電力變壓器基礎(chǔ)知識(shí)一、前言變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，屬于一種旋轉(zhuǎn)速度為零的電機(jī)。電力變壓器在系統(tǒng)中工作時(shí)，可將電能由它的一次側(cè)經(jīng)電磁能量的轉(zhuǎn)換傳輸?shù)蕉蝹?cè)，同時(shí)根據(jù)輸配電的需要將電壓升高或降低。故它在電能的生產(chǎn)輸送和分配使用的全過程中，作用十分重要。整個(gè)電力系統(tǒng)中，變壓器的容量通常約為發(fā)電機(jī)容量的3倍以上。二、電力變壓器分類及工作原理

（一）電力變壓器的分類根據(jù)電力變壓器的用途和結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)可分如下幾類：（1）按用途分有：升壓變壓器（使電力從低壓升為高壓，然后經(jīng)輸電線路向遠(yuǎn)方輸送）；降壓變壓器（使電力從高壓降為低壓，再由配電線路對(duì)近處或較近處負(fù)荷供電）。（2）按相數(shù)分有：單相變壓器；三相變壓器。

（3）按繞組分有：單繞組變壓器（為兩級(jí)電壓的自耦變壓器）；雙繞組變壓器；三繞組變壓器。（4）按繞組材料分有：銅線變壓器；鋁線變壓器。（5）按調(diào)壓方式分有：無載調(diào)壓變壓器；有載調(diào)壓變壓器。（6）按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分有：a）油浸式變壓器。冷卻方式一般為自然冷卻，風(fēng)冷卻（在散熱器上安裝風(fēng)扇），強(qiáng)迫風(fēng)冷卻（在前者基礎(chǔ)上還裝有潛油泵，以促進(jìn)油循環(huán)）。此外，大型變壓器還有采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻等。b）干式變壓器。繞組置于氣體中（空氣或六氟化硫氣體），或是澆注環(huán)氧樹脂絕緣。它們大多在部分配電網(wǎng)內(nèi)用作配電變壓器。目前已可制造到35KV級(jí)，其應(yīng)用前景很廣。（二）變壓器的工作原理變壓器是基于電磁感應(yīng)原理而工作的。變壓器本體主要由繞組和鐵心組成。工作時(shí)，繞組是“電”的通路，而鐵心則是“磁”的通路，且起繞組骨架的作用。一次側(cè)輸入電能后，因其交變故在鐵心內(nèi)產(chǎn)生了交變的磁場（即由電能變成磁場）；由于匝鏈（穿透），二次繞組的磁力線在不斷地交替變化，所以感應(yīng)出二次電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)外電路溝通時(shí)，則產(chǎn)生了感生電流，向外輸出電能（即由磁場能又轉(zhuǎn)變成電能）。這種“電—磁—電”的轉(zhuǎn)換過程是建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)上而實(shí)現(xiàn)的，這種能量轉(zhuǎn)換過程也就是變壓器的工作過程。

三、變壓器結(jié)構(gòu)與器身構(gòu)造

變壓器器身鐵心繞組引線（包括調(diào)壓裝置、引線夾件等）絕緣附件（包括油枕、油門閘閥等）油箱本體油箱冷卻裝置（包括散熱器、風(fēng)扇、油泵等）保護(hù)裝置（包括防爆閥、氣體繼電器、測溫元件、呼吸器等）出線裝置（包括套管等）（一）主變的主主要組成部分及及其作用1、鐵芯：變壓器器的磁路部分。。鐵芯是用導(dǎo)磁磁性能很好的硅硅鋼片疊放組成的閉合磁路，，變壓器的原線線圈和副線圈都都繞在鐵芯上。。2、繞組：變壓器器的電路部分。。變壓器有原線線圈和副線圈，，它們是用銅線或鋁線繞成圓圓筒形的多層線線圈，繞在鐵芯芯柱上，導(dǎo)線外外邊采用紙絕緣或紗紗包絕緣等。3、套管：支持引引出線之間及與與變壓器箱體絕絕緣。110kV及以上套管采用用全密封油浸紙絕緣電容容式套管，套管管自身密封不與與變壓器本體相相同，并充有變壓器油，下部部裝設(shè)CT以供測量和保護(hù)護(hù)用。4、油枕：油枕保保證油箱內(nèi)充滿滿油，使變壓器器縮少與空氣的的接觸面，減少少油的劣化速度；變壓器器油溫隨著負(fù)載載和環(huán)境溫度的的變化而變化，，當(dāng)油的體積隨著溫度膨脹或或縮少時(shí)，油枕枕起儲(chǔ)油及補(bǔ)油油作用；在油枕枕的側(cè)面裝有監(jiān)視油位的油位位計(jì)（玻璃式、、連桿式、鐵磁磁式）。油枕內(nèi)內(nèi)放置氣囊，與呼吸器配合合調(diào)節(jié)油位變變化。5、油箱：承載載鐵芯和線圈圈、變壓器油油。6、變壓器油：：絕緣及冷卻卻。7、調(diào)壓裝置：：調(diào)整電壓比比。a、有載調(diào)壓：：變壓器帶負(fù)負(fù)載狀態(tài)下切切換分接頭位位置；b、無載調(diào)壓：：變壓器調(diào)壓壓時(shí)不帶任何何負(fù)載，且與與電網(wǎng)斷開，，在無勵(lì)磁情情況下變換繞組分接頭頭。8、凈油器：改善運(yùn)運(yùn)行中絕緣油特性，防止絕緣油繼續(xù)續(xù)老化（多應(yīng)用于有載調(diào)調(diào)壓油箱）。凈油器內(nèi)內(nèi)裝吸附硅膠，吸收油中的水份份及氧化物，使油油保持潔凈，延長油的的使用年限，改善善油的電氣化學(xué)性性能。9、冷卻器：當(dāng)變壓壓器上層油溫與下下部油溫產(chǎn)生溫差差時(shí)，通過散熱器形成油的對(duì)流，經(jīng)散熱器冷卻卻后流回油箱，起起到降低變壓器溫溫度的作用。10、呼吸器：當(dāng)油枕枕內(nèi)的空氣隨變壓壓器油的體積膨脹脹或縮少時(shí)，排出出或吸入的空氣都經(jīng)呼吸器，，呼吸器內(nèi)的干燥燥劑吸收空氣中的的水份，對(duì)空氣起起過濾作用，從而保保證油的清潔。呼呼吸器內(nèi)的硅膠變色過程：藍(lán)色→淡紫色→淡淡粉紅（≥2/3時(shí)需更換）。11、瓦斯繼電器：變變壓器的保護(hù)裝置置，裝在變壓器油油箱至油枕的連接接管上。a、輕瓦斯：通過檢檢測瓦斯繼電器中中積聚氣體達(dá)到一一定量時(shí)動(dòng)作。b、重瓦斯：通過檢檢測油流速度達(dá)到到一定值時(shí)動(dòng)作。。12、防爆閥：當(dāng)變壓壓器發(fā)生內(nèi)部故障障時(shí)，溫度升高，，油劇烈分解產(chǎn)生生大量氣體，使油箱內(nèi)壓力力劇增，當(dāng)壓力達(dá)達(dá)到防爆閥動(dòng)作值值時(shí)，防爆閥打開，油及氣體油閥閥門噴出，防止變變壓器的油箱爆炸炸或變形。（二）絕緣1、絕緣等級(jí)：絕緣緣材料按其耐熱程程度可分為7個(gè)等級(jí)，它們的最最高允許溫度也各各不相同。各級(jí)級(jí)絕緣材料通常有有：Y級(jí)絕緣材料：棉紗紗、天然絲、再生生纖維素為基礎(chǔ)的的紗織品，纖維素素的紙、紙板、木質(zhì)板板等。A級(jí)絕緣材料：經(jīng)耐耐溫達(dá)的液體絕絕緣材料浸漬過的的棉紗、天然絲、、再生纖維素等制成的紡紡織品、浸漬過的的紙、紙板、木質(zhì)質(zhì)板等。E級(jí)絕緣材料：聚脂脂薄膜及其纖維等等。B級(jí)絕緣材料：以云云母片和粉云母紙紙為基礎(chǔ)的材料。。F級(jí)絕緣材料：玻璃璃絲和石棉及以其其為基礎(chǔ)的層壓制制品。H級(jí)絕緣材料：玻璃璃絲布和玻璃漆管管浸以耐熱的有有機(jī)硅漆。C級(jí)絕緣材料：玻璃璃、電瓷、石英等等。2、絕緣結(jié)構(gòu)變壓器的絕緣分為為外絕緣和內(nèi)絕緣緣兩種：外絕緣指指的是油箱外部的的絕緣，主要是一一次、二次繞組引引出線的瓷套管，，它構(gòu)成了相與相相之間和相對(duì)地的的絕緣；內(nèi)絕緣指指的是油箱內(nèi)部的的絕緣，主要是繞繞組絕緣和內(nèi)部引引線的絕緣以及分分接開關(guān)的絕緣等等。繞組絕緣又可分為為主絕緣和縱絕緣緣兩種。主絕緣指指的是繞組與繞組組之間、繞組與鐵鐵心及油箱之間的的絕緣；縱絕緣指指的是同一繞組匝匝間以及層間的絕絕緣。1、高壓繞組間絕緣緣、繞組對(duì)地（鐵鐵心、油箱）絕緣緣；2、各相間的絕緣；；3、引出線對(duì)地和其其它繞組的絕緣；；4、分接開關(guān)對(duì)地和和其它繞組的絕緣緣。1、同一繞組中的不不同點(diǎn)，如線餅間間、層間、線匝間間的絕緣；2、同一繞組的各引引出線間的絕緣；；3、分接開關(guān)各部分分的絕緣。主絕緣縱絕緣繞組絕緣引線和分接開關(guān)的絕緣套管內(nèi)部的絕緣套管內(nèi)部閃絡(luò)和泄漏距離空氣氣隙內(nèi)絕緣外絕緣變壓器絕緣三、變壓器銘牌及及技術(shù)參數(shù)（一）變壓器的型型號(hào)變壓器的型號(hào)分兩兩部分，前部分由由漢語拼音字母組組成，代表變壓器器的類別、結(jié)構(gòu)特特征和用途，后一一部分由數(shù)字組成成，表示產(chǎn)品的容容量（KVA）和高壓繞組電壓壓（KV）等級(jí)。漢語拼音字母含義義如下：第1部分表示相數(shù)。D—單相（或強(qiáng)迫導(dǎo)向向）；S—三相第2部分表示冷卻方式式。J—油浸自冷；F—油浸風(fēng)冷；FP—強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷；；SP—強(qiáng)迫油循環(huán)水冷。。第3部分表示電壓級(jí)數(shù)數(shù)。S—三級(jí)電壓；無S表示兩級(jí)電壓其他：O—全絕緣；L—鋁線圈或防雷；O—自耦（在首位時(shí)表表示降壓自耦，在在末位時(shí)表示升壓壓自耦）；Z—有載調(diào)壓；TH—濕熱帶（防護(hù)類型型代號(hào)）；TA—干熱帶（防護(hù)類型型代號(hào)）（二）額定容量（（SN）額定容量是制造廠廠所規(guī)定的在額定定工作狀態(tài)（即在在額定電壓、額定定頻率、額定使用用條件下的工作狀狀態(tài)）下變壓器輸輸出的視在功率的保證值，以SN表示。額定容量通常是指指高壓繞組的容量量；當(dāng)變壓器容量量因冷卻方式而變變更時(shí)，則額定容容量是指它的最大大容量。（三）額定電流（（I1、I2）變壓器一、二次額額定電流是指在額額定電壓和額定環(huán)環(huán)境溫度下使變壓壓器各部分不超溫溫的一、二次繞組組長期允許通過的的線電流，單位以A表示。（四）額定電壓（（UN）變壓器的額定電壓壓就是各繞組的額額定電壓，是指額額定施加的或空載載時(shí)產(chǎn)生的電壓。。一次額定電壓U1N是指接到變壓器一一次繞組端點(diǎn)的額額定電壓值；二次次額定電壓U2N是指當(dāng)一次繞組所所接的電壓為額定定值、分接開關(guān)放放在額定分觸頭位位置上，變壓器空空載時(shí)二次繞組的的電壓（單位為V或KV）。三相變壓器的的額定電壓指的均均是線電壓。一般情況下在高壓壓繞組上抽出適當(dāng)當(dāng)?shù)姆纸宇^，因?yàn)闉楦邏豪@組或其單單獨(dú)調(diào)壓繞組常常常套在最外面，引出分接頭方便便；其次是高壓側(cè)電流小，引出分接引線和和分接開關(guān)的載流流部分截面小，分分接開關(guān)接觸部分分容易解決。（五）阻抗電壓（（短路阻抗）阻抗電壓也稱短路路電壓（Uz%），它表示變壓器器通過額定電流時(shí)時(shí)在變壓器自身阻阻抗上所產(chǎn)生的電電壓損耗（百分值值）。用試驗(yàn)求取的方法法為：將變壓器二二次側(cè)短路，在一一次側(cè)逐漸施加電電壓，當(dāng)二次繞阻阻通過額定電流時(shí)時(shí)，一次繞阻施加加的電壓Uz與額定電壓Un之比的百分?jǐn)?shù),即：Uz%=Uz/Un××100%。正常運(yùn)行時(shí)，阻抗抗電壓少一些較好好，因?yàn)樽杩闺妷簤哼^大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生生過大的電壓降，，而在變壓器發(fā)生生短路時(shí)，阻抗電電壓大一些較好，，因可以限制短路路電流，否則變壓壓器經(jīng)受不住短路路電流沖擊。（六）空載電流（（I0）變壓器一次側(cè)施加加（額定頻率的））額定電壓，二次次側(cè)斷開運(yùn)行時(shí)稱稱為空載運(yùn)行，這這時(shí)一次繞組中通通過的電流稱空載載電流，它主要僅僅用于產(chǎn)生磁通，，以形成平衡外施施電壓的反電動(dòng)勢(shì)勢(shì)，因此空載電流流可看成也就是勵(lì)勵(lì)磁電流。變壓器器容量大小、磁路路結(jié)構(gòu)和硅鋼片的的質(zhì)量好壞，是決決定空載電流的主主要因素。（七）空載損耗（（P0）空載電流的有功分分量I0a為損耗電流，由電電源所汲取的有功功功率稱空載損耗耗P0?？蛰d損耗主要決決定于鐵心材質(zhì)的的單位損耗。（八）短路損耗（（Pf）短路損耗變壓器二二次側(cè)短接、一次次繞組通過額定電電流時(shí)變壓器由電電源所汲取的（亦亦即消耗的）功率率（單位為W或KW