員工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)

變壓器根底學(xué)問

一.變壓器的定義

變壓器是借助于電磁感應(yīng)，以一樣的頻率，在一個或更多的繞組之間交換電壓

和電流而轉(zhuǎn)輸溝通電能的一種靜止電器。

二.變壓器原理

變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理，把一種電壓的溝通電能轉(zhuǎn)換為同頻率的另一種電

壓的溝通電能。

變壓器工作原理圖

三.變壓器的必要性

當(dāng)輸電時，變壓至較高的電壓輸送，可以大大降低線路的電壓降和電能損耗；也

要將電壓調(diào)整到符合用戶要求的各種電壓。

四,變壓器的分類

4.1按用途可以分為電力變壓器，電爐變壓器，電解或化工用的整流變壓器，焊

接用的弧焊變壓器，試驗用的試驗變壓器和調(diào)和器，交通運輸用的電機(jī)車變壓器，

補償用的電抗器等，測量用的互感器等。

4.2按相數(shù)可以分為單相變壓器，三相變壓器和多相變壓器（整流用的變壓器）。

4,3按繞組可以分為雙繞組變壓器，自耦變壓器，三繞組變壓器和多繞組變壓

器。

4.4按冷卻條件可以分為油浸變壓器（又分為油浸自冷，油浸風(fēng)冷，強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)

冷，強(qiáng)油循環(huán)水冷），干式變壓器和充氣式變壓器。

4.5按調(diào)壓方式可分為有載調(diào)壓變壓器和無載調(diào)壓變壓器。

4.6按中性點絕緣水平可分為全絕緣變壓器和半絕緣變壓器。

4.7按鐵芯形式可分為心式和殼式。

五，變壓器的額定參數(shù)

額定電壓U1N/U2N:單位用千伏（KV）來表示

額定電流I1N/I2N:單位用安（A）來表示

額定容量SN：單位用千伏安（KVA）來表示.它及額定電壓和額定電流關(guān)系如下：

對于單相變壓器：SN=U1NI1NSN=U2Nl2N

對于三相變壓器：SN=V3U1NI1NSN=V3D2NI2N

5.1變壓器的額定容量及繞組的額定容量的區(qū)分：

雙繞組變壓器的額定容量即為繞組的額定容量，多繞組變壓器額定容量為最大的

繞組額定容量。

表]_[?3變壓器的額定容量等級單位;kVA

101001(X)010000“20000,

(150000)

125125012500

(180000)

160160016000

(240000)

202M)200020000

(3(XXXX))

2502XX)25000

（30）

315315031500

頓400040X)0

50500500050000

63630630063000

(90000)

808008000

注組成三相變壓百組的單招變質(zhì)看為襄中數(shù)值的?八,其余用途的單相變壓苻與寰申數(shù)值相同

六，變壓器的空載電流和空載損耗

當(dāng)變壓器二次繞組開路，一次繞組施加額定頻率正弦波形的額定電壓時，其中所流

通的電流為空載電流，通?？蛰d電流以額定電流的百分?jǐn)?shù)表示。

變壓器空載運行時所產(chǎn)生的有功損耗為空載損耗。

七.阻抗電壓和負(fù)載損耗

當(dāng)變壓器二次繞組短路，一次繞組流通額定電流而施加的電壓為阻抗電壓，通常阻

抗電壓以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示；此時所產(chǎn)生的相當(dāng)于額定容量及參考溫度下的損耗為

負(fù)載損耗。

八.鐵芯及空載

變壓器的空載損耗又稱鐵損，他屬于勵磁損耗而及負(fù)載無關(guān)，空載損耗的大小對變

壓器的制造本錢及運行經(jīng)濟(jì)性都有較大的影響。

通常變壓器的空載損耗包括鐵芯材料的磁滯損耗，渦流損耗以及附加損耗這三個局

部。

影響變壓器的空載損耗的三個因素：1.鐵芯的總質(zhì)量;2.鐵芯材料的單位質(zhì)量損

耗;3.鐵芯附加損耗系數(shù).它的大小既及變壓器鐵芯構(gòu)造型式有關(guān)又及制造工藝有關(guān)。

九.負(fù)載損耗

變壓器的負(fù)載損耗是運行過程中的損耗，負(fù)載損耗又稱銅損，除根本銅耗之外，還

有附加銅耗。

耍降低根本銅耗，可以降低材料的電阻系數(shù)或電流密度。

變壓器的附加銅耗主要有導(dǎo)線渦流損耗，環(huán)流損耗和雜散損耗以及引線損耗等6

降低附加銅耗的方法：

1.導(dǎo)線通過較大的電流時，選擇截面小一些的導(dǎo)線做成多根并聯(lián)；導(dǎo)線側(cè)放

布置6

2.并聯(lián)導(dǎo)線之間要進(jìn)展換位的措施。所謂完全換位就是指，通過導(dǎo)線換位，

可以使各并聯(lián)導(dǎo)線在正常運行時，流過的電流相等或接近相等。

換位導(dǎo)線；它是在特地的機(jī)器上事先將多根并聯(lián)導(dǎo)線不斷換位后制成的Q它的優(yōu)

點在于：（1）可以削減統(tǒng)制中的換位工序。（2）換位總是完全的，附加損耗最

小；繞組的填充系數(shù)較高。

3.將一些能穿過較大漏磁通的構(gòu)造件，接受非磁材料來制造，

十.短路阻抗

變壓器的短路阻抗是指在額定頻率和參考溫度下，一對繞組中，某一繞組的端子

之間的等效串聯(lián)阻抗。

短路阻抗值的調(diào)整；

由于短路阻抗值對變壓器的并聯(lián)運行有很大影響，一般為不得超過標(biāo)準(zhǔn)值的5%o

在調(diào)整短路阻抗時，主要是調(diào)整電抗重量，因為它是短路阻抗的主要局部。

當(dāng)只須要作小幅度的調(diào)整時，調(diào)整高，低壓繞組之間的油道寬度的效果較為顯

著e

當(dāng)短路阻抗要求有較大的調(diào)整時，以調(diào)整繞組的電抗高度較為適宜。

溫升是介質(zhì)對其四周的介質(zhì)的溫度差（又稱溫差）

油浸式變壓器在運行的過程中，由于鐵損耗及銅損耗的存在,這些損耗都將轉(zhuǎn)換為熱

能而向外發(fā)散,從而引起變壓器不斷發(fā)熱使溫度上升.隨著鐵芯和繞組溫度的上升,這時

繞組及鐵芯就將一局部熱量轉(zhuǎn)到四周的介質(zhì)中去，經(jīng)過一段時間后,繞組及鐵芯溫度最終

到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài),而不再上升,這時繞組和鐵芯接著產(chǎn)生的熱量將全部散到四周介質(zhì)中去。

變壓器的散熱是依靠，熱傳導(dǎo)對流和輻射來實現(xiàn)的。

變壓器的溫升規(guī)定是以壽命為根底的，依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，油浸式變壓器的溫

升限值如下圖;_____________________________________________________________

油浸式變壓整溫升限值

變壓器的部位測顯方法

溫升限值1）

繞蛆的平均溫升電阻法

65

鐵芯本體應(yīng)使相鄰絕緣材料不致?lián)p傷的溫度

溫度計法

變壓好油箱及結(jié)構(gòu)件表面

SO

油不與大氣直接接觸

60

油頂層溫度計法

油與大氣直接接觸

55

十二.變壓器常用符號的含義

表1-1-1電力變壓器產(chǎn)品型號字母排列順序及含義

字號分類含義代表的字母序號分類含義代表的字母

自然循環(huán)

獨立

1繞組耦合方式5油循環(huán)方式強(qiáng)迫油循環(huán)P

自耦0

強(qiáng)油導(dǎo)向D

雙繞組

單相I)

2相數(shù)6繞組數(shù)三級組S

三相s

雙分裂繞組F

父比益洲

空氣（干式）G無勵磁調(diào)壓

3繞組外絕緣介質(zhì)7調(diào)壓方式

氣體Q市?載調(diào)壓Z

成形固體C

自冷式

銅

4冷卻裝置種類風(fēng)冷式F8繞組導(dǎo)線材料

鋁I.

水冷式§

例：SFZ9-50000/110

三相油浸風(fēng)冷雙繞組銅導(dǎo)線，有載調(diào)壓，9系列損耗水平，額定容量為

50000KVA,高壓額定電壓等級為110KV的變壓器。

例：SFPSZ-180000/220

三相強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷，三繞組銅導(dǎo)線有載調(diào)壓，額定容量為180000KVA,高壓

額定電壓為220KV的電力變壓器。

例：0DFS-2500000/500

自耦單相風(fēng)冷，三繞組銅導(dǎo)線，額定容量為250000KVA,高壓額定電壓為500KV

的電力變壓器。

12.2.油浸式變壓器的冷卻方式

油浸式變壓器冷卻方式標(biāo)志方法

標(biāo)志字母及意義

變壓器內(nèi)部境絹變壓色外部冷卻

冷卻方式標(biāo)志方法和鐵芯冷卻方式裝置冷卻方式

第1字母第2字毋第3字母第4字母

（循示方式）

（冷卻介質(zhì)）（冷卻介質(zhì)）（循環(huán)方式）

油浸自冷熱虹吸自然循環(huán)空氣自然對流御環(huán)

ONAN油

油浸風(fēng)冷油熱虹吸自然循環(huán)空氣風(fēng)扇吹風(fēng)強(qiáng)迫空氣循環(huán)

ONAE

強(qiáng)油風(fēng)冷OFAF油油泵強(qiáng)迫油循環(huán)空氣風(fēng)扇吹風(fēng)強(qiáng)迫空氣得環(huán)

強(qiáng)油水冷油油泵強(qiáng)迫油循環(huán)水水泵強(qiáng)迫冷卻水循環(huán)

(OF

油泵強(qiáng)迫油技導(dǎo)向結(jié)林

強(qiáng)油導(dǎo)向風(fēng)冷油空氣風(fēng)扇吹風(fēng)強(qiáng)迫空氣循環(huán)

ODAF進(jìn)入繞組內(nèi)部御環(huán)

12.34線圈首末端的表示方式

表1-3-1變壓器繞組首末端的標(biāo)號

^出線飛稱

單相變壓器三相變壓器

號\

之二末端首端末端中性點

經(jīng)之

高壓繞組A\ASC\、\、Z0

聯(lián)獻(xiàn)AmXmAnhBm、CmXiihYnnZniOm

低壓繞組

aXa、b、cx、y、z0

12.4,三相變壓器的聯(lián)結(jié)組別

表「3-2變壓器聯(lián)結(jié)組別標(biāo)號

、、、繞組

聯(lián)結(jié)方式高壓中壓低壓

星形聯(lián)結(jié)

Y

有中性點引出

YNynyn

三角形聯(lián)結(jié)

1)(1(1

曲折星形聯(lián)結(jié)

ZZz

有中性點引出

Z0zOzO

自耦變壓器或1

YNay咻(1

電力變壓器常用的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組別：Y,yno;Y,dll;YN,dll三種聯(lián)結(jié)組別。

三繞組變壓器聯(lián)結(jié)組別是由高，中壓和高，低壓兩個聯(lián)結(jié)組別。

YN,yno,dH為標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組別。

自耦變壓器具有公共局部的兩繞組中，電壓較低的一個繞組用“a〃表示，如

YN,ao,dl1o

12.5.冷軋取向硅鋼片型號

123

1-標(biāo)準(zhǔn)厚度(mm)的100倍數(shù)

2-材料型號

3-鐵損保證值100倍的數(shù)值

十三.變壓器的組成

變壓器由鐵芯，繞組，變壓器的絕緣，分接開關(guān)，冷卻系統(tǒng)，油箱，套

管和愛惜裝置組成。

十四.線圈

線圈是變壓器的心臟，它是變壓器最重要的部件之一，它為變壓器原方或副方

供應(yīng)一個電的通路，輸配電系統(tǒng)的升壓或降壓就是靠線圈中交變的電流產(chǎn)生一個交

變的磁通，鐵芯供應(yīng)主磁通通路，通過電磁感應(yīng)原理作用來實現(xiàn)能量的傳輸。

線圈由導(dǎo)電率較高的銅導(dǎo)線或鋁導(dǎo)線繞制而成。線圈應(yīng)有足夠的絕緣強(qiáng)度，機(jī)

械強(qiáng)度和耐熱實力。

.線圈按不同的構(gòu)造型式可分為以下兩種：

（1）層式線圈；又稱圓筒式線圈。它包括有單層層式，雙層或多層層式線圈。

（2）餅式線圈：它包括連續(xù)式（一般連續(xù)式和半連續(xù)式），內(nèi)屏式，螺旋式（單

螺旋，雙螺旋，三螺旋和四螺旋等），交織式和糾結(jié)式。糾結(jié)式又分為全糾和

局部糾，糾結(jié)的作用就是通過線匝的交織，增加線圈的縱向電容，改善線圈沖擊電

壓的起始分布。

.線圈的排列

三相三線圈降壓變壓器中線圈的排列一般為：鐵芯一低壓線圈一中壓線圈一高壓

線圈。

三相三線圈升壓變壓器中線圈的排列一般為：鐵芯一中壓線圈一低壓線圈一高壓

圖］_3-2（）三繞組變壓器的繞組布置圖

Q三絲瑜等壓變壓器；4）三繞組升壓變壓器

十五.變壓器的絕緣材料

15.1絕緣材料的作用

絕緣材料在變壓器中用以將導(dǎo)電局部彼此之間和導(dǎo)電局部對地（零電位）之間

的絕緣隔離9用于各種支撐件時，還應(yīng)具有良好的力學(xué)性能，另外，絕緣材料在不

同的電工產(chǎn)品中還起著不同的作用，如散熱冷卻，固定，儲能，滅弧，改善電

位梯度以及愛惜導(dǎo)體等°

15.2絕緣材料的種類

15氣體絕緣材料

通常狀況下，常溫常壓下的枯燥氣體一般均有量好的絕緣性能。如空氣，氮氣,

氫氣，二氧化碳，六氟化硫等。

15.2.2液體絕緣材料

液體絕緣材料通常以油狀存在，又稱絕緣油。如變壓器油，開關(guān)油，電容器

油,電纜油等。

15.2.3固體絕緣材料

如絕緣漆，絕緣膠，絕緣紙，絕緣紙板，瓦楞紙板：電工用塑料及薄膜，

電工層壓板（棒，管），電瓷，橡膠等。

15.3變壓器絕緣的分類

變壓器絕緣分為外絕緣和內(nèi)絕緣兩種。

變壓器的內(nèi)絕緣又分為主絕緣和縱絕緣兩種。

15.3.1主絕緣

主絕緣通常是指繞組之間，繞組對鐵芯，油箱等接地局部，引線對鐵芯，油

箱以及分接開關(guān)對鐵芯，油箱的絕緣。

主絕緣以油屏障絕緣和油浸紙絕緣最為常用。每一種絕緣構(gòu)造，不管形態(tài)如何困

難，都不外乎由純油間隙，屏障，絕緣層三種組成。

純油間隙是指兩個裸體電極之間不設(shè)任何固體絕緣，完全靠油絕緣。

屏障就是設(shè)置在電極之間的絕緣紙板。屏障可以設(shè)置多層，層間用撐條或墊塊

隔開確定的距離，形成油道。油間隙中接受屏障以后，可以在不同程度上提高擊穿

電壓。隨著變壓器電壓等級的提高，屏障的數(shù)目也隨之增多，試驗證明，在一個油

隙中所用的屏障數(shù)目越多，屏障厚度越薄，間隙擊穿電壓就提高得越多。因此，目

前變壓器接受薄紙筒一小油隙的絕緣構(gòu)造作為繞組間的主絕緣，另外油隙還作為繞

組的散熱油道。

絕緣層就是在導(dǎo)體外表貼上或纏繞上固體絕緣，如導(dǎo)線匝絕緣和引線包絕緣紙

等。

15.3.2縱絕緣

縱絕緣通常是指繞組的匝絕緣，層間絕緣以及段間絕緣。大型變壓器依據(jù)不同的

電壓等級分別接受，，和的匝絕緣。

十六.及線圈裝配有關(guān)的常用絕緣材料：

上，下平臺，撐條，圍板，油封，角環(huán)，出線角環(huán)，紙圈，皺紋紙管，墊塊，

過橋墊塊……

十七.靜電環(huán)

靜電環(huán)是用厚度不超過的銅棉編織帶繞在絕緣圈上制作成的，銅帶的出線及繞組

出線相連，靜電環(huán)相當(dāng)于一個金屬極板，對相鄰線段起到良好的屏蔽作用，它的邊

緣是圓角，不存在電場集中的尖端，因此能夠改善端部電場。另外，因為靜電環(huán)及

主磁通交鏈，所以金屬帶必需留有缺口，防止產(chǎn)生短路環(huán)流。靜電環(huán)不僅可以改善

繞組端部的電場分布，而且還可以改善沖擊電壓的起始分布。

十八.角環(huán)

角環(huán)跟墊塊，紙圈合理組合，能延長繞組端部絕緣的沿面放電距離，同時也改善

了繞組端部的電場分布。

十九,線圈裝配ri

19.1線圈的松緊度對變壓器運行的I壓低

高壓

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障如三相短路，單相對地目各壓方向：變壓器內(nèi)線圈

導(dǎo)線將承受壓應(yīng)力，外線圈導(dǎo)線將承受才由7線圈將承受特殊大的

機(jī)械力。為了保證線圈能夠承受住變壓器4k中力，線圈及鐵芯之間

及線圈及線圈之間的絕緣紙筒和撐條必需gO-3內(nèi)部線餅之間的墊塊

必需對齊放好。

19.2線圈恒壓枯燥的作用;

繞組進(jìn)展恒壓枯燥處理就是吸取絕緣材料內(nèi)的水分，這樣不僅增加絕緣材料的絕緣

性能而且還能使絕緣材料的尺寸收縮和穩(wěn)定。

19.3線圈為何要進(jìn)展高度補償：

由于裸導(dǎo)線尺寸制造有偏差，紙包絕緣厚度尺寸有偏差，油道墊塊厚度尺寸有偏

差，墊塊和紙包絕緣的壓縮系數(shù)的變更，線圈繞制的松緊也可能不盡一樣等緣由

都會導(dǎo)致線圈壓縮后的高度及理論計算高度不一樣，因此須要進(jìn)展高度調(diào)整。墊塊

的增加或削減及其所在的位置必需依據(jù)圖紙要求和設(shè)計部的計算要求來。

19.4線圈預(yù)裝

大型變壓器套裝是變壓器裝配中的重要工序之一。套裝工序是完成變壓器器身的

成形工序，它不僅要將繞組套緊鐵芯柱，而且還要完成絕大局部主要絕緣的裝配。因

此，一臺變壓器的主絕緣性能好壞及套裝質(zhì)量有著干脆的關(guān)系。此外，套裝也是對繞

織的縱絕緣質(zhì)量進(jìn)展再檢查的過程，同時還必需保證高，中，低壓繞組的同心度和安匝

平衡，以及出頭位置的正確，各繞組出頭對地絕緣距離符合設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)要求。

對于大容量超高壓變壓器，提高產(chǎn)品的清潔度是特殊重要的，由于套裝工序周期長,

操作時操作者及器身各部件干脆接觸，甚至有時須耍站在器身上進(jìn)展操作。因此，做好

清潔防護(hù)工作，保持四周工作場地清潔，保持零部件的清潔，嚴(yán)防雜質(zhì)，異物和由于操

作而使異物落入繞組內(nèi)或主絕緣閏隙內(nèi)等，都是特殊重要的。

大型變壓器端絕緣的安裝是一項很細(xì)致的工作，除了須要保證端絕緣的安裝位置，

數(shù)量精確，尺寸適宜等一般要求外，還要留意保證冷卻油路的暢通當(dāng)實際裝配尺寸及圖

樣尺寸出現(xiàn)偏差時，應(yīng)剛好進(jìn)展調(diào)整或?qū)嵭欣慰康难a救措施，當(dāng)繞組引出線穿過端絕緣

時，出線對地絕緣必需予以保證。由于出線引出時在端絕緣上全部開的孔，槽等，應(yīng)視

其沿開孔邊緣的爬電距離或純油隙的絕緣距離能否滿足該出線對地試驗電壓考核，必要

時可運用覆蓋，絕緣屏障等措施加以改善。為了保證繞組在短路軸向力的作用下有足夠

的機(jī)械強(qiáng)渡，上下端絕緣的墊塊和繞組的墊塊均要對齊。

大型變壓器接受繞組組裝工藝，該工藝的優(yōu)點：

(1)為操作者供應(yīng)了便利，適宜的工作條件，可以提高工作效率和保證產(chǎn)品質(zhì)量。

⑵有利于均衡生產(chǎn)，縮短生產(chǎn)周期。因為作業(yè)可以及鐵芯疊裝同步進(jìn)展，而不受鐵心疊

裝的影響，