額定電壓的百分比表示。變壓器滿載運行時，短路阻抗的大小與變壓器二次側輸出電壓的大小有一定關系，短路阻抗越小，電壓變化率越小，短路阻抗越大，電壓變化率越大；當變壓器負載出現(xiàn)短路時，短路阻抗越小，短路電流越大，變壓器承載的電動力越大，短路阻抗越大，短路電流越小，承載的電動力越小。變壓器允許運行方式新裝變壓器投運前為何要做沖擊試驗？

為了檢查變壓器各部絕緣強度能否承受全電壓或操作過電壓。因拉開空載變壓器有可能產(chǎn)生操作過電壓，尤其是中性點不接地的變壓器。當投入空載變壓器時會產(chǎn)生一勵磁涌流，其值可達6-8倍額定電流，并且達到全部衰減的時間較長。由于勵磁涌流產(chǎn)生很大的電動力，為了考驗變壓器的機械強度，同時為了考驗勵磁涌流

衰減初期能否造成繼電保護誤動作，所以必須做沖擊試驗。變壓器的沖擊試驗如何對變壓器進行沖擊試驗？新裝變壓器投入需沖擊5次，大修后的變壓器需沖擊3次，第一次充電10分鐘，間隔5分鐘，第二、第三、第四、第五次充電5分鐘，間隔5分鐘。

變壓器的沖擊試驗1、變壓器規(guī)定的冷卻條件下，可按銘牌規(guī)定長期連續(xù)運行：油浸自冷式或油浸風冷式變壓器，其上層油溫的允許值應按制造廠銘牌的規(guī)定。周圍環(huán)境溫度為35℃及以下時，其上層油面溫升不超過55℃。在其它周圍環(huán)境溫度時，變壓器的上層油面溫度不得超過95℃；為了防止變壓器絕緣油加速劣化，變壓器上層油面溫度一般不宜超過85℃；變壓器允許運行工況2、電壓變動時的運行方式：變壓器的外加一次電壓可以比額定電壓高，但一般不得超過相應分接頭額定電壓的5％；不論電壓分接頭在任何位置，如果所加一次電壓不超過其相應分接頭額定電壓的5％，此時變壓器的二次側可帶額定電流；無勵磁調(diào)壓變壓器在額定電壓±5％范圍內(nèi)改換分接頭位置運行時，其額定容量不變；3、變壓器的過負荷運行方式：變壓器可以在正常過負荷和事故過負荷的情況下運行。正常過負荷使用時間，其允許值根據(jù)變壓器的負荷曲線、冷卻介質(zhì)溫度以及過負荷前變壓器所帶負荷等來確定。事故過負荷只允許在事故情況下使用。變壓器存在較大缺陷（如冷卻系統(tǒng)不正常、嚴重漏油、色譜分析異常等）時不準過負荷。廠用變壓器在強迫空氣冷卻時，正常使用條件下，變壓器輸出容量可提高50%，適用于各種急救過負荷或斷續(xù)過負荷運行。由于負載損耗和阻抗電壓增幅較大，不推薦強迫風冷長時間連續(xù)過負荷運行。變壓器經(jīng)過事故過負荷以后，應將事故過負荷的大小和持續(xù)時間記入運行記錄中。變壓器冷卻裝置運行方式：油浸自冷式和油浸風冷式變壓器，當上層油溫不超過55℃時，則可不開風扇運行。當上層油溫超過55℃或變壓器過負荷運行時應開啟風扇（廠變開啟變壓器室排風扇）。當變壓器達到自冷容量的70%時必須起動風扇。油浸風冷式變壓器無風扇運行的規(guī)定： 油浸風冷式變壓器在風扇全部停止工作時，允許帶額定負荷時間變壓器聯(lián)結組別與并聯(lián)運行Y，y0聯(lián)結組如下圖所示，變壓器一、二次繞組都采用星形聯(lián)結，且首端為同名端，故一、二次繞組相互對應的相電動勢之間相位相同，因此對應的線電動勢之間的相位也相同，如下圖（b）所示，當一次繞組線電動勢這種連接方式稱Y，y0聯(lián)結組

Y,y6聯(lián)結若在上圖聯(lián)結繞組中，變壓器一二次繞組的首端不是同名端，而是異名端，則一二次繞組相互對應的電動勢相量均反向，Euv將指向時鐘的“6”，成為Y，y6聯(lián)結組，如下圖所示。

Y,y6聯(lián)結組Y,d11聯(lián)結組

如下圖所示，變壓器一次繞組用星形聯(lián)結，二次繞組用三角形聯(lián)結，且二次繞組u相的首端u1與v相的末端v2相連，即如下圖（a）所示的逆序連接，如一、二次繞組的首端為同名端，則對應的相量圖如下圖（b）所示。時鐘如圖（c）所示。Y，d聯(lián)結組

如下圖所示，變壓器一次繞組用星形聯(lián)結，二次繞組用三角形聯(lián)結，且二次繞組u相的首端u1與v相的末端v2相連，即如下圖（a）所示的逆序連接，如一、二次繞組的首端為同名端，則對應的相量圖如下圖（b）所示。如下圖（c）所示。（b）相量圖

（c）時鐘圖變壓器的并聯(lián)運行，是指變壓器的原繞組都接在某一電壓等級的公共母線上，而各變壓器的副繞組也都接在另一電壓等級的公共母線上，共同向負載供電的運行方式。變壓器并聯(lián)運行有如下優(yōu)點：

1、多臺變壓器并聯(lián)運行時，如果其中一臺變壓器發(fā)生故障或需要檢修，那么另外幾臺變壓器可分擔它的負載繼續(xù)供電，從而提高了供電的可靠性。

2、可根據(jù)電力系統(tǒng)中負荷的變化，調(diào)整投入并聯(lián)的變壓器臺數(shù)，以減少電能損耗，提高運行效率。

3、可根據(jù)用電量的增加，分期分批安裝新變壓器，以減少初期投資。要達到上述理想的并聯(lián)狀態(tài)，并聯(lián)運行的變壓器必須具備以下三個條件：

1、各變壓器的原邊額定電壓要相等，各副邊額定電壓也要相等，即變比要相等；

2、各變壓器副邊線電勢對原邊線電勢的相位差應相等，即連接組要相同；

3、各變壓器的阻抗電壓標么值應相等，短路阻抗角應相等。

非并列運行危害：1、接線組別不同在并列變壓器的二次繞組中會出現(xiàn)電壓差，在變壓器的二次側內(nèi)部產(chǎn)生循環(huán)電流。2、變壓器比不同，二次電壓不等，在二次繞組中也會產(chǎn)生環(huán)流，并占據(jù)變壓器的容量，增加變壓器的損耗。3、容量不同的變壓器短路電壓不同，負荷分配不平衡，運行不經(jīng)濟。變壓器維護與檢修變壓器檢查：變壓器的外部檢查每班不少于二次，當發(fā)生下列情況時應進行額外檢查：①每次投入前或停用后；②氣候冷熱劇變時應對變壓器油面、油溫加強檢查，伸縮節(jié)導線及接頭是否有變形或發(fā)熱等現(xiàn)象；③瓦斯繼電器是否發(fā)出警報信號；④變壓器過負荷時，檢查各部分應正常，冷卻系統(tǒng)運行正常；⑤當系統(tǒng)發(fā)生短路故障或變壓器故障跳閘后，應立即檢查變壓器系統(tǒng)有無爆裂、斷脫、移位、變形、燒傷、焦味、煙火及噴油等現(xiàn)象；⑥下雪天氣，應檢查變壓器引線接頭部分是否有落雪立即熔化或蒸發(fā)冒汽現(xiàn)象，導電部分應無冰柱；⑦大風天氣，應檢查引線擺線情況及有無搭掛雜物；⑧雷雨天氣，檢查瓷套管有無放電閃絡現(xiàn)象；⑨大霧天氣，檢查瓷套管有無放電閃絡現(xiàn)象；變壓器外部檢查的一般項目如下：①油枕內(nèi)油色應透明，油位不低于相應溫度油位線，無漏油滲油現(xiàn)象；②套管油位應充足，套管外部應清潔無破損裂紋及放電痕跡，無其它異常情況；③套管引線接頭、電纜、母線應無發(fā)熱、變色，無異常，無損傷現(xiàn)象；④瓦斯繼電器內(nèi)油應充滿，無氣體，油色透明，繼電器與油枕間連接閥門應打開，所用電纜及導線應無油污無破損，接線盒干燥、清潔；⑤冷卻裝置運行應正常，裝置本身應清潔無漏油；⑥變壓器的聲音正常，與以往比較無異常；⑦防爆隔膜應完整；⑧變壓器外殼與底座的接地線應牢固完整；⑨上層油溫在規(guī)定范圍內(nèi)，并與以往相同負荷及環(huán)境溫度條件下比較不應超過5℃；⑩硅膠罐不漏油，干燥劑應有效，硅膠應呈蘭色，呼吸器暢通； 變壓器運行中補油應注意哪些問題?

變壓器缺油后的補油工作可以在變壓器不停電的情況下進行。補油時應注意下列事項：

(1)注意防止混油，新補入的油應經(jīng)試驗合格．

(2)補油前應將重瓦斯保護改投信號位置，防止瓦斯保護誤動使變壓器跳閘．

(3)補油后應注意檢查瓦斯繼電器，及時放出氣體，待變壓器空氣排盡后，方可將重瓦斯保護重新投入跳閘位置．

(4)補油量要適宜，油位與變壓器當時的油溫相適應．

(5)禁止從變壓器下部截門補油，以防將變壓器底部沉淀物沖起進入線圈內(nèi)，影響變壓器的絕緣和散熱．對變壓器絕緣電阻值有哪些規(guī)定?測量時應注意什么?

新安裝或檢修后及停運半個月以上的變壓器，投入運行前，均應測定線圈的絕緣電阻．測量變壓器絕緣電阻時，對線圈運行電壓在500伏以上者應使用1000--2500伏搖表，500伏以下者應使用500伏搖表．

變壓器絕緣狀況的好壞按以下要求判定：

(1)在變壓器使用時所測得絕緣電阻值與變壓器在安裝或大修干燥后投入運行前測得的數(shù)值之比，不得低于50%。

(2)吸收比R60"/R15"不得小于1．3倍．

符合上述條件，則認為變壓器絕緣合格．

測量變壓器絕緣時應注意以下問題：

(1)必須在變壓器停電時進行，各線圈出線都有明顯斷開點；

(2)變壓器周圍清潔，無接地物，無作業(yè)人員；

(3)測量前應對地放電，測量后也應對地放電；

(4)測量使用的搖表應符合電壓等級要求；

(5)中性點接地的變壓器，測量前應將中性點刀閘拉開，測量后應恢復原位。

變壓器油位顯著升高或下降應如何處理?

油位升高，并無超過油枕規(guī)定的油標高度，值班人員應：

(1)檢查冷卻裝置是否有問題；

(2)檢查變壓器負荷變化情況；

(3)檢查冷卻器周圍環(huán)境溫度變化是否過大；

(4)因溫度升高使油位上升，應聯(lián)系檢修人員進行放油．

如發(fā)現(xiàn)油位下降或在油枕中已看不到油位，值班人員應：

(1)檢查是否大量的漏油；

(2)檢查負荷是否減少；

(3)檢查冷卻環(huán)境溫度是否降低；

(4)如果是變壓器大量漏油，應切換備用變壓器運行，進行檢修；

(5)如果是冷卻環(huán)境，負荷影響油位降低，而油位不能達到規(guī)定的油標高度，應聯(lián)系檢修人員給變壓器加油到標準位置。變壓器事故處理變壓器運行中容易出現(xiàn)的下列不正?，F(xiàn)象

1、變壓器運行中如漏油、油位過高或過低，油溫異常，音響不正常及冷卻系統(tǒng)不正常等，應設法盡快消除。

2、當變壓器過負荷值時，應參照環(huán)境溫度較高的允許負載系數(shù)和時間執(zhí)行規(guī)定，盡快降低變壓器的負荷。因為長期急救周期性負載下運行時，將在不同程度上縮短變壓器的壽命，應盡量減少出現(xiàn)這種運行方式的機會；必須采用時，應盡量縮短超額定電流的時間。3、變壓器聲響明顯增大，很不均勻，有爆裂聲；嚴重漏油使油面下降，油面下降到低于油位計的指示限度溫度，并不斷上升；儲油柜或安全氣道噴油；油色變化過快，油內(nèi)出現(xiàn)碳質(zhì)；套管有嚴重的破損和放電現(xiàn)象等，應立即聯(lián)系調(diào)度，停電處理。4、變壓器的油溫較高時，而其油溫與其所對應的油位顯著降低，如因大量漏油而使油位迅速下降時，應將瓦斯保護改為只動作于信號。

變壓器事故處理變壓器的常見故障處理方法

為了便于正確迅速的處理變壓器故障，應熟練掌握下列情況：1、變壓器發(fā)出的具體信號情況，跳閘情況；2、變壓器周圍有無檢修及其它工作引起的；3、系統(tǒng)接線方式，負荷狀態(tài)等；4、變壓器上層油溫與電壓情況；5、運行人員有無操作；6、故障發(fā)生時天氣情況等。變壓器在運行中常見的故障有繞組、套管和電壓分接開關的故障等。下面介紹常見的幾種故障：（1）繞組部分故障。變壓器繞組是變壓器的心臟，構成變壓器輸入，輸出電能的電氣回路，其故障模式可分為：匝間短路、繞組斷路、繞組接地、繞組松動、變形、相間短路及接頭開焊等。產(chǎn)生上述故障的原因有以下幾點：①在制造或檢修時，局部絕緣受到損害，遺留下缺陷。②在運行中因散熱不良或長期過載，引起絕緣老化。③制造工藝不良，壓制不緊，機械強度不能經(jīng)受短路沖擊，使繞組變形絕緣損壞。④繞組受潮，絕緣膨脹堵塞油道，引起局部過熱。⑤絕緣油內(nèi)混入水分而劣化，或與空氣接觸面積過大。

變壓器事故處理對此一般處理方法為：修得變形部位，必要時應更換繞組；擰緊壓圈螺訂，緊固松脫的襯墊、撐條；修復改善結構，提高機械強度，修補絕緣，并作浸漆干燥處理。

（2）套管故障。套管是變壓器內(nèi)繞組與油箱外聯(lián)結引線的重要保護裝置。這種故障常見的是炸毀、閃落和漏油，其主要原因有：它長期遭受電場、風雨、污染等影響，易使瓷釉龜裂，絕緣老化，是變壓器故障多發(fā)部位。其故障式主要有：套管炸裂、套管位移、開焊、局部放電。一般處理方法是：1.清除瓷套管外表面的積灰和臟污；2.若套管密封不嚴或絕緣受潮劣化則應更換套管。

變壓器事故處理

（3）分接開關故障。有載分接開關內(nèi)部傳動結構較為復雜，而且經(jīng)常操作切換，它的故障直接影響到變壓器的正常運行，常見的故障是表面熔化與灼傷，相間觸頭放電或各接頭放電。主要原因有：連接螺絲松動；帶負荷調(diào)整裝置不良和調(diào)整不當；分接頭絕緣板絕緣不良；接頭焊錫不滿，接觸不良，制造工藝不好，彈簧壓力不足；分接開關由于受高溫和絕緣油影響，極易使觸頭表面氧化，產(chǎn)生氧化膜，使觸頭間接觸電阻增大，由于接觸不良引起局門路高溫，破壞接觸表面。對此的一般處理方法是：更換或修整觸頭彈簧；擰緊松動的螺栓；對分接開關位置錯位要進行糾正；若屬于有載調(diào)壓裝置安裝或調(diào)整不當則要對調(diào)壓裝置按要求進行調(diào)整。

變壓器事故處理（4）鐵芯故障。變壓器鐵心和繞組是傳遞、交換電磁能量的主要部件，要使變壓器可靠運行，除繞組質(zhì)量合格外，鐵心質(zhì)量好壞是決定正常運行的關鍵。變壓器鐵心故障以鐵心多點接地出現(xiàn)較多，鐵芯故障大部分原因是鐵芯柱的穿心螺桿或鐵輪的夾緊螺桿的絕緣損壞而引起的。鐵芯的故障模式可分為：鐵心多點接地、鐵心接地不良、鐵心片間短路。其中鐵心多點接地可分為：鐵心動態(tài)性多點接