電機(jī)與電氣控制技術(shù) 課件 項目2 變壓器調(diào)試與維護(hù)

項目2變壓器調(diào)試與維護(hù)任務(wù)2.1

變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)任務(wù)2.2

變壓器的運行分析任務(wù)2.3

變壓器的參數(shù)測定任務(wù)2.4

三相變壓器的磁路系統(tǒng)與聯(lián)結(jié)組別任務(wù)2.5

變壓器的運行特性任務(wù)2.6

三相變壓器的并聯(lián)運行任務(wù)2.7

變壓器的維修與維護(hù)任務(wù)2.8

技能訓(xùn)練任務(wù)2.9項目總結(jié)【任務(wù)目標(biāo)】技能目標(biāo)：1.能計算變壓器的各種參數(shù)；2.能根據(jù)負(fù)載要求選擇電力變壓器；3.能根據(jù)負(fù)載要求選擇特殊變壓器；4.能實施變壓器性能參數(shù)測試。知識目標(biāo)：1.了解各種變壓器的結(jié)構(gòu)；2.熟悉各種變壓器的工作原理；3.掌握各種變壓器的基本計算。

項目2變壓器調(diào)試與維護(hù)任務(wù)2.1變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)【任務(wù)描述】

變壓器是在電力系統(tǒng)和電子線路中應(yīng)用廣泛的電氣設(shè)備。它利用電磁感應(yīng)原理，將一種交變電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N或兩種以上頻率相同而數(shù)值不同的交變電壓。在電能的傳輸、分配和使用中，變壓器是關(guān)鍵設(shè)備，具有重要意義。除電力系統(tǒng)外，它在通信、廣播、冶金、焊接、電子實驗、電氣測量、自動控制等方面均有廣泛的應(yīng)用。本任務(wù)主要研究變壓器的分類、銘牌以及變壓器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理等內(nèi)容。【子任務(wù)目標(biāo)】技能目標(biāo)：1．能根據(jù)變壓器外形及銘牌確定變壓器特點與用途；2．能根據(jù)負(fù)載要求選擇電力變壓器。知識目標(biāo)：1．了解各種變壓器的結(jié)構(gòu)；2．熟悉單相變壓器的工作原理；3．掌握單相變壓器的基本計算。任務(wù)2.1變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)【知識準(zhǔn)備】（一）變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理1．變壓器的工作原理

由于變壓器是利用電磁感應(yīng)原理工作的，因此它主要由鐵心和套在鐵心上的兩個（或兩個以上）互相絕緣的線圈組成，線圈之間有磁的耦合，但沒有電的聯(lián)系，如圖2-1所示。任務(wù)2.1變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)圖2-1變壓器的工作原理圖通常一個線圈接交流電源，稱為一次繞組（俗稱原繞組或初級繞組）。另一個線圈接負(fù)載，稱為二次繞組（俗稱副繞組或次級繞組）。當(dāng)在一次繞組兩端加上合適的交流電源時，在電源電壓u1的作用下，一次繞組中就有交流電流i1流過，產(chǎn)生一次繞組磁動勢，于是鐵心中激勵起交變的磁通Φ，這個交變的磁通Φ同時交鏈一次、二次繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，便在一次、二次繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢e1和e2。二次繞組在感應(yīng)電動勢e2的作用下，便向負(fù)載供電，實現(xiàn)了能量傳遞。按圖中標(biāo)明的變量關(guān)系，變壓器的電動勢平衡方程可寫成任務(wù)2.1變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)

（2-2）

在變壓器原邊加上電源電壓u1，在u1作用下，繞組中產(chǎn)生交流電流，這個電流在鐵心中建立交變磁通Φ，它穿過變壓器的兩個繞組，并使兩個繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，它們的大小分別為：

當(dāng)變壓器原繞組通以交流電流時，在其鐵心中產(chǎn)生交變磁通，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，原、副繞組都產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，副繞組的感應(yīng)電動勢相當(dāng)于新的電源，這就是變壓器的基本工作原理。

任務(wù)2.1變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)

（2-1）

變壓器只能傳遞交流電能，而不能產(chǎn)生電能；它只能改變交流電壓或電流的大小，不改變頻率；而在傳遞過程中幾乎不改變電流與電壓大小的乘積，即S=U1﹒I1≈U2﹒I2[例1-1-1]

低壓照明變壓器一次繞組匝數(shù)N1=1210匝，一次繞組電壓U1=220V，現(xiàn)要求二次繞組輸出電壓U2=36V，求二次繞組匝數(shù)N2及變比K。解由于則

任務(wù)2.1變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)推論（1）變電流作用則推論（2）變阻抗作用

二次側(cè)繞組電路負(fù)載阻抗為如果從一次側(cè)繞組電路來看，則其大小為

任務(wù)2.1變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)2．變壓器分類

為了達(dá)到不同的使用目的，并適應(yīng)不同的工作條件，變壓器有很多類型，可按其用途、繞組結(jié)構(gòu)、鐵心結(jié)構(gòu)、相數(shù)、調(diào)壓方式、冷卻方式、容量等進(jìn)行分類。

任務(wù)2.1變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)3．變壓器的結(jié)構(gòu)

主要組成部分由鐵芯和繞組兩部分構(gòu)成。1）變壓器鐵芯

任務(wù)2.1變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)圖2-3變壓器鐵心結(jié)構(gòu)示意圖1）鐵芯

放大任務(wù)2.1變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)

2）變壓器繞組

按高、低繞組相互間位置的不同，繞組可分為同心式和交疊式兩種，如圖2-4所示。

任務(wù)2.1變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)圖2-4變壓器繞組1-高壓繞組；2-低壓繞組

3）三相電力變壓器外形

放大1—放油閥門2—繞組3—鐵心4—油箱5—分接開關(guān)6—低壓套管7—高壓套管

8—氣體繼電器9—安全氣道10—油表11—儲油柜12—吸濕器13—濕度計1．鐵心。

油浸式變壓器外形圖任務(wù)2.1變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)

1.變壓器的空載運行變壓器一次側(cè)繞組接額定頻率、額定電壓的交流電源，二次側(cè)繞組開路時的運行狀態(tài)稱為空載運行。（1）變壓器空載運行時的一般物理狀況圖2-5為單相降壓變壓器空載運行時的示意圖。一次側(cè)繞組A-X端接入額定頻率的額定電壓

，二次側(cè)繞組a-x端開路。一、二次側(cè)繞組匝數(shù)分別為N1、N2。圖2-5單相降壓變壓器空載運行時的示意圖（2）正方向的選定為了正確表示變壓器中各物理量之間的數(shù)量及其相位關(guān)系，必須首先規(guī)定各物理量的正方向。表示電磁關(guān)系的基本方程式、相量圖和等值電路，應(yīng)以選定的正方向為基礎(chǔ)。按慣例選定變壓器各物理量的正方向如圖2-5所示。

任務(wù)2.2變壓器的空載運行分析2.空載時的各物理量（1）空載電流

空載電流有兩個作用：一個是建立空載時的磁場，即主磁通

和一次側(cè)繞組漏磁通

；另一個是提供空載時變壓器內(nèi)部的有功功率損耗。所以相應(yīng)地可以認(rèn)為空載電流由無功分量和有功分量兩部分組成，前者用來建立空載時的磁場，后者對應(yīng)于有功功率損耗。在電力變壓器中，空載電流的無功分量遠(yuǎn)大于有功分量，空載電流基本上屬于無功性質(zhì)的電流，通常稱為勵磁電流。

空載電流的數(shù)值不大，為額定電流的2%～10%，一般變壓器的容量越大，空載電流的百分?jǐn)?shù)越小，大型變壓器還不到額定電流的1%?？蛰d電流的波形取決于鐵心主磁路的飽和程度。當(dāng)變壓器接額定電壓時，鐵心通常處在近于飽和的情況下工作。若主磁通為正弦波曲線Φ=f（t），利用非線性的鐵心磁化曲線Φ=f（i0），可用圖解法求得空載電流曲線i0=f（t），其波形為尖頂波，如圖2-6所示。

任務(wù)2.2變壓器的空載運行分析圖2-6磁路飽和時的空載電流波形（3）主磁通由于鐵心材料具有良好的導(dǎo)磁性能，所以沿鐵心主磁路閉合，同時交鏈一、二次側(cè)繞組的主磁通占總磁通的絕大部分。又因鐵心具有飽和特性，主磁通磁路的磁阻不是常數(shù)，致使主磁通與勵磁的空載電流之間為非線性關(guān)系。主磁通同時交鏈一、二次側(cè)繞組使其分別感應(yīng)出電動勢和。二次側(cè)繞組電動勢相當(dāng)于負(fù)載的電源，這說明通過主磁通的耦合作用，變壓器實現(xiàn)了能量的傳遞。

任務(wù)2.2變壓器的空載運行分析（2）

空載磁動勢空載磁動勢是指一次側(cè)空載電流建立的磁動勢=N1，它產(chǎn)生主磁通和只與一次側(cè)繞組自身交鏈的漏磁通。變壓器空載運行時，僅有這一空載磁動勢產(chǎn)生磁場。而空載磁場實際分布情況是很復(fù)雜的，為了便于分析，才根據(jù)磁通所經(jīng)磁路的不同，等效地分成主磁通和漏磁通兩部分，以便把非線性問題和線性問題分別處理。

任務(wù)2.2變壓器的空載運行分析（4）一、二次側(cè)繞組感應(yīng)電動勢、設(shè)主磁通按正弦規(guī)律變化，即Φ=Φmsinωt

（2-6）在所規(guī)定正方向的前提下，感應(yīng)電動勢的瞬時值為（2-7）

任務(wù)2.2變壓器的空載運行分析感應(yīng)電動勢的有效值為（2-8）、和的關(guān)系用復(fù)數(shù)形式表示為

（2-9）

任務(wù)2.2變壓器的空載運行分析式中：ω——磁通及電動勢的角頻率，ω=2πf（rad/s）；f——磁通及電動勢的頻率（Hz）；N1、N2——一、二次側(cè)繞組的匝數(shù)。由以上分析可知，感應(yīng)電動勢有效值的大小，分別與主磁通的頻率、繞組匝數(shù)及主磁通最大值成正比；電動勢的頻率與主磁通頻率相同；電動勢相位滯后主磁通90°。（5）一次側(cè)繞組漏電動勢

（2-10）式（2-10）中比例系數(shù)x1反映了一次側(cè)漏磁場的存在和該磁場對一次側(cè)電路的影響，故稱之為一次側(cè)電抗。

任務(wù)2.2變壓器的空載運行分析（6）

空載損耗p0變壓器空載時，輸出功率為零，但要從電源中吸取一小部分有功功率，用來補(bǔ)償變壓器內(nèi)部的功率損耗，這部分功率變?yōu)闊崮苌l(fā)出去，稱為空載損耗，用p0表示。p0≈pFe

（2-11）空載損耗占額定容量的0．2%～1%。這一數(shù)值并不大，但因為電力變壓器在電力系統(tǒng)中用量很大，且常年接在電網(wǎng)上，所以減少空載損耗具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。

任務(wù)2.2變壓器的空載運行分析3.空載時的基本方程式、等效電路基本方程式不但表明了有關(guān)物理量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，也表述了重要的物理概念。（1）一次側(cè)的電動勢平衡方程式按圖2-5中各物理量的方向，根據(jù)基爾霍夫第二定律，可得

（2-12）式中：Z1——一次側(cè)繞組漏阻抗，為常數(shù)。式（2-12）表明，空載時外施電壓與一次側(cè)繞組內(nèi)的反電動勢及漏阻抗壓降相平衡。

任務(wù)2.2變壓器的空載運行分析

（2-13）式中：Zm——勵磁阻抗；xm——勵磁電抗，對應(yīng)于主磁通的電抗；rm——勵磁電阻，模擬鐵損耗的等值電阻。

任務(wù)2.2變壓器的空載運行分析（2）

二次側(cè)的電動勢平衡方程式由于二次側(cè)繞組沒有電流．則=

（2-14）（3）

主磁通與電源電壓的關(guān)系式（2-12）中，Z1

很小，可忽略不計，這時=-，其有效值為

（2-15）

任務(wù)2.2變壓器的空載運行分析（4）變比常用變比來衡量變壓器一、二次側(cè)電壓變換的幅度。變比的定義是一、二次側(cè)相電動勢之比，用k表示，即對于單相變壓器，有

（2-16）對于三相變壓器，在已知額定電壓（線電壓）的情況下，求變比必須換算成額定相電壓之比。例如，對于三相變壓器，得

任務(wù)2.2變壓器的空載運行分析

對于三相變壓器，得

任務(wù)2.2變壓器的空載運行分析

（2-17）此外，還有兩個重要表達(dá)式：歸納上述分析，可得出變壓器空載運行時的基本方程式為

任務(wù)2.2變壓器的空載運行分析

（5）

空載時的等值電路變壓器空載運行時，電路問題和磁路問題相互聯(lián)系在一起，如果能將這一內(nèi)在聯(lián)系用純電路形式直接表示出來，將使分析變壓器運行大為簡化，等值電路就是從這一觀點出發(fā)來建立的。將式（2-13）代入式（2-12），得（2-18）由式（2-18）可得變壓器空載時的等值電路，如圖2-7所示?？梢姡儔浩骺蛰d等值電路由兩個阻抗串聯(lián)而成，一個是一次繞組漏阻抗Z1=r1+jx1，另一個是勵磁阻抗Zm=rm+jxm。

任務(wù)2.2變壓器的空載運行分析

。上述各物理量均為相值。等值電路接入電源電壓，流過空載電流圖2-7變壓器空載時的等值電路

任務(wù)2.2變壓器的空載運行分析例2-1某變壓器額定電壓為10kV/0．4kV，額定電流為5A/125A，空載時高壓繞組接10kV電源，消耗功率為405W，電流為0．4A。試求變壓器的變壓比、空載時一次繞組的功率因數(shù)以及空載電流與額定電流的比值。解變壓比為空載時一次側(cè)阻抗的?？蛰d時一次側(cè)電阻

任務(wù)2.2變壓器的空載運行分析空載時一次側(cè)感抗

空載時一次側(cè)功率因數(shù)空載電流與額定電流的比值

任務(wù)2.2變壓器的負(fù)載運行分析變壓器一次側(cè)接額定頻率、額定電壓的交流電源，二次側(cè)繞組接上負(fù)載，二次側(cè)有電流流過的運行狀態(tài)，稱為變壓器的負(fù)載運行。1.負(fù)載運行時的電磁關(guān)系圖2-8是單相變壓器負(fù)載運行的示意圖。一次側(cè)繞組與空載運行時一樣，仍接額定頻率、額定電壓的交流電源。二次側(cè)繞組所接的負(fù)載阻抗用ZL表示。各物理量正方向如前所述。圖2-8單相變壓器負(fù)載運行的示意圖

任務(wù)2.2變壓器的負(fù)載運行分析上述各物理量之間的關(guān)系可表示如下：

任務(wù)2.2變壓器的負(fù)載運行分析2.負(fù)載運行基本方程式（1）

磁動勢平衡方程式或（2-19）式（2-19）可改寫成電流的形式，即

任務(wù)2.2變壓器的負(fù)載運行分析兩邊同時除以N1，得（2-20）式中：——一次側(cè)電流的負(fù)載分量。

任務(wù)2.2變壓器的負(fù)載運行分析（2）電動勢平衡方程當(dāng)一、二次側(cè)繞組漏電動勢分別用漏電抗壓降表示后，按圖2-8中各物理量的正方向，根據(jù)基爾霍夫第二定律，可列出變壓器負(fù)載時的一、二次側(cè)電動勢方程式，即

（2-21）式中：Z2——二次側(cè)繞組漏阻抗；ZL——負(fù)載阻抗。

任務(wù)2.2變壓器的負(fù)載運行分析3.變壓器的等效電路（1）

折算變壓器負(fù)載運行時的基本方程式可歸納為（2-22）

任務(wù)2.2變壓器的負(fù)載運行分析根據(jù)折算原則，可以導(dǎo)出二次側(cè)各物理量的實際值與折算值的關(guān)系。1）電動勢的折算根據(jù)折算前后二次側(cè)磁動勢不變的原則，主磁通不變。由二次側(cè)匝數(shù)與一次側(cè)相等，可得（2-23）2）電流的折算同理，根據(jù)折算前后二次側(cè)磁動勢不變的原則，可得即（2-24）

任務(wù)2.2變壓器的負(fù)載運行分析3）阻抗的折算根據(jù)折算前后二次側(cè)繞組漏電阻上所消耗的銅損耗不變的原則，可得即（2-25）同理，根據(jù)折算前后二次側(cè)繞組漏電抗上所消耗的無功功率不變的原則，可得（2-26）

任務(wù)2.2變壓器的負(fù)載運行分析4）負(fù)載阻抗的折算根據(jù)折算前后視在功率不變的原則，可得即（2-27）5）二次側(cè)電壓的折算即（2-28）

任務(wù)2.2變壓器的負(fù)載運行分析（2）折算后變壓器的負(fù)載的基本方程式通過折算，變壓器負(fù)載時的基本方程式歸納為（2-29）

任務(wù)2.2變壓器的負(fù)載運行分析（3）負(fù)載時的等值電路1）T形等值電路圖2-9變壓器負(fù)載運行時等值電路的變化過程

任務(wù)2.2變壓器的負(fù)載運行分析2）近似等值電路T形等值電路含有串聯(lián)和并聯(lián)電路，復(fù)數(shù)運算較為麻煩。由于Zm

Z1，可將Zm=rm+jxm支路移到電源端，得到近似等值電路，如圖2-10所示。近似等值電路有一定的誤差，但可使計算簡化，在工程允許的情況下，可以使用近似等值電路。圖2-10變壓器的近似等值電路

任務(wù)2.2變壓器的負(fù)載運行分析3）簡化等值電路變壓器的空載電流較小，在有些計算中可忽略不計，即在T形等值電路中去掉勵磁阻抗Zm的支路，從而得到更為簡單的串聯(lián)電路，稱為簡化等值電路，如圖2-11所示。圖2-11簡化等值電路任務(wù)2.3變壓器的參數(shù)測定【任務(wù)描述】

—臺變壓器在出廠之前，或在檢修之后，一般都要做兩項基本試驗來測定變壓器的變比和參數(shù)，這就是變壓器的空載試驗和短路試驗。變壓器試驗的目的是檢驗變壓器的性能是否符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件的規(guī)定，是否存在影響變壓器正常運行的各種缺陷，以及測出變壓器的有關(guān)數(shù)據(jù)。另外還要通過負(fù)載試驗來測取單相變壓器的運行特性。本任務(wù)主要研究單相變壓器的空載參數(shù)、短路參數(shù)及運行特性的測試方法、測試線路的接線。

【子任務(wù)目標(biāo)】技能目標(biāo)：1.能根據(jù)測試原理圖實施變壓器空載、短路和負(fù)載測試接線；

2.能根據(jù)不同測試選用測試儀表；

3.能正確讀取測試數(shù)據(jù)并進(jìn)行計算。

知識目標(biāo)：1.了解變壓器性能參數(shù)的意義；2.熟悉單相變壓器空載、短路和負(fù)載運行的含義；3.掌握單相變壓器性能參數(shù)的基本計算。

任務(wù)2.3變壓器的參數(shù)測定任務(wù)2.3變壓器的參數(shù)測定

【知識準(zhǔn)備】（一）空載測試

變壓器空載是指原邊接額定電壓，副邊開路時的運行狀態(tài)。變壓器空載試驗的目的是確定變比k，空載電流百分值，空載損耗和激磁阻抗等?？蛰d試驗線路如圖2.12所示。原邊接上額定電壓，副邊開路。為安全與方便，空載測試一般在低壓側(cè)加試驗電壓，高壓側(cè)開路。

任務(wù)2.3變壓器的參數(shù)測定（一）空載測試

據(jù)測量的數(shù)據(jù)計算變壓器的激磁參數(shù)：1）變壓器變比（單相變壓器）

圖2.12.1空載試驗線路圖

圖2.12.2空載試驗等值電路放大（一）空載測試2）激磁參數(shù)（空載參數(shù)）計算

激磁電阻激磁阻抗激磁電抗3）空載電流百分值

任務(wù)2.3變壓器的參數(shù)測定（二）短路測試

變壓器短路是指原邊接短路電壓，副邊短路時的運行狀態(tài)。變壓器短路試驗的目的是確定短路電壓短路電壓，短路阻抗，銅損耗等。短路試驗線路如圖2.13所示。副邊短路，將調(diào)壓器從0V開始升壓，觀測短路側(cè)電流達(dá)到額定電流值（或原邊電流為額定值）時，原邊的電壓即為短路電壓。為安全與方便，短路測試一般在高壓側(cè)加試驗電壓，低壓側(cè)短路。任務(wù)2.3變壓器的參數(shù)測定（二）短路測試根據(jù)測量的數(shù)據(jù)計算變壓器的激磁參數(shù)：1）變壓器短路電壓（或短路阻抗Zs）

圖2.13變壓器短路試驗電路圖放大任務(wù)2.3變壓器的參數(shù)測定

2）短路阻抗

在變壓器短路試驗中，由電壓表和電流表的讀出數(shù)據(jù)即可確定短路阻抗Zk，即短路阻抗

短路電阻

短路電抗任務(wù)2.3變壓器的參數(shù)測定

短路試驗時應(yīng)注意短路用的接線盡量短和離開器身，避免產(chǎn)生不正常的渦流損耗，影響測試結(jié)果。接線截面積與短路端出線銅排或?qū)U截面積相等。短路銅排應(yīng)拴緊，不可松弛，以減少接觸電阻。（三）負(fù)載測試變壓器負(fù)載時的運行特性有兩個：外特性和效率特性。外持性是指一次側(cè)外施電壓與二次側(cè)功率因數(shù)不變時，二次側(cè)電壓與電流的變化關(guān)系，即U2=f（I2）。效率特性是指一次電壓和二次測負(fù)載功率因數(shù)不變時，變壓器的效率與負(fù)載電流的變化關(guān)系，即η=f（I2）。

任務(wù)2.3變壓器的參數(shù)測定變壓器帶不同性質(zhì)負(fù)載時的外特性U2=f（I2）如圖2.13所示。純電阻負(fù)載時，端電壓變化較?。桓行载?fù)載時，變化較大，但外特性都是下降的；容性負(fù)載時，外特性可能上翹，上翹程度隨容性的增大而增大。在一定程度上，電壓調(diào)整率可以反映出變壓器的供電品質(zhì)，是衡量變壓器性能的一個非常重要的指標(biāo)。任務(wù)2.3變壓器的參數(shù)測定圖2.13

在能量傳遞過程中，變壓器內(nèi)部同時將產(chǎn)生損耗。變壓器的損耗分銅耗和鐵耗兩種。銅耗是電流在繞組中產(chǎn)生的電能損耗，與負(fù)載電流的平方成正比，因而稱之為可變損耗。鐵耗是交變磁通在鐵心中產(chǎn)生的磁滯和渦流損耗。由于變壓器主磁通是基本不變的量，鐵心損耗是一個常量故稱不變損耗。效率特性的特征指標(biāo)是效率η，其定義為額定負(fù)載時的η值約為95％~99％。

變壓器負(fù)載試驗電路圖放大任務(wù)2.3變壓器的參數(shù)測定3.實施內(nèi)容與步驟引導(dǎo)問題為：（1）變壓器測試項目主要有哪幾個？（2）什么叫變壓器空載運行？變壓器空載測試的目的是什么？（3）什么叫變壓器短路運行？變壓器短路測試的目的是什么？（4）什么叫變壓器負(fù)載運行？變壓器的輸出電壓與負(fù)載大小有什么關(guān)系？3）教師通過圖片、實物或多媒體分析演示讓學(xué)生了解變壓器測試原理、線路與方法，或指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)。4）實際進(jìn)行變壓器空載測試、短路測試及運行特性測試。

任務(wù)2.3變壓器的參數(shù)測定

本任務(wù)通過變壓器空載運行和負(fù)載運行等試驗分析了變壓器的運行原理，能量的傳通以及內(nèi)部的電磁過程；通過空載試驗和短路試驗，確定了變壓器的鐵損耗、變比、空載電流和勵磁阻抗，以及變壓器的額定銅損耗、短路電壓和短路阻抗。任務(wù)2.3變壓器的參數(shù)測定1.2-1變壓器空載試驗的目的是什么？進(jìn)行試驗時應(yīng)注意什么？1.2-2變壓器短路試驗的目的是什么？進(jìn)行該試驗時應(yīng)注意什么問題？1.2-3變壓器負(fù)載試驗的目的是什么？1.2-4變壓器的空載阻抗與勵磁阻抗有什么不同？1.2-5變壓器的短路阻抗與短路電壓有什么不同？短路阻抗的實際意義是什么？1.2-6變壓器空載試驗一般在哪側(cè)進(jìn)行？將電源加在低壓側(cè)或高壓側(cè)所測得的空載電流、空載電流百分值、空載功率及勵磁阻抗是否相等？1.2-7變壓器短路試驗一般在哪一側(cè)進(jìn)行？將電源加到高壓側(cè)或低壓側(cè)所測得的短路電壓、短路電壓百分值、短路功率及計算出的短路阻抗是否相等？

任務(wù)2.3變壓器的參數(shù)測定

任務(wù)2.4三相變壓器的磁路系統(tǒng)與聯(lián)結(jié)組別【任務(wù)描述】

現(xiàn)代電力系統(tǒng)均采用三相制，因而三相變壓器的應(yīng)用極為廣泛。三相變壓器可以用三個單相變壓器組成，這種三相變壓器稱為三相變壓器組，還有一種由鐵扼把三個鐵心柱連在一起的三相變壓器，稱為三相心式變壓器。從運行原理來看，三相變壓器在對稱負(fù)載下運行時，各相電壓、電流大小相等，相位上彼此相差120°，就其一相來說，和單相變壓器沒有什么區(qū)別。由于工業(yè)的不斷發(fā)展，相應(yīng)地出現(xiàn)了適用于各種用途的特種變壓器。它們分別是自耦變壓器、互感器（儀用變壓器）以及電焊變壓器。本任務(wù)主要研究三項變壓器和幾種應(yīng)用較多的特種變壓器的工作原理和使用。

【子任務(wù)目標(biāo)】技能目標(biāo)：1.能進(jìn)行三相變壓器基本計算；2.能根據(jù)銘牌和外形確定特種變壓器用途與特點；3.能根據(jù)工作實際選擇所需特種變壓器類型。知識目標(biāo)：1.了解三相變壓器和特種變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理；2.熟悉各種變壓器的用途和使用注意事項。3.掌握特種變壓器的參數(shù)意義。

任務(wù)2.4三相變壓器的磁路系統(tǒng)與聯(lián)結(jié)組別（一）三相變壓器1.三相變壓器的磁路系統(tǒng)三相變壓器的磁路系統(tǒng)按其鐵心結(jié)構(gòu)可分為組式磁路和心式磁路。1）組式（磁路）變壓器三相組式變壓器是由三臺單相變壓器組成的，相應(yīng)的磁路稱為組式磁路。由于每相的主磁通中各沿自己的磁路閉合，彼此不相關(guān)聯(lián)。當(dāng)一次側(cè)外施三相對稱電壓時，各相的主磁通必然對稱，由于磁路三相對稱，顯然其三相空載電流也是對稱的。三相組式變壓器的磁路系統(tǒng)如圖2.15所示。

任務(wù)2.4三相變壓器的磁路系統(tǒng)與聯(lián)結(jié)組別2）心式（磁路）變壓器三相心式變壓器每相有一個鐵心柱，三個鐵心柱用鐵扼連接起來，構(gòu)成三相鐵心，如圖2.14所示。這種磁路的特點是三相磁路彼此相關(guān)。從圖上可以看出，任何一相的主磁通都要通過其他兩相的磁路作為自己的閉合磁路。三相心式變壓器可以看成是由三相組式變壓器演變而來的。

圖2.14三相組式變壓器的磁路系統(tǒng)放大

任務(wù)2.4三相變壓器的磁路系統(tǒng)與聯(lián)結(jié)組別

與三相組式變壓器相比，三相心式變壓器省材料，效率高，占地少，成本低，運行維護(hù)方便，故應(yīng)用廣泛。只在超高壓、大容量巨型變壓器中由于受運輸條件限制或為減少備用容量才采用三相組式變壓器。

圖2.15三相心式變壓器的磁路系統(tǒng)

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任務(wù)2.4三相變壓器的磁路系統(tǒng)與聯(lián)結(jié)組別2.三相變壓器的電路系統(tǒng)―聯(lián)結(jié)組別1）三相繞組的聯(lián)結(jié)方法為了在使用變壓器時能正確聯(lián)結(jié)而不至發(fā)生錯誤，變壓器繞組的每個出線端都給予一個標(biāo)志，電力變壓器繞組首、末端的標(biāo)志如表1-3-1所示。

表1-3-1繞組的首端和末端的標(biāo)記

任務(wù)2.4三相變壓器的磁路系統(tǒng)與聯(lián)結(jié)組別

在三相變壓器中，不論一次繞組或二次繞組，我國主要采用星形和三角形兩種聯(lián)結(jié)方法。把三相繞組的三個末端U2.V2.W2（或u2.v2.w2）聯(lián)結(jié)在一起，而把它們的首端Ul、Vl、Wl（或ul、vl、w2）引出，便是星形聯(lián)結(jié)，用字母Y或y表示，如圖2.16（a）所示。把一相繞組的末端和另一相繞組的首端連在一起，順次連接成一閉合回路，然后從首端Ul、Vl、Wl（或u1.v1.wl）引出，如圖2.16（b）、（c）所示，便是三角形聯(lián)結(jié)，用字母D或d表示。其中，在圖（b）中，三相繞組按U1-U2W1-W2V1-V2U1的順序聯(lián)結(jié)，稱為逆序（逆時針）三角形聯(lián)結(jié)；在圖（c）中，三相繞組按U1-U2V1-V2W1-W2U1的順序聯(lián)結(jié)，稱為順序（順時針）三角形聯(lián)結(jié)。

任務(wù)2.4三相變壓器的磁路系統(tǒng)與聯(lián)結(jié)組別圖2.16三相線圈聯(lián)結(jié)方法及相量圖放大

任務(wù)2.4三相變壓器的磁路系統(tǒng)與聯(lián)結(jié)組別2）單相變壓器的極性由于一臺三相變壓器可以看成由三臺單相變壓器組成，故要想弄清三相變壓器原、副邊線電動勢（線電壓）間的相位關(guān)系，須首先掌握單相變壓器原、副邊電動勢（電壓）之間的相位關(guān)系，即單相變壓器的極性。單相變壓器的主磁通及原、副繞組的感應(yīng)電動勢都是交變的，無固定的極性。這里所講的極性是指某一瞬間的相對極性，即任一瞬間，高壓繞組的某一端點的電位為正（高電位）時，低壓繞組必有一個端點的電位也為正（高電位），這兩個具有正極性或另兩個具有負(fù)極性的端點，稱為同極性端，用符號“·”或“﹡”表示。同極性端可能在繞組的對應(yīng)端，如圖2.17（a）所示，也可能在繞組的非對應(yīng)端，如圖2.17（b）所示，這取決于繞組的繞向。

任務(wù)2.4三相變壓器的磁路系統(tǒng)與聯(lián)結(jié)組別

當(dāng)原、副繞組的繞向相同時，同極性端在兩個繞組的對應(yīng)端；當(dāng)原、副繞組的繞向相反時，同極性端在兩個繞組的非對應(yīng)端。單相變壓器的首端和末端有兩種不同的標(biāo)法。一種是將原、副繞組的同極性端都標(biāo)為首端（或末端），如圖2.17（a）所示，這時原、副繞組電動勢與同相位（感應(yīng)電動勢的參考方向均規(guī)定從末端指向首端）。另一種標(biāo)法是把原、副繞組的異極性端標(biāo)為首端（或末端），如圖2.17（b）所示，這時與反相位。

圖2.17線圈的同極性端放大

任務(wù)2.4三相變壓器的磁路系統(tǒng)與聯(lián)結(jié)組別

綜上分析可知，在單相變壓器中，原、副繞組感應(yīng)電動勢之間的相位關(guān)系要么同相要么反相位，它取決于繞組的繞向和首末端標(biāo)記，即同極性端子同樣標(biāo)號電動勢同相位。為了形象地表示高、低壓繞組電動勢之間的相位關(guān)系，采用所謂“時鐘表示法”。即把高壓繞組電動勢相量作為時鐘的長針，并固定在“12”上，低壓繞組電動勢相量作為時鐘的短針，其所指的數(shù)字即為單相變壓器聯(lián)結(jié)組的組別號，我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，單相變壓器以I，I0作為標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組。

不同標(biāo)志和繞向時原、副繞組感應(yīng)電動勢之間的相位關(guān)系

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任務(wù)2.4三相變壓器的磁路系統(tǒng)與聯(lián)結(jié)組別3）三相變壓器的聯(lián)結(jié)組別

由于三相繞組可以采用不同連接，使得三相變壓器一、二次繞組的線電動勢之間出現(xiàn)不同的相位差，因此按一、二次側(cè)線電動勢的相位關(guān)系把變壓器繞組的連接分成各種不同的連接組別。三相變壓器連接組別不僅與繞組的繞向和首末端的標(biāo)記有關(guān)，而且還與三相繞組的連接方式有關(guān)。理論與實踐證明，無論采用怎樣的連接方式，一、二次側(cè)線電動勢的相位差總是30°的整數(shù)倍。因此，仍采用時鐘表示法，一次側(cè)線電動勢(如

)作為時鐘的長針，指向12點，并固定地指向0點(12點)；二次側(cè)線電動勢(如

)作為時鐘的短針，短針?biāo)傅溺婞c數(shù)，就是三相變壓器的組別號。將該數(shù)字乘以30°，就是二次繞組線電動勢滯后于一次繞組相應(yīng)線電動勢的相位角。

任務(wù)2.4三相變壓器的磁路系統(tǒng)與聯(lián)結(jié)組別

圖2-18Y，y0連接組

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任務(wù)2.4三相變壓器的磁路系統(tǒng)與聯(lián)結(jié)組別圖2-19Y，y6連接組

任務(wù)2.4三相變壓器的磁路系統(tǒng)與聯(lián)結(jié)組別圖2-20Y，d11連接組

任務(wù)2.4三相變壓器的磁路系統(tǒng)與聯(lián)結(jié)組別

圖2-21Y，d1連接組

任務(wù)2.4三相變壓器的磁路系統(tǒng)與聯(lián)結(jié)組別變壓器的外特性當(dāng)變壓器二次側(cè)接有負(fù)載時，二次側(cè)便形成回路，有負(fù)載電流的形成。而當(dāng)所加負(fù)載有所變化時，一、二次側(cè)漏阻抗在變壓器內(nèi)部所形成的電壓降也會有所變化，導(dǎo)致變壓器二次側(cè)輸出電壓隨著負(fù)載電流的變化而變化。我們將電源電壓和負(fù)載的功率因數(shù)設(shè)為常數(shù)時，二次側(cè)端電壓隨負(fù)載電流變化的規(guī)律稱為變壓器的外特性，表示為U2=f（I2）。試驗結(jié)果表明，變壓器外特性曲線的形狀與二次側(cè)所接的負(fù)載性質(zhì)有關(guān)。當(dāng)接感性負(fù)載或阻性負(fù)載時，外特性曲線表現(xiàn)為下降的特征；而接電容性負(fù)載時，表現(xiàn)為上翹的特征。如圖2-22所示。

任務(wù)2.5變壓器的運行特性

圖2-22變壓器的外特性

任務(wù)2.5變壓器的運行特性

任務(wù)2.5變壓器的運行特性電壓變化率是指當(dāng)變壓器的一次側(cè)接在處于額定頻率和額定電壓的電源時，二次側(cè)額定電壓與二次側(cè)帶負(fù)載時的實際電壓之差的標(biāo)幺值，用表示，即（2-36）工程上采用的計算公式可由變壓器簡化相量圖導(dǎo)出：（2-37）若求額定負(fù)載時的電壓變化率，可令式（2-37）中β=1。

任務(wù)2.5變壓器的運行特性變壓器在傳遞功率的過程中，內(nèi)部產(chǎn)生了銅損和鐵損，致使輸出功率小于輸入功率。輸出有功功率P2與輸入有功功率P1之比為變壓器的效率，用η表示。效率一般取百分值，即（2-38）式中：∑p——變壓器內(nèi)部鐵損耗和銅損耗之和，即∑p=。式（2-38）可變換如下：

任務(wù)2.5變壓器的運行特性鐵損耗近似等于空載損耗，當(dāng)電源和頻率不變時，主磁通不變，鐵損耗也基本不變，故稱之為不變損耗，即銅損耗隨負(fù)載的大小而變化，稱為可變損耗，即將上述關(guān)系式代入式（2-38）可得（2-39）當(dāng)負(fù)載功率的因數(shù)一定時，效率與負(fù)載系數(shù)β有關(guān)。求變壓器在獲得最大效率時的負(fù)載系數(shù)β，可將式（2-39）對β求導(dǎo)，并使之等于零，即

任務(wù)2.5變壓器的運行特性則有變壓器產(chǎn)生最大效率的條件（2-40）或可見，當(dāng)銅損耗（可變損耗）等于鐵損耗（不變損耗）時，變壓器的效率最高。

任務(wù)2.5變壓器的運行特性考慮到電力變壓器不是長期運行在額定負(fù)載狀況下，所以β一般取0.5～0.6，故值應(yīng)為～

?？梢婅F損耗比銅損耗小，對變壓器來說更經(jīng)濟(jì)。將式（2-40）代入式（2-38）得最大效率為（2-41）

任務(wù)2.5變壓器的運行特性解

額定電流為負(fù)載阻抗為負(fù)載端電壓例2-2變壓器的額定容量是100kV·A，額定電壓是6000V/230V，滿載下負(fù)載的等效電阻RL=0.25Ω，等效感抗XL=0.44Ω。試求負(fù)載的端電壓及變壓器的電壓調(diào)整率。

任務(wù)2.5變壓器的運行特性電壓調(diào)整率

任務(wù)2.6三相變壓器的并聯(lián)運行在變電站中，總的負(fù)載經(jīng)常由兩臺或多臺三相電力變壓器并聯(lián)供電，其原因如下：1.變電站所供的負(fù)載一般來講總是在若干年內(nèi)不斷發(fā)展、不斷增加的，隨著負(fù)載的不斷增加，可以相應(yīng)地增加變壓器的臺數(shù)，這樣做可以減少建站、安裝時的一次投資。2.當(dāng)變電站所供的負(fù)載有較大的晝夜或季節(jié)波動時，可以根據(jù)負(fù)載的變動情況，隨時調(diào)整投入并聯(lián)運行的變壓器臺數(shù)，以提高變壓器的運行效率。3.當(dāng)某臺變壓器需要檢修（或故障）時，可以切換下來，而用備用變壓器投入并聯(lián)運行，以提高供電的可靠性。

任務(wù)2.6三相變壓器的并聯(lián)運行變壓器并聯(lián)運行的理想并聯(lián)運行狀況為：1.并聯(lián)運行的變壓器空載運行時，各臺變壓器之間無環(huán)流。2.并聯(lián)運行的變壓器帶上負(fù)載后，各變壓器承擔(dān)的負(fù)載大小按照它們各自容量的大小成比例分配，使各并聯(lián)運行變壓器的容量能夠得到充分利用。3.并聯(lián)運行的變壓器帶上負(fù)載后，各變壓器所分擔(dān)的負(fù)載電流相位相同，并且與總的負(fù)載電流同相位，以使共同承擔(dān)的總電流最大，也即使共同傳送的總功率最大。要達(dá)到上述的理想并聯(lián)運行狀況，要求并聯(lián)運行的變壓器滿足以下三個理想并聯(lián)條件：1.各臺變壓器的一、二次繞組額定電壓分別相等，即各變壓器變比相等；2.各臺變壓器的連接組別相同；3.各臺變壓器的短路電壓（或短路阻抗）的標(biāo)幺值相等，且短路阻抗角相同。如果變壓器并聯(lián)運行時滿足不了上述的理想并聯(lián)運行條件，則并聯(lián)運行的變壓器就達(dá)不到理想并聯(lián)運行狀況，甚至于還有可能對變壓器造成嚴(yán)重的不良影響。下面逐一分析。為了簡單起見，在分析某一條件不滿足的情況時，假定其他條件已滿足。

任務(wù)2.6三相變壓器的并聯(lián)運行1.

電壓比不等的變壓器并聯(lián)運行以兩臺變壓器α、β并聯(lián)運行為例，如果這兩臺變壓器連接組別相同，短路阻抗標(biāo)幺值相等，一次側(cè)額定電壓相同，而僅僅是變比Kα≠Kβ。當(dāng)兩臺變壓器的一次側(cè)均接額定電壓（即一次側(cè)電壓相同）時，由于變比不同，二次側(cè)空載電壓、不相等。其電壓差為（2-42）當(dāng)并聯(lián)運行時，兩變壓器二次側(cè)電壓必然相同。因此，無論兩并聯(lián)的變壓器二次側(cè)是否連接負(fù)載，兩變壓器二次側(cè)組成的回路將產(chǎn)生與方向相同的環(huán)流。即（2-43）

任務(wù)2.6三相變壓器的并聯(lián)運行2.連接組別不同的變壓器并聯(lián)運行兩臺連接組別不同的變壓器并聯(lián)時，其電壓不等所引起的后果更為嚴(yán)重。例如，連接組別最小相差為1（即30°），所以變壓器Y，y0與Y，d11并聯(lián)二次側(cè)相電動勢大小相等，但相位相差30°。此時二次側(cè)開路電壓差有效值為如果兩臺變壓器的短路阻抗為0.05Ω，則環(huán)流為

任務(wù)2.6三相變壓器的并聯(lián)運行3.短路阻抗標(biāo)幺值不等的變壓器并聯(lián)運行如果兩臺并聯(lián)運行變壓器的變比和連接組別都相同，只是短路阻抗不同，這會影響到并聯(lián)變壓器間的負(fù)載分配。例如有α、β、γ三臺變壓器并聯(lián)運行，其簡化等效電路如圖2-23所示。由圖2-23電路圖可見，a、b兩點間的電壓等于每臺變壓器的負(fù)載電流和短路阻抗的乘積，即則有

（2-44）

任務(wù)2.6三相變壓器的并聯(lián)運行圖2-23三臺變壓器并聯(lián)運行的簡化等效電路

任務(wù)2.7變壓器的維修與維護(hù)無論是新出廠的變壓器還是檢修以后的變壓器，在投入運行前都必須進(jìn)行仔細(xì)檢查。1.檢查型號和規(guī)格檢查電力變壓器的型號和規(guī)格是否符合要求。2.檢查各種保護(hù)裝置檢查熔斷器的規(guī)格和型號是否符合要求；報警系統(tǒng)、繼電保護(hù)系統(tǒng)是否完好，工作是否可靠；避雷裝置是否完好；氣體繼電器是否完好，內(nèi)部有無氣體存在，如有氣體存在應(yīng)打開氣閥蓋，放掉氣體。3.檢查監(jiān)視裝置檢查各檢測儀表的規(guī)格是否符合要求，是否完好；油溫指示器、油位顯示器是否完好，油位是否在與環(huán)境溫度相應(yīng)的油位線上。4.檢查外觀檢查箱體各個部分有無滲油現(xiàn)象；防爆膜是否完好；箱體是否可靠接地，各電壓級的出線套管是否有裂縫、損傷，安裝是否牢靠；導(dǎo)電排及電纜連接處是否牢固可靠。5.檢查消防設(shè)備檢查消防設(shè)備的數(shù)量和種類是否符合規(guī)格要求。6.測量各電壓級繞組對地的絕緣電阻20～30kV的變壓器其絕緣電阻值不低于300MΩ；3～6kV的變壓器不低于200MΩ；0．4kV以下的變壓器不低于90MΩ。

任務(wù)2.7變壓器的維修與維護(hù)1.日常巡視檢查（1）檢查溫度。（2）檢查油位。檢查變壓器儲油柜上的油位是否正常，是否為假油位，有無滲油現(xiàn)象，充油的高壓套管油位、油色是否正常，套管有無漏油現(xiàn)象。油位指示不正常時必須查明原因。必須注意油位表出入口處有無沉淀物堆積阻礙油路。（3）注意變壓器的聲響，變壓器的電磁聲與以往相比有無異常。（4）檢查是否漏油。（5）檢查引出導(dǎo)電排的螺栓接頭有無過熱現(xiàn)象。（6）檢查絕緣件出現(xiàn)套管、引出導(dǎo)電排的支持絕緣子等表面是否清潔，有無裂紋、破損及閃絡(luò)放電痕跡。（7）檢查各閥門是否正常，通向氣體繼電器的閥門和散熱器的閥門是否處于打開狀態(tài)。（8）檢查防爆管有無破裂、損傷及噴油痕跡，防爆膜是否完好。（9）檢查冷卻系統(tǒng)運轉(zhuǎn)是否正常，風(fēng)冷抽浸式電力變壓器的風(fēng)扇有無個別停轉(zhuǎn)，風(fēng)扇電動機(jī)有無過熱現(xiàn)象，振動是否增大；（10）檢查吸濕器的吸附劑是否達(dá)到飽和狀態(tài)。（11）檢查外殼接地是否完好。（12）檢查周圍場地和設(shè)施。

任務(wù)2.7變壓器的維修與維護(hù)2.特殊巡視檢查（1）過負(fù)載的巡視，應(yīng)監(jiān)視負(fù)載電流、變壓器上層油面溫度、油位的變化；（2）大風(fēng)天氣巡視時，重點檢查變壓器的引線擺動情況，以及周圍環(huán)境相同距離是否合乎規(guī)定，有無搭掛雜物，以免造成外力破壞事故。（3）雷雨天氣巡視時，重點檢查變壓器的瓷瓦絕緣有無閃絡(luò)放電現(xiàn)象，檢查避雷器是否完好無損，動作指示器是否工作正常。（4）大霧天氣巡視時，檢查高、低壓側(cè)各瓷套管有無閃絡(luò)放電現(xiàn)象，尤其是高壓側(cè)各相瓷套管有無拉弧與裂紋。（5）大雪天氣巡視時，檢查變壓器上雪融化情況，以及引線和接頭等部位，對有可能危及安全運行的結(jié)冰要及時處理。（6）冰雹、冰凍及氣候急劇變化的情況下進(jìn)行巡視時，檢查瓷套管有無因被砸而出現(xiàn)破損或裂紋；（7）地震后的巡視，檢查變壓器及各部構(gòu)架基礎(chǔ)是否出現(xiàn)沉陷、斷裂、變形等情況；有無威脅安全運行的其他不良因素。

任務(wù)2.7變壓器的維修與維護(hù)3.電力變壓器的故障分析（1）

了解故障發(fā)生的情況電力變壓器發(fā)生故障的原因比較復(fù)雜，為了正確并快速地分析原因，在進(jìn)行故障處理之前，應(yīng)詳細(xì)了解變壓器發(fā)生故障時的情況。1）

變壓器的運行狀況、種類及過載狀況。2）

變壓器的溫升及電壓狀況。3）

事故發(fā)生前的氣候與環(huán)境，如氣溫、濕度及有無雷雨等。4）

查看變壓器的運行記錄、前次大修記錄和質(zhì)量評價等。5）

了解繼電器保護(hù)動作的性質(zhì)，如短路保護(hù)、起動保護(hù)、氣體繼電器等動作。

任務(wù)2.7變壓器的維修與維護(hù)（2）

故障原因的分析及處理容量在560kV·A以上的變壓器都配有保護(hù)裝置。在故障發(fā)生時都有相應(yīng)的保護(hù)裝置動作，其中，能比較準(zhǔn)確地反映變壓器故障的是氣體繼電器，及時對氣體繼電器動作時產(chǎn)生的氣體進(jìn)行化驗分析，能較準(zhǔn)確地判定故障的性質(zhì)，變壓器產(chǎn)生氣體的分析見表2-2。表2-2變壓器產(chǎn)生氣體氣體性質(zhì)故障狀況說明灰黑色絕緣油炭化接觸不良或變壓器局部過熱黃色、難燃木質(zhì)制件燒毀停電檢查灰白色，可能有臭味紙質(zhì)制件燒毀立即停電檢查無色、不可燃?xì)怏w為空氣—排出絕緣油中的空氣

任務(wù)2.7變壓器的維修與維護(hù)4.電力變壓器的定期檢查（1）檢查瓷管表面是否清潔，有無破損、裂紋及放電痕跡，螺栓有無損壞及其他異常情況，如發(fā)現(xiàn)上述缺陷，應(yīng)盡快停電檢修。（2）檢查箱殼有無滲油和漏油現(xiàn)象，嚴(yán)重的要及時處理；檢查散熱管溫度是否均勻。（3）檢查儲油柜的油位高度是否正常，若發(fā)現(xiàn)油面過低，應(yīng)加油；檢查油色是否正常，必要時進(jìn)行油樣化驗。（4）檢查油面溫度計的溫度和室溫之差（溫升）是否符合規(guī)定，對照負(fù)載情況，檢查是否有因變壓器內(nèi)部故障而引起的過熱。（5）觀察防爆管上的防爆膜是否完好，有無冒煙現(xiàn)象。（6）觀察導(dǎo)電排及電纜接頭處有無發(fā)熱和變色現(xiàn)象，如貼有示溫蠟片，應(yīng)檢查蠟片是否熔化，如熔化，應(yīng)停電檢查，找出原因并修復(fù)。（7）注意變壓器有無異常聲響，或響聲是否比以前增大。（8）注意箱體接地是否良好。（9）檢查變壓器室內(nèi)消防設(shè)備干燥劑是否吸潮變色，需要時進(jìn)行烘干處理或更換。（10）定期進(jìn)行油樣化驗。此外，進(jìn)出變壓器室時，應(yīng)及時關(guān)門上鎖，以防止小動物竄入而引起重大事故。

任務(wù)2.8技能訓(xùn)練序號型號名稱數(shù)量1D33交流電壓表12D32交流電流表13D34-3單三相智能功率、功率因數(shù)表14DJ11三相組式變壓器15D42三相可調(diào)電阻器16D43三相可調(diào)電抗器17D51波形測試及開關(guān)板11．目的（1）

通過空載和短路實驗測定變壓器的變比和參數(shù)。（2）

通過負(fù)載實驗測取變壓器的運行特性。2．設(shè)備

任務(wù)2.8技能訓(xùn)練3．內(nèi)容（1）

空載實驗1）

在三相調(diào)壓交流電源斷電的條件下，按圖2-24接線。被測變壓器選用三相組式變壓器DJ11中的一只作為單相變壓器，其額定容量PN=77W，U1N/U2N=220V/55V，I1N/I2N=0．35A/1．4A。變壓器的低壓線圈a、x接電源，高壓線圈A、X開路。2）

選好所有電表量程。將控制屏左側(cè)調(diào)壓器旋鈕向逆時針方向旋轉(zhuǎn)到底，即將其調(diào)到輸出電壓為零的位置。3）

合上交流電源總開關(guān)，按下“開”按鈕，便接通了三相交流電源。調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器旋鈕，使變壓器空載電壓U0=1．2UN，然后逐次降低電源電壓，在（1．2～0．2）UN的范圍內(nèi)，測取變壓器的U0、I0、P0。4）

測取數(shù)據(jù)時，U=UN點必須測，并在該點附近測的點較密，共測取數(shù)據(jù)7或8組，記錄于表2-3中。5）

為了計算變壓器的變比，在UN以下測取一次側(cè)電壓的同時測出二次側(cè)電壓，數(shù)據(jù)也記錄于表2-3中。圖2-24空載實驗接線圖

任務(wù)2.8技能訓(xùn)練表2-3空載實驗數(shù)據(jù)序號實驗數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)U0/VI0/AP0/WUAX/Vcosφ0

任務(wù)2.8技能訓(xùn)練（2）

短路實驗1）

按下控制屏上的“關(guān)”按鈕，切斷三相調(diào)壓交流電源，按圖2-25接線（每次改接線路，都要關(guān)斷電源）。將變壓器的高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路。2）

選好所有電表量程，將交流調(diào)壓器旋鈕調(diào)到輸出電壓為零的位置。3）

接通交流電源，逐次緩慢增加輸入電壓，直到短路電流等于1．1IN為止，在（0．2～1．1）IN范圍內(nèi)測取變壓器的UK、IK、PK。4）

測取數(shù)據(jù)時，IK=IN點必須測，共測取數(shù)據(jù)6或7組，記錄于表2-4中。實驗時記下周圍環(huán)境溫度（℃）。圖2-25短路實驗接線圖

任務(wù)2.8技能訓(xùn)練表2-4短路實驗數(shù)據(jù)

室溫℃序號實驗數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)UK/VIK/APK/Wcosφk

任務(wù)2.8技能訓(xùn)練（3）

負(fù)載實驗實驗線路如圖2-26所示。變壓器低壓線圈接電源，高壓線圈經(jīng)過開關(guān)S1和S2，接到負(fù)載電阻RL和電抗L1上。RL選用D42上900Ω加上900Ω共1800Ω阻值，L1選用D43，功率因數(shù)表選用D34-3，開關(guān)S1和S2選用D51。圖2-26負(fù)載實驗接線圖

任務(wù)2.8技能訓(xùn)練1）純電阻負(fù)載。①將調(diào)壓器旋鈕調(diào)到輸出電壓為零的位置，S1、S2打開，負(fù)載電阻值調(diào)到最大。②接通交流電源，逐漸升高電源電壓，使變壓器輸入電壓U1=UN。③保持U1=UN，合上S1，逐漸增加負(fù)載電流，即減小負(fù)載電阻RL的值，從空載到額定負(fù)載的范圍內(nèi)，測取變壓器的輸出電壓U2和電流I2。④測取數(shù)據(jù)時，I2=0和I2=I2N=0．35A必測，共測取數(shù)據(jù)6或7組，記錄于表2-5中。表2-5純電阻負(fù)載實驗數(shù)據(jù)cosφ2=1U1=UN=V序號

U2/V

I2/A

任務(wù)2.8技能訓(xùn)練2）阻感性負(fù)載（cosφ2=0．8）。①用電抗L1和電阻RL并聯(lián)作為變壓器的負(fù)載，S1、S2打開，電阻值及電抗值調(diào)至最大。②接通交流電源，升高電源電壓至U1=UN。③合上S1、S2，在保持U1=UN及cosφ2=0．8條件下，逐漸增加負(fù)載電流，從空載到額定負(fù)載的范圍內(nèi)，測取變壓器U2和I2。④測取數(shù)據(jù)時，其I2=0、I2=I2N兩點必測，共測取數(shù)據(jù)6或7組，記錄于表2-6中。表2-6阻感性負(fù)載實驗數(shù)據(jù)cosφ2=0．8U1=UN=V序號

U2/V

I2/A

任務(wù)2.8技能訓(xùn)練1．目的（1）

掌握用實驗方法測定三相變壓器的極性。（2）

掌握用實驗方法判別變壓器的連接組。2．設(shè)備序號型號名稱數(shù)量1D33交流電壓表12D32交流電流表13D34-3單三相智能功率、功率因數(shù)表14DJ11三相組式變壓器15DJ12三相芯式變壓器16D51波形測試及開關(guān)板17

單蹤示波器（另配）1

任務(wù)2.8技能訓(xùn)練3