1、高压电工理论培训 第二章 配电变压器,夏五华 2011年11月3日,引入：电力是现代工业的主要能源，电能输送的能量之大、距离之远，是任何其他能源无法相比的，变压器是电能输送的核心部件。 第一节 变压器的用途和分类 一、变压器的用途变压器的最基本功能是改变交流电压。（静止设备）,二、变压器的分类1. 按变压器的相数分：单相、三相变压器；2. 按变压器的绕组数分：单绕组、双绕组、三绕组变压器；3. 按变压器的冷却方式分：自冷式、强迫风冷式、强迫油冷式、水冷式变压器；4. 按变压器的用途分：电力变压器和特种变压器。,第二节 10kV系统常用配电变压器的结构和额定值 一、结构1. 油浸式. 绕组：分一
2、次、二次绕组，要求绝缘性能好、机械强度高、散热条件好；. 铁芯：是变压器的磁路部分；. 油箱：是变压器的外壳，,. 油枕：它是变压器运行中补油及储油的装置，可以防止绝缘油的过快老化和受潮；. 油位计：用来监视运行中油色以及监视油位；. 注油孔：补油；,. 呼吸器：是油枕内的空气与外部大气相通的渠道，内部装有硅胶，以保持变压器内绝缘油的良好性能，硅胶在干燥情况下呈浅蓝色，当吸潮达到饱合状态时，逐渐变为淡红色，这时应将硅胶取出在140高温下烘焙8h，即可复原色仍然保护原有的性能；,. 绝缘套管：它是变压器箱外的主要绝缘装置，并且还是固定引线与外电路连接的主要部件，10kV以下为实心瓷质，35kV及
3、以上为充满绝缘油；. 分接开关：是变压器高压绕组改变抽头的位置，分为有载调压和无载调压两种；,. 防爆管：是变压器的一种保护装置，主要作用是变压器内部发生故障时，由于内部压力剧增，防止油箱变形的保护装置；. 温度计：是监视变压器运行温度的表针，装在变压器大盖上专门用来测量上层油温的温度计插孔内；. 气体继电器：又称瓦斯继电器，它与控制电路连通构成瓦斯保护装置；,. 气体继电器：又称瓦斯继电器，它与控制电路连通构成瓦斯保护装置；. 车轮：支撑变压器。2. 干式干式变压器是绕组外的绝缘介质为固体或空气的电力变压器。. 绕组：缠绕玻璃纤维，在高真空、除湿、脱气条件下浇注环氧树脂，固化成型，绝缘等级为
4、F级；,. 铁芯：采用高导磁率晶粒取向冷轧硅钢片；. 采用自然风冷或强迫风冷（容量可提高40%50%）；. 每相二次绕组上部埋有铂热电阻作为温度传感元件；. 防护等级为IP00、IP20、IP23；,二、变压器的额定值1. 额定容量：变压器在正常工作条件下能够输出的最大视在功率；2. 额定电压：空载状态，变压器一、二次绕组的标称电压；3. 额定频率：我国规定额定频率为50Hz；4. 额定电流：变压器在额定工作时，一、二次绕组的线电流值；5. 空载电流：（以额定电流的百分数表示）；,6. 空载损耗：铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗； 7. 短路损耗：一次电流和二次电流流过时产生的损耗即铜损；8. 短
5、路电压：短路试验中，当二次电流达到额定值时一次绕组所加的电压值；9. 短路阻抗：短路电压与一次额定电流的比值（阻抗电压标准约为4-5.5）；10. 变压比：一次额定电压与二次额定电压的比值；,11. 接线方式和接线组别：通常这Y，yn0和 D，yn11；12. 效率：铁损与铜损相等时变压器的效率最高，此时负荷系数为50%60%；13. 电压调整范围：22.5%或25%；,14. 冷却方式：C干式浇注绝缘；G干式空气自冷；F油浸风冷；FP强迫油循环风冷；,第三节 变压器的安装 一、变压器安装的一般要求1. 变压器的安装位置应考虑运行、维护、检查及运输的方便；2. 变压器应有铭牌，并标明运行编号和
6、相位；3. 变压器到达现场后应进行检查，检查项目应符合有关规程的规定；,4. 变压器基础轨道应水平、轨距与轮距应配合，装有气体继电器的变压器，应使其顶盘沿气体继电器的气流方向有l1.5的升高坡度（制造厂规定不需要安装坡度者除外） ； 5. 呼吸器与油枕的连接应紧密，不得漏气。空气流过呼吸器应通畅；6. 防爆管口的膜片应完整，密封良好，膜片上有十字划痕，喷口应对着开阔地区；,7. 变压器的油标管上应标有明显的油面线，标注着几个特定油温下的油面位置。实际油面线应与当时的油温相适应；8. 变压器的温度计应装在保护管内。温度计应完好，指示准确；9. 变压器的一、二次引线不应使变压器的瓷套管受力；如引线
7、采用电缆时，电缆头不能靠近瓷套管。当与封闭母线连接时，其套管中心线应与封闭母线中心线相符；,10. 变压器的工作零线与中性点接地线应分别敷设。工作零线不能埋人地中。变压器外壳应可靠接地。变压器的接地引线上应有可断开的连接点。11. 630kV.A及以上的变压器应在高压侧装设测量电压电流的仪表。,12. 在10kV电压等级的系统中，800kV.A及以下的变压器一次可采用熔断器保护，二次应用自动开关同时起控制和保护作用；315kVA及以下的室外变压器二次可采用单极隔离开关隔离，熔断器控制及保护。 13. 安装油浸电力变压器的场所应按有关电气设计规程规定设置消防设施和事故储油设施并保持完好状态。,二
8、、室内变压器的安装要求1. 电压在l0kV及以下，变压器距门应不小于lm，距墙应不小于0.8m；如果墙上装有开关，在操作方向上至少应有1.2m的净距离；2. 变压器宽面推进时，低压侧应向外，窄面推进时，油枕侧应向外；3. 变压器采用自然通风时，变压器室的地面高度应比室外高出1.1m；,4. 变压器室不应开窗，而要在上部设通风口，通风口应安装百叶窗和铁丝网罩；5. 变压器二次母线支架高度应在2.3m以上，高压母线两侧应加设安全遮栏；6. 变压器室的门应采用阻燃或不可燃材料，并应上锁，门上标明变压器的名称和运行编号。室内无遮栏，且安全距离不够时，门外应挂“止步，高压危险!”标示牌；7. 变压器的母
9、线安装，应考虑到可能的吊芯检查。,三、室外变压器的安装要求1. 基本要求. 室外露天安装的变压器又称为室外变台，可分台上（地面）安装和柱上（电杆）安装；. 柱上安装的变压器，其容量不得大于315kV.A（其中50kV.A以下可装于单杆），有的还将低压配电箱装于变压器的下部，既减少占地，又可保证安全；,2. 室外变压器安装的一般规定为：. l0kV及以下变压器的外廓与周围栅栏或围墙之间的距离应考虑变压器运输与维修的方便，距离不应小于lm；在有操作的方向应留有2m以上的距离；. 台上变压器的台墩高度一般为0.5m，其周围应装设高度1.7m的栅栏，并在明显部位悬挂警告牌；,. 315kV.A及以下的
10、变压器可采用柱上安装方式。其底部距地面不应小于2.5m；. 柱上和台上变压器的二次侧熔断器安装位置应满足以下要求：a. 二次侧有隔离开关者，应装于隔离开关与低压绝缘子之间，或采用熔断器式隔离开关；,b. 二次侧无隔离开关者，应装于低压绝缘子的外侧，并用绝缘线跨接在熔断器两端的绝缘线上；. 柱上和台上变台的所有高低压引线均应使用绝缘导线；. 变压器安装在有除尘排风口的厂房附近时，其距离不应小于5。,第四节 变压器的运行与保护 一、电力变压器运行1. 一般要求. 油浸式变压器本体的安全保护装置、冷却装置、油保护装置、温度测量装置和油箱及附件等应符合GB 6451油浸式电力变压器技术参数和要求的规定
11、。干式变压器有关装置应符合GBT 10228干式变压器技术参数和要求。,. 装有气体继电器的油浸式变压器，安装时应沿气体继电器方向有11.5的升高坡度。. 变压器冷却装置的安装应符合以下要求：a按制造厂的规定安装全部冷却装置；b风扇、水泵及油泵的附属电动机应有过负载、短路及断相保护，并应有监视油泵电动机旋转方向的装置。,. 变压器应按下列规定装设温度测量装置：a应有测量顶层油温的温度计（柱上变压器可不装）。无人值班变电站内的变压器应装设指示顶层油温最高值的温度计；b800kV.A及以上油浸式变压器、630kVA及以上的干式变压器，应将远方过温信号接至上控室；,c干式变压器应按制造厂的规定，装设
12、温度测量装置。 . 释压装置的安装应保证事故喷油畅通，并且不致喷人电缆沟、母线及其他设备上，必要时应予遮挡。. 变压器应有铭牌，并标明运行编号和相位。安装在变压器室内或台上、柱上的配电变压器亦应编号并悬挂警告牌。,. 变压器在运行情况下，应能安全地查看储油柜和套管油位、顶层油温、气体继电器，以及能安全取气样、油样等，必要时应装设固定梯子。. 室（洞）内安装的变压器应有足够的通风，避免变压器温度过高。装有机械通风装置的变压器室，在机械通风停止时，应能发出远方信号。变压器的通风系统一般不应与其他通风系统连通。,. 变压器室的门应采用阻燃或不可燃材料，并应上锁，门上应标明变压器的名称和运行编号。室内
13、无遮栏，安全距离不够时，门外应挂“止步，高压危险”标志牌。. 安装油浸式电力变压器的场所应按有关电气设计规程规定设置消防设施和事故储油设施，并保持完好状态。,. 电力变压器应考虑下列防震措施：a将变压器底盘固定于轨道上；b变压器套管与软导线连接时，应适当放松，与硬导线连接时，应将过渡软连接适当加长；c冷却器与变压器分开布置时，变压器应经阀门、柔性接头、连接管道与冷却器相连接；d变压器应装用防震型气体继电器；,e柱上变压器的底盘应与支架固定，上部应与电杆绑牢。2变压器运行方式. 变压器的运行电压一般不应高于该运行分接位置电压的105。. 油浸式自然循环冷却变压器顶层油温一般不宜经常超过85。.
14、干式变压器的温度限值应按制造厂的规定。,. 变压器允许正常和事故过负荷情况下运行，变压器过负荷运行时，应密切监视运行温度，当变压器过负荷或顶层油温达到报警温度时，应报主管部门并做记录。. 油浸式自冷和风冷变压器的顶层油温达到95、强油风冷变压器顶层油温达到85时，应立即报上级主管部门申请减负荷。,. 变压器负荷达到额定容量的130时，即便运行温度未达到最高油温限值时，亦应立即报上级主管部门申请减负荷。. 变压器负荷达到额定容量的120时，暂停有载调压操作（制作厂另有规定者除外）。. 干式变压器的正常周期性负载和急救负载的运行要求，按制造厂规定和相应导则的要求执行。,. 无人值班变电站内变压器超
15、额定电流的运行方式，可视具体情况在现场规程中规定。. 油浸风冷和干式风冷变压器，风扇停止工作时，允许的负载和运行时间，应按制造厂的规定。. 变压器三相电流不平衡时，应监视最大移相的电流。接线为Y，yn0和Y，znll的配电变压器，中性线电流的允许值分,别为额定电流的25和40，或按制造厂的规定。3变压器运行维护. 巡视检查周期. 变、配电所有人值班，每班巡视检查一次；. 无人值班时，可每周巡视检查一次； . 对于采用强迫抽循环的变压器，要求每小时巡视检查一次；,. 室外柱上变压器，每月巡视检查一次；. 特殊巡视： 在变压器负荷变化剧烈时应进行特殊巡视； 天气恶劣如大风、暴雨、冰雹、雪、霜、雾等
16、肘，对室外变压器应进行特殊巡视；变压器运行异常或线路故障后，应增加特殊巡视；变压器过负荷时，也应进行特巡。,. 巡视检查内容. 检查变压器的负荷电流、运行电压应正常；. 变压器的油面、油色、油温不得超过允许值，无渗漏油现象；. 瓷套管应清洁、无裂纹、无破损及闪络放电痕迹；. 接线端子无接触不良、过热现象；. 运行声音应正常；,. 呼吸器的吸潮剂颜色正常，未达到饱和状态； . 通向气体继电器的截门和散热器的截门应处于打开状态；. 防爆管隔膜应完整； . 冷却装置应运行正常，散热管温度均匀，油管无堵塞现象；. 外壳接地应完好；,. 变压器室门窗应完好，百页窗、铁丝纱应完整；. 室外变压器基础应完好
17、，基础无下沉现象，电杆牢固，木杆根无腐朽现象。4、变压器的不正常运行与处理. 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；,. 变压器有下列情况之一者应立即停运。若有带电的备用变压器，应尽可能先将其投入运行；a变压器声响明显增大，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运行温度急剧上升；e变压器冒烟着火。,. 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；. 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；. 变压器
18、油温升高，超过制造厂规定时，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核对温度测量装置；c检查变压器冷却装置或变压器室的通风情况。. 当发现变压器的油面较当时油温所应有的油位显著降低时，应查明原因。补油时应遵守本规程有关规定，禁止从,变压器下部补油，所补的新油应与原牌号油一致，如牌号不一致，应做混油试验；. 变压器油位因温度上升有可能高出油位指示极限，经查明不是假油面所致时，则应放油，使油位降至与当时油温相对应的高度，以免溢油；,. 气体保护装置动作的处理。气体保护信号动作时，应立即对变压器进行检查并观察气体的颜色及试验
19、可燃性，取气样及油样做色谱分析。 . 变压器跳闸和着火的处理a变压器跳闸后，应立即查明原因。；b变压器跳闸后，应立即停油泵；c变压器着火时，应立即断开电源，停运冷却器，并迅速采取灭火措施，防止火势蔓延。,二、变压器的并列运行条件1、接线组别相等；2、电压比相等；3、短路阻抗相等；4、容量比不超过3：1。,三、变压器采用熔丝保护的选择方法1、100kVA以下变压器一次侧熔丝额定电流为一次电流的23倍；2、100kVA及以上变压器一次侧熔丝额定电流为一次电流的1.52倍；3、变压器二次侧熔丝额定电流或空气断路器的脱扣电流为二次额定电流的11.5倍。,第五节 变压器的试验与检修 一、变压器的试验1.
20、 试验项目. 绝缘电阻测量；. 直流电阻测量；. 空载试验；. 泄漏试验；. 交流耐压试验。,2. 变压器绝缘检查. 绝缘电阻测试：使用2500V兆欧表，最低值为300，并与上次测量比较不应下降30%，否则应做油耐试验；. 吸收比测量：测量绝缘电阻时R60/R15为吸收比，其比值不应小于1.3；. 绝缘检查的要求：. 运行中的变压器，每13年应做一次预防性试验；,. 变压器油每年应进行耐压试验，10kV以下变压器每三年做一次油简化试验；. 变压器在清扫、检查时，应摇测绝缘电阻。. 影响变压器绝缘性能的因素. 温度：变压器绝缘电阻值随温度升高呈指数规律下降；. 湿度：变压器油受潮后，绝缘电阻和耐
21、压强度都会明显下降；绝缘套管受潮，其表面泄漏电流要增加。,3、变压器取油样 变压器油的作用：绝缘、灭弧、降温、抗氧化。 变压器油的技术指标 耐压强度：在2.5间隙内新变压器2530kV，运行中的变压器为20kV；, 凝固点：10号：凝固点为10，用于北方室内；25号：凝固点为25，用于北方室外；45号：凝固点为45，用于北方山区。 闪燃点：使挥发出来的气体在遇到明火时会发生闪燃的温度。135。, 取油样时的注意事项 取油样应在干燥无风的晴天进行； 盛油样的容器，必须认真清洗，并经干燥处理； 根据试验内容，确定取油量，作耐压试验时，油量不小于 0.5 L，作简化试验时，油量不少于1L。, 变压器
22、取油样的程序和方法。 取油样前，先用棉丝和汽油将放油阀周围清洗擦拭干净； 慢慢开启放油阀，放掉集中于油箱底部的带有杂质及污物的油，以免影响试验的准确。放掉的油量不少于2L，并以放出的油无沉淀杂质为准； 待污物放出后，微微打开放油阀，用清洁的棉丝及放出的油仔细清洗擦拭阀口及周围，直到确实擦净为止；, 用放出的变压器油把准备用来盛油的容器及瓶塞洗涤两次，然后把油倒掉； 完成以上全部工作后，方可正式取油样。取样时必须将容器装满，然后将瓶塞盖好并密封； 盛油样的容器应贴上标签，注明变压器所属的单位、编号、变压器的容量、电压等级、试验内容、取样日期，并由取样人签名；, 开启容器时，应使环境温度与取样时的
23、温度一致，以避免油样受潮。 变压器的补油 补入的油应与原先的油牌号相同，并应进行混合试验且合格。 补油前应先把重瓦斯从掉闸改为报警，补油后加强巡视瓦斯继电器的工作状态，及时处理瓦斯继电器中的气体，安全运行24h后，方能把重瓦斯重新接人掉闸回路。, 补油应从油枕上方的注油孔注入； 补油应选在干燥无风的晴天进行。二、变压器的检修 1、检修周期 小修周期 室内变压器每年至少一次。线路上的配电变压器每二年一次。 大修周期 不经常超载使用的变压器，要求每10年一次。若经常超载使用，或者发生过故障，应酌情缩短检修周期。,2、小修的内容 排除日常巡视中发现的各种缺陷。 测定线圈的绝缘电阻。 清扫变压器的瓷套管及外壳。 检查引出线，处理过热烧伤的痕迹。 遇有缺油时应补油。 清扫油枕中集污器的污垢和水分。 检查并清扫呼吸器及出气瓣，更换吸潮饱和的硅胶。, 检查瓦斯继电器及其引线。 检查各处油路是否有堵塞现象，箱体及油枕是否有渗小结：1、变压器试验的项目和要求；2、取油样的方法；3、变压器小修的内容。,
