《電機(jī)運(yùn)行維護(hù)與故障處理》課件第2章

任務(wù)一變壓器的認(rèn)識(shí)

任務(wù)二三相變壓器

任務(wù)三變壓器的應(yīng)用

任務(wù)四變壓器的運(yùn)行維護(hù)與故障處理

項(xiàng)目二變壓器

活動(dòng)1變壓器的基本工作原理

一、活動(dòng)目標(biāo)

理解變壓器的基本工作原理。任務(wù)一變壓器的認(rèn)識(shí)二、活動(dòng)內(nèi)容

變壓器是利用電磁感應(yīng)定律工作的。由于變壓器的使用場(chǎng)合、工作要求及制造工藝等原因，使得其結(jié)構(gòu)形式多種多樣，但它們的基本工作原理和基本組成是相同的。在此僅以單相雙繞組電力變壓器為例介紹變壓器的基本工作原理。

常用單相雙繞組變壓器的工作原理圖如圖2-1所示。變壓器主要由鐵芯和套在鐵芯上的兩個(gè)(或兩個(gè)以上)相互絕緣的繞組所組成，繞組之間有磁的耦合，但沒(méi)有電的聯(lián)系。通常一個(gè)繞阻接交流電源，稱為一次繞組；另一個(gè)繞組接負(fù)載，稱為二次繞組。當(dāng)一次繞組兩端加上合適的交流電源電壓u1，二次繞組接負(fù)載時(shí)，一次繞組中就有交流電流i1流過(guò)，產(chǎn)生一次繞組磁通勢(shì)，于是鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通Φ，該交變的磁通Φ同時(shí)交鏈一次、二次繞組，并在一次、二次繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1、e2，從而在二次繞組兩端產(chǎn)生電壓u2。若二次側(cè)有負(fù)載，則有電流i2產(chǎn)生。圖2-1單相雙繞組變壓器的工作原理圖在工程實(shí)際中，根據(jù)電工慣例規(guī)定各物理量的正方向如圖2-1所示。如不考慮變壓器的各種損耗(即所謂的理想變壓器)，根據(jù)電磁感應(yīng)定律可得：

(2-1)

根據(jù)式(2-1)可得一、二次繞組的電壓和電動(dòng)勢(shì)有效值與匝數(shù)的關(guān)系為：

(2-2)根據(jù)能量守恒定律可得：

即

?(2-3)三、活動(dòng)小結(jié)

變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)定律工作的，只要改變一次或二次繞組的匝數(shù)，便可達(dá)到改變輸出電壓u2大小的目的。

四、活動(dòng)回顧與拓展

變壓器除了能改變電壓外，還能改變哪些物理量?活動(dòng)2電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)

一、活動(dòng)目標(biāo)

(1)了解變壓器的分類。

(2)掌握電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)。

(3)理解變壓器的銘牌數(shù)據(jù)。二、活動(dòng)內(nèi)容

1．變壓器的分類

變壓器可以從以下幾方面進(jìn)行分類：

(1)按用途分，可分為電力變壓器和特種變壓器兩大類。

(2)按繞組構(gòu)成分，可分為雙繞組、三繞組、多繞組和自耦變壓器。

(3)按鐵芯結(jié)構(gòu)分，可分為殼式和心式變壓器。

(4)按相數(shù)分，可分為單相、三相和多相變壓器。

(5)按冷卻方式分，可分為干式、油浸式(油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式和強(qiáng)迫油循環(huán)式等)和充氣式變壓器。

2.電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)

電力變壓器主要由鐵芯、繞組和其它附件組成，其中鐵芯和繞組合稱為變壓器的器身。油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。圖2-2油浸式電力變壓器

1)鐵芯

鐵芯是變壓器的主磁路，又作為繞組的支撐骨架。鐵芯由鐵芯柱和鐵軛兩部分組成，鐵芯柱上套有繞組，鐵軛是連接兩個(gè)鐵芯柱的部分，其作用是使磁路閉合。為了提高鐵芯的導(dǎo)磁性能，減小磁滯損耗和渦流損耗，鐵芯一般采用厚度為0.35mm、表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅剛片疊裝而成。

鐵芯的基本結(jié)構(gòu)形式有心式和殼式兩種，如圖2-3所示。心式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是繞組包圍鐵芯，如圖2-3(a)所示。這種結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，繞組的裝配及絕緣也比較容易，適用于大容量高電壓的變壓器，國(guó)產(chǎn)電力變壓器均采用心式結(jié)構(gòu)。殼式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是鐵芯包圍繞組，如圖2-3(b)所示。這種結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度較好，鐵芯容易散熱，但外層繞組的銅線用量較多，制造工藝比較復(fù)雜，一般多用于小型干式變壓器中。大、中型變壓器的鐵芯，一般先將硅鋼片裁成條形，然后采用交錯(cuò)疊片的方式疊裝而成，如圖2-4所示。交錯(cuò)疊片的目的是使各層磁路的接縫互相錯(cuò)開(kāi)，以免接縫處的間隙集中，從而減小磁路的磁阻和勵(lì)磁電流。圖2-3心式和殼式變壓器圖2-4變壓器鐵芯的交錯(cuò)疊片

2)繞組

繞組是變壓器的電路部分，一般用絕緣銅線或鋁線繞制而成，新式變壓器中還有用鋁箔繞制的。為了使繞組便于制造和在電磁力作用下受力均勻以及機(jī)械性能良好，一般電力變壓器都把繞組繞制成圓形的。接在高壓電網(wǎng)的繞組稱為高壓繞組，接在低壓電網(wǎng)的繞組稱為低壓繞組。

3)其它結(jié)構(gòu)附件

電力變壓器多采用油浸式結(jié)構(gòu)，附件結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2-2，它的作用是保證變壓器安全、可靠運(yùn)行。

(1)油箱。油浸式電力變壓器的油箱就是它的外殼，起著機(jī)械支撐、冷卻散熱和保護(hù)的作用。變壓器的器身放在裝有變壓器油的油箱內(nèi)。變壓器油既是絕緣介質(zhì)，又是冷卻介質(zhì)，它使鐵芯和繞組不被潮濕所侵蝕，同時(shí)通過(guò)變壓器油的對(duì)流，將鐵芯和繞組所產(chǎn)生的熱量傳遞給油箱和散熱管，再散發(fā)到空氣中。油箱的結(jié)構(gòu)與變壓器的容量、發(fā)熱情況有關(guān)。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，變壓器的容量越大，發(fā)熱就越嚴(yán)重。對(duì)于20kV·A及以下的小容量變壓器一般采用平板式油箱，而對(duì)于容量較大的變壓器通常采用排管式油箱，在油箱壁上焊有散熱管，以增大油箱的散熱面積。

(2)儲(chǔ)油柜。儲(chǔ)油柜亦稱油枕，是安裝在油箱上面的圓筒形容器，它通過(guò)連通管與油箱相連，柜內(nèi)油面高度隨油箱內(nèi)變壓器油的熱脹冷縮而變動(dòng)。儲(chǔ)油柜的作用是保證器身始終浸在變壓器油中，同時(shí)減小油和空氣的接觸面積，從而降低變壓器油受潮和老化的速度。

(3)分接開(kāi)關(guān)。為了使輸出電壓控制在允許的變化范圍內(nèi)，在變壓器運(yùn)行時(shí)，通過(guò)分接開(kāi)關(guān)改變一次繞組匝數(shù)，從而達(dá)到改變輸出電壓的目的。通常輸出電壓的變化范圍是額定電壓的±5%。

(4)絕緣套管。電力變壓器的引出線從油箱內(nèi)穿過(guò)油箱蓋時(shí)，必須經(jīng)過(guò)瓷質(zhì)絕緣套管，以使帶電的引出線與接地的油箱絕緣。為了增加表面爬電距離，絕緣套管的外形多做成多級(jí)傘狀，電壓愈高級(jí)數(shù)愈多。絕緣套管的結(jié)構(gòu)取決于電壓等級(jí)，較低電壓采用實(shí)心瓷套管，10kV～35kV電壓采用空心充氣式或充油式套管，電壓在110kV及以上時(shí)采用電容式

套管。

3.變壓器的銘牌和額定值

變壓器制造廠家在每一臺(tái)變壓器的外殼上都裝設(shè)了一塊銘牌，目的是讓變壓器的使用者對(duì)其性能有所了解。只有理解銘牌上數(shù)據(jù)的含義，才能正確地使用變壓器，以確保變壓器能夠安全、經(jīng)濟(jì)、合理地運(yùn)行。表2-1所示為三相電力變壓器的銘牌。表2-1三相電力變壓器銘牌

1)變壓器的型號(hào)及主要系列

(1)變壓器的型號(hào)。型號(hào)表示了變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、額定容量(kV·A)、冷卻方式和電壓等級(jí)(kV)等內(nèi)容。例如SJL—560/10，其中“S”表示三相，“J”表示油浸式，“L”表示鋁導(dǎo)線，“560”表示該變壓器額定容量為560kV·A，“10”表示高壓繞組額定電壓等級(jí)為10kV；又如表2-1中的型號(hào)S10—1250，其中“S”表示三相，“10”表示第10次設(shè)計(jì)，“1250”表示該變壓器額定容量為1250kV·A。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1094—79規(guī)定電力變壓器產(chǎn)品型號(hào)代表符號(hào)的含義如表2-2所示。表2-2電力變壓器產(chǎn)品型號(hào)代表符號(hào)的含義

(2)變壓器的主要系列。國(guó)產(chǎn)的變壓器產(chǎn)品系列有SJL1(三相油浸自冷式鋁線電力變壓器)、SFPL1(三相強(qiáng)油風(fēng)冷鋁線變壓器)、SFPSL1(三相強(qiáng)油風(fēng)冷三鋁線電力變壓器)等，近年來(lái)全國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)的更新?lián)Q代產(chǎn)品系列有SL7(三相油浸自冷式鋁線電力變壓器)、S7和S9(三相油浸自冷式銅線電力變壓器)、SCL1(三相環(huán)氧樹(shù)脂澆注干式變壓器)以及SWPO(三相強(qiáng)油水冷自耦電力變壓器)等。

2)變壓器的額定值

(1)額定電壓U1N和U2N。一次繞組的額定電壓U1N(kV)是根據(jù)變壓器的絕緣強(qiáng)度和容許發(fā)熱條件規(guī)定的一次繞組的正常工作電壓值。二次繞組的額定電壓U2N指一次繞組加上額定電壓，分接開(kāi)關(guān)位于額定分接頭時(shí)二次繞組的空載電壓值。對(duì)三相變壓器來(lái)說(shuō)，額定電壓是指線電壓。

(2)額定電流I1N和額定電流I2N(A)。額定電流是指變壓器在額定負(fù)載情況下，各繞組長(zhǎng)期允許通過(guò)的電流。I1N是指一次繞組的額定電流；I2N是指二次繞組的額定電流。對(duì)三相變壓器來(lái)說(shuō)，額定電流是指線電流。對(duì)單相變壓器：

(2-4)

對(duì)三相變壓器：

(2-5)

(3)額定容量SN(kV·A)。額定容量是指額定工作條件下變壓器輸出能力(視在功率)的保證值。對(duì)三相變壓器來(lái)說(shuō)，額定容量是指三相容量之和。三、活動(dòng)小結(jié)

變壓器的基本結(jié)構(gòu)是鐵芯和繞組及其它附件，鐵芯構(gòu)成磁路，繞組構(gòu)成電路。

四、活動(dòng)回顧與拓展

(1)變壓器有哪些主要部件？其功能各是什么？

(2)變壓器的其它結(jié)構(gòu)附件包括哪幾部分？其功能分別是什么？

(3)為什么變壓器的鐵芯要用硅鋼片疊成？能否用整塊硅鋼片做鐵芯？

(4)在變壓器結(jié)構(gòu)上裝設(shè)銘牌的目的是什么？

(5)變壓器的額定值主要有哪些？額定值的作用是什么？

(6)變壓器主要應(yīng)用在哪些方面？活動(dòng)3變壓器主要部件的故障檢查與處理

一、活動(dòng)目標(biāo)

(1)掌握變壓器主要部件的故障檢查與處理方法。

(2)掌握變壓器器身的干燥處理方法。二、活動(dòng)內(nèi)容

1.線圈的故障檢查與處理

變壓器線圈的常見(jiàn)故障有匝間短路和相間短路，通常用萬(wàn)用表歐姆擋進(jìn)行故障判斷，若需要更換線圈，需按下述方法進(jìn)行處理。

1)線圈的拆卸

在拆卸變壓器的故障線圈之前，需要記錄銘牌的數(shù)據(jù)、鐵芯尺寸及線圈尺寸。拆線時(shí)應(yīng)注意一次、二次線圈的纏繞方向和匝數(shù)，并做好記錄。

2)線圈的繞制

線圈的繞向分左繞和右繞兩種。從線圈的起端看去，導(dǎo)線沿逆時(shí)針?lè)较蚶p繞為左繞向，導(dǎo)線沿順時(shí)針?lè)较蚶p繞為右繞向。繞制線圈時(shí)繞向一定要正確，否則變壓器不能投入運(yùn)行。

3)線圈引出線的絕緣

線圈引出線的絕緣包扎方法應(yīng)按下述規(guī)則進(jìn)行處理。

(1)?400V及以下圓筒式低壓線圈，起(末)端的絕緣用白布帶半疊包一層，從導(dǎo)線彎折處開(kāi)始包扎，長(zhǎng)度大約為50mm；起(末)端彎折部分與下一匝相鄰處墊0.5mm厚

(50kV·A及以下，墊0.2mm厚)的絕緣紙，長(zhǎng)度為60mm

～80mm，且在首匝與相鄰匝間墊1.0mm厚的絕緣紙條，此墊條與導(dǎo)線一起彎折并伸出線圈端50mm，外繞布帶扎緊；在層間油隙外層處，可用0.12mm厚的電纜紙半疊包一層，長(zhǎng)度為60mm～70mm。

(2)?10kV及以下圓筒式高壓線圈，起端絕緣用0.2mm厚的漆布帶每邊包2mm，外邊用白布帶半疊包一層，絕緣長(zhǎng)度為伸出線圈端部15mm。一次線圈引出線結(jié)線，根部用白布帶包扎并包出線圈端絕緣50mm，下面墊0.5mm厚的絕緣紙槽，紙槽伸出端絕緣10mm。

4)線圈的干燥、浸漆和烘干

線圈繞完后進(jìn)行干燥處理，干燥之后將線圈軸向尺寸壓縮到要求的高度再浸漆烘干。

(1)干燥。線圈浸漆前進(jìn)行干燥，溫度應(yīng)保持在100℃～110℃，干燥時(shí)間約10h(蒸汽管加熱法)。

(2)浸漆。線圈干燥后浸漆前在空氣中停留時(shí)間不超過(guò)12h。浸漆時(shí)，線圈溫度在70℃～80℃，浸完后滴凈余漆(約10min)，使線圈各處不存在漆包或漆瘤等，再放在干凈的地方晾干1h。

(3)烘干處理。浸漆晾干后的線圈再送入干燥室烘干，其溫度最好逐漸升高(70℃～120℃)，烘干12h～16h，以使漆完全干透，表面不粘手為準(zhǔn)。

2.鐵芯的故障檢查與處理

處理方法是全部或局部更換鐵芯，同時(shí)對(duì)換后的硅鋼片做以下處理：

(1)硅鋼片殘留絕緣膜的清除(用浸煮法)。將硅鋼片放在10%苛性鈉或20%磷酸鈉溶液中浸煮，浸煮前先把該溶液放入水槽加熱到50℃(待殘留物全溶解后)，再將硅鋼片放入。待漆膜脹開(kāi)并開(kāi)始脫落時(shí)將其移入熱水中刷洗，再用凈水沖凈、晾干后立即涂漆，最后疊放整齊并扎緊，以保護(hù)內(nèi)層鋼片不生銹。

(2)硅鋼片的涂漆處理。可采用噴漆或直接用手刷漆進(jìn)行涂漆處理。

3.器身的日常維護(hù)與故障處理

1)變壓器的器身干燥

變壓器遇到下列情況之一，應(yīng)進(jìn)行器身干燥：

(1)更換后的線圈或處理過(guò)絕緣的線圈。

(2)在對(duì)器身進(jìn)行處理后或?qū)Π惭b后的器身進(jìn)行檢查的過(guò)程中，器身在空氣中暴露的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

(3)經(jīng)絕緣測(cè)定，證明變壓器絕緣已經(jīng)受潮。

2)器身干燥注意事項(xiàng)

對(duì)變壓器進(jìn)行干燥處理時(shí)，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

(1)為了加速變壓器的干燥過(guò)程，并使絕緣油不受損壞，要求不帶油進(jìn)行干燥(短路干燥時(shí)例外)，并盡可能采用真空加熱干燥法。

(2)變壓器帶油干燥時(shí)，為了防止絕緣油的劣化或受潮，建議將油面與箱蓋間的空間抽至真空，也可帶上油枕并注油至規(guī)定的油面，或在油箱蓋上裝上帶有硅膠或氯化鈣的呼吸器。如果帶油干燥不能改善絕緣測(cè)定的結(jié)果，應(yīng)換用無(wú)油干燥。

(3)變壓器干燥時(shí)，必須對(duì)線圈和油箱的溫度進(jìn)行監(jiān)視，線圈的溫度應(yīng)保持在95℃～105℃，箱壁溫度應(yīng)保持在115℃～120℃，箱底溫度應(yīng)保持在105℃～110℃。

(4)干燥中如果不抽真空，則應(yīng)在箱蓋上開(kāi)通氣孔或利用套管孔、油門孔等，以便水蒸氣逸出。如果安裝有防爆筒，則應(yīng)將防爆筒上的玻璃板取下。如果條件許可，可在油箱下部通入熱風(fēng)使干燥更快。

(5)變壓器干燥的真空度應(yīng)根據(jù)油箱構(gòu)造決定，一般在85℃～110℃時(shí)，箱內(nèi)抽成150mm水銀柱，然后每小時(shí)均勻地增高50mm至極限容許值為止。

(6)干燥時(shí)應(yīng)有防火措施。采用鐵損干燥法時(shí)，箱壁應(yīng)用絕緣導(dǎo)線纏繞，并在導(dǎo)線與箱壁之間用石棉布、玻璃布等不燃隔熱材料隔絕。

(7)在保持溫度不變的情況下，線圈的絕緣電阻下降后再回升，并連續(xù)6h保持穩(wěn)定時(shí)，則可認(rèn)為干燥完畢。

(8)干燥完畢后應(yīng)立即注油，有條件時(shí)最好采取真空注油。注油時(shí)，油溫一般應(yīng)為50℃～60℃。注油至淹沒(méi)鐵芯，距頂面約300mm為止。真空注油過(guò)程中，應(yīng)保持真空度不變，注油后仍保持2h，方可停止抽真空。

(9)注油后，要進(jìn)行芯子檢查，保證壓緊固定件無(wú)松動(dòng)，絕緣表面無(wú)過(guò)熱等異常情況。

3)器身干燥方法

(1)感應(yīng)加熱法。感應(yīng)加熱法是將器身放在原油箱中，外繞線圈，通以電流，利用油箱壁中渦流損耗的發(fā)熱進(jìn)行干燥。此時(shí)箱壁的溫度應(yīng)保持在115℃～120℃，器身溫度應(yīng)保持在90℃～95℃。

(2)熱風(fēng)干燥法。將變壓器放在干燥室中通熱風(fēng)干燥。干燥室可根據(jù)變壓器器身大小用壁板搭合。壁板內(nèi)部鋪滿石棉板或其他浸過(guò)防火溶液的帆布或石棉亞麻布。干燥室應(yīng)盡可能小些。壁板與變壓器之間距離要小于200mm。可用電爐、蒸汽蛇形管來(lái)加熱。

(3)烘箱干燥法。若修理場(chǎng)所有烘箱設(shè)備，對(duì)小容量變壓器采用這種方法很簡(jiǎn)單。干燥時(shí)只要將器身吊入烘箱，控制內(nèi)部溫度為95℃。每1h測(cè)一次絕緣電阻，干燥便可順利進(jìn)行。干燥過(guò)程中，烘箱上部應(yīng)有出氣孔以放出蒸發(fā)出來(lái)的潮氣。

(4)真空箱內(nèi)干燥法。在真空箱內(nèi)不帶油進(jìn)行干燥的方法適用于變壓器制造廠和大的變壓器修理廠。

4)鐵芯螺桿與鐵軛螺桿的絕緣處理注意事項(xiàng)

(1)鐵芯在疊裝后或檢修前，應(yīng)測(cè)鐵軛螺桿對(duì)鐵芯片的絕緣電阻。

(2)絕緣管僅有微小開(kāi)裂并無(wú)大礙，若已斷裂燒殘則應(yīng)更換，可用0.12mm厚的電纜紙涂酚醛酒精溶液包纏螺桿，每邊的厚度為2mm～3mm，要求在95℃以下烘干。

(3)鐵芯及其夾件等金屬件處于線圈的電場(chǎng)內(nèi)，若不接地，該金屬件因感應(yīng)有一定電動(dòng)勢(shì)，在外施高壓試驗(yàn)或投入運(yùn)行時(shí)，若感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)超過(guò)其間的電壓，就會(huì)產(chǎn)生斷續(xù)的放電現(xiàn)象。鐵芯片間絕緣電阻較小，如有一片接地就可認(rèn)為全接地。其它件的接地根據(jù)不同結(jié)構(gòu)可采用不同方式。

4.分接開(kāi)關(guān)的故障檢查與處理

(1)觸頭損壞嚴(yán)重。處理方法是拆下后按原樣制作并更換。觸頭的鍍層一般為200μm，也可不鍍。

(2)觸頭壓力不平衡。處理方法是對(duì)彈簧可調(diào)節(jié)的開(kāi)關(guān)觸頭適當(dāng)調(diào)節(jié)觸頭壓力。

(3)運(yùn)行較久的變壓器，觸頭表面常覆有氧化膜和污垢，處理方法是：對(duì)于有輕微氧化膜和污垢的情況，可將觸頭在各位置往返切換多次，嚴(yán)重時(shí)用汽油擦洗，即可清除污垢；有時(shí)絕緣油的分解物在觸頭上結(jié)有光澤薄膜，看起來(lái)好像潔凈，實(shí)際是一絕緣覆蓋層，會(huì)影響接觸，處理方法是用丙酮擦洗。

(4)觸點(diǎn)表面灼傷，可能是結(jié)構(gòu)與裝配上存在缺陷，如接觸不可靠、彈簧壓力不夠等。處理方法是檢查并調(diào)整分接開(kāi)關(guān)。

(5)分接開(kāi)關(guān)相間觸點(diǎn)放電或各分接頭放電，可能是過(guò)電壓作用、變壓器內(nèi)部有灰塵或絕緣受潮等原因造成的。處理方法是吊芯檢查，清掃變壓器內(nèi)的灰塵或?qū)^緣進(jìn)行干燥。

5.絕緣套管的故障檢查與處理

1)絕緣套管的修理與澆裝

(1)夾套式絕緣套管漏油。一般是管體本身缺陷(砂眼、裂縫)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的可能原因是密封膠墊老化或位置不正。處理方法是將壓緊螺釘適當(dāng)壓緊。

(2)澆注式套管漏油。一般是套管的膠合處密封墊圈老化，密封面不平整，壓力不合要求等。處理的方法是將法蘭拆下，更換密封墊圈，重新澆裝；或?qū)⒃z合劑挖出一部分，然后擦干凈。

2)變壓器絕緣套管閃絡(luò)

(1)變壓器絕緣套管積垢，在大霧或小雨時(shí)造成污閃，使變壓器高壓側(cè)單相接地或相間短路。處理方法是清除積垢。

(2)變壓器套管因外力沖撞或機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力而破損。處理方法是更換損壞的絕緣套管。

(3)變壓器箱蓋上落有異物，如大風(fēng)將樹(shù)枝吹落在箱蓋上引起套管放電或相間短路。處理方法是清理異物并處理短路故障。

6.其它部分的故障檢查與處理

1)變壓器內(nèi)油泥的清洗

對(duì)于變壓器內(nèi)的油泥，可用鏟刀刮除，再用布(不易落毛的紗頭或布)擦干凈，然后用變壓器油清洗。線圈上的油泥只能用手輕輕剝脫，對(duì)絕緣已脆弱的線圈要特別小心，以免損傷絕緣。擦好后，用強(qiáng)油流沖洗(沖洗用過(guò)的油經(jīng)再生處理可再次使用)。

2)變壓器漏油處理

漏油有焊縫漏油和密封漏油兩種。焊縫漏油處理是補(bǔ)焊，焊接時(shí)應(yīng)吊出器身，將油放凈。密封漏油應(yīng)查明原因，如操作不良(密封墊圈放得不正、壓得不均勻、壓力不夠等)，需根據(jù)具體情況進(jìn)行適當(dāng)處理。若墊圈老化或損壞(如耐油膠皮發(fā)黏、失去彈性、開(kāi)裂等)，需更換密封材料。三、活動(dòng)回顧與拓展

(1)線圈的故障檢查與處理方法有哪些？

(2)鐵芯的故障檢查與處理方法有哪些？

(3)分接開(kāi)關(guān)的故障檢查與處理方法有哪些？

(4)絕緣套管的故障檢查與處理方法有哪些？活動(dòng)1三相變壓器的兩種形式及繞組的連接方法

一、活動(dòng)目標(biāo)

(1)熟悉三相變壓器的兩種形式及其特點(diǎn)。

(2)熟悉三相變壓器繞組的連接方法。

(3)熟悉三相變壓器的連接組及連接組標(biāo)號(hào)的含義。任務(wù)二三?相?變?壓?器二、活動(dòng)內(nèi)容

1.三相變壓器的兩種形式

1)三相變壓器組

三相變壓器組是由三個(gè)完全相同的單相變壓器按一定方式連接起來(lái)組成的，相應(yīng)的磁路為組式磁路，如圖2-5所示。組式磁路的特點(diǎn)是三相磁通各有自己?jiǎn)为?dú)的磁路，互不相關(guān)。因此，當(dāng)一次側(cè)外加三相對(duì)稱電壓時(shí)，各相的主磁通必然對(duì)稱，各相空載電流也是對(duì)稱的。圖2-5三相變壓器組

2)三相心式變壓器

三相心式變壓器磁路是由三相變壓器組演變而來(lái)的。把組成三相變壓器組的三個(gè)單相變壓器的鐵芯合并，可構(gòu)成如圖2-6(a)所示的結(jié)構(gòu)。當(dāng)外加三相對(duì)稱電壓時(shí)，三相主磁通是對(duì)稱的，但中間鐵芯柱內(nèi)的主磁通為，因此可將中間鐵芯柱省去，即可變成如圖2-6(b)所示的結(jié)構(gòu)形式。為了使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、減小體積和節(jié)省硅鋼片，將三相鐵芯柱布置在同一平面內(nèi)，即成為目前廣泛采用的三相心式變壓器的鐵芯結(jié)構(gòu)，如圖2-6(c)所示。圖2-6三相心式變壓器鐵芯的演變

2．三相變壓器繞組的連接方法

在三相變壓器中，繞組主要采用星形和三角形兩種連接方法，如圖2-7所示。將三相繞組的末端X、Y、Z(或x、y、z)連接在一起，而將三個(gè)首端A、B、C(或a、b、c)引出，則稱為星形連接。星形連接用字母Y或y表示，如果有中性點(diǎn)引出，則用YN或yn表示，如圖2-7(a)、(b)所示。把不同繞組的首、末端連接在一起，順次構(gòu)成一個(gè)閉合回路，再由三個(gè)首端引出，則稱為三角形連接。三角形連接用字母D或d表示，根據(jù)各相繞組的連接順序，三角形連接可分為逆連和順連兩種接法，如圖2-7(c)、(d)所示。大寫(xiě)字母Y或D表示高壓繞組的連接，小寫(xiě)字母y或d表示低壓繞組的連接。圖2-7三相繞組的星形與三角形連接

3.三相變壓器的連接組及連接組標(biāo)號(hào)

由于三相變壓器的繞組可以采用不同的連接方法，從而使得三相變壓器高、低壓繞組的對(duì)應(yīng)線電動(dòng)勢(shì)會(huì)出現(xiàn)不同的相位差，因此為了簡(jiǎn)明地表達(dá)高、低壓繞組的連接方式及對(duì)應(yīng)線電動(dòng)勢(shì)之間的相位關(guān)系，將變壓器繞組的連接分成各種不同的組合，此組合稱為變壓器的連接組，其中高、低壓繞組線電動(dòng)勢(shì)的相位差用連接組標(biāo)號(hào)來(lái)表示。三相變壓器的連接組標(biāo)號(hào)常采用“時(shí)鐘表示法”來(lái)確定，具體如何分析不同連接法的三相變壓器的連接組標(biāo)號(hào)讀者可參見(jiàn)附錄1。標(biāo)識(shí)三相變壓器的連接組時(shí)，表示三相變壓器高、低壓側(cè)繞組連接方式的字母按額定電壓遞減的次序標(biāo)注，且中間以逗號(hào)隔開(kāi)，在低壓繞組連接字母之后，緊接著標(biāo)出其連接組標(biāo)號(hào)。三相變壓器的連接方式有“Y，yn”、“Y，d”、“YN，d”、“Y，y”、“YN，y”、“D，yn”、“D，y”、“D，d”等多種組合，其中逗號(hào)前的大寫(xiě)字母表示高壓繞組的連接方法，逗號(hào)后的小寫(xiě)字母表示低壓繞組的連接方法，N(或n)表示對(duì)應(yīng)的高壓(或低壓)繞組有中性點(diǎn)引出。在熟悉了變壓器連接組標(biāo)號(hào)的讀法及含義后，為了方便起見(jiàn)，常將連接組中區(qū)分高、低壓繞組連接方法的逗號(hào)去掉。例如，將“Y，y0”變成“Yy0”，其中的0表示該三相變壓器連接組的標(biāo)號(hào)，即表示該三相變壓器高、低壓繞組間的對(duì)應(yīng)線電動(dòng)勢(shì)的相位差為0°；同理，連接組“Yd11”表示該三相變壓器高、低壓繞組間的對(duì)應(yīng)線電動(dòng)勢(shì)的相位差為30°。并且有以下規(guī)律：當(dāng)高、低壓側(cè)的繞組連接方法相同(Yy與Dd)時(shí)，連接組的標(biāo)號(hào)為偶數(shù)；高、低壓側(cè)的繞組連接方法不相同(Yd與Dy)時(shí)，則連接組的標(biāo)號(hào)為奇數(shù)。

變壓器連接組的數(shù)目很多，為了方便制造和并聯(lián)運(yùn)行，對(duì)于三相雙繞組電力變壓器，一般采用“Yyn0”、“Yd11”、“YNd11”、“YNy0”、“Yy0”等五種標(biāo)準(zhǔn)連接組，其中前三種最常用?！癥yn0”用于低壓側(cè)電壓為230V～400V的配電變壓器中，供給動(dòng)力與照明混合負(fù)載；“Yd11”用于低壓側(cè)電壓超過(guò)400V的線路中；“YNd11”用在高壓側(cè)需接地且低壓側(cè)電壓超過(guò)400V的線路中；“YNy0”用于高壓側(cè)需接地的場(chǎng)合；“Yy0”只用于三相動(dòng)力負(fù)載。三、活動(dòng)小結(jié)

三相變壓器的兩種常見(jiàn)形式是三相組式變壓器和三相心式變壓器。三相組式變壓器每相有獨(dú)立的磁路，三相心式變壓器各相磁路彼此相關(guān)。

三相變壓器的繞組連接方法有星形和三角形兩種。高、低壓側(cè)線電動(dòng)勢(shì)之間的相位關(guān)系通常用“時(shí)鐘表示法”來(lái)確定。三相變壓器連接組不但與三相繞組的連接方法有關(guān)，還與繞組繞向和首末端標(biāo)記有關(guān)。四、活動(dòng)回顧與拓展

(1)三相變壓器有哪兩種常見(jiàn)形式？各有何特點(diǎn)？

(2)三相變壓器的連接組的含義是什么？

(3)變壓器連接組Yyn0和Yd11的含義各是什么？其中各字母及數(shù)字的含義各是什么？

(4)查閱相關(guān)資料，了解用“時(shí)鐘表示法”判斷連接組標(biāo)號(hào)的方法及步驟?；顒?dòng)2三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行

一、活動(dòng)目標(biāo)

(1)熟悉變壓器并聯(lián)運(yùn)行的概念、特點(diǎn)及必須滿足的條件。

(2)理解變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的與方法。二、活動(dòng)內(nèi)容

1.變壓器的并聯(lián)運(yùn)行

在電力系統(tǒng)中，為了提高供電的可靠性和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，常采用多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的方式。所謂并聯(lián)運(yùn)行，就是將兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的變壓器的一次、二次繞組分別并聯(lián)到公共母線上，同時(shí)對(duì)負(fù)載供電。圖2-8為兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的接線圖。

2.變壓器并聯(lián)運(yùn)行的主要優(yōu)點(diǎn)

(1)提高供電的可靠性。當(dāng)并聯(lián)運(yùn)行的兩臺(tái)變壓器中有一臺(tái)發(fā)生故障或需要檢修時(shí)，可以將它從電網(wǎng)中切除，而由另一臺(tái)變壓器對(duì)電網(wǎng)供電。

(2)提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是指變壓器損耗少。為了做到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，除在設(shè)計(jì)時(shí)合理選用變壓器的規(guī)格外，主要是在多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)選擇合理的運(yùn)行方式。圖2-8兩臺(tái)變壓器的并聯(lián)運(yùn)行變壓器的損耗有兩種：銅損和鐵損。在正常運(yùn)行情況下，鐵損基本不變，即不隨負(fù)荷變化，故又稱不變損耗；而銅損是隨負(fù)荷電流平方的變化而變化的，故又稱可變損耗。根據(jù)對(duì)損耗與負(fù)荷關(guān)系的分析，有如下結(jié)論：在不變損耗和可變損耗相等的條件下，變壓器的效率最高，所以，變壓器帶負(fù)荷運(yùn)行所產(chǎn)生的銅損與鐵損相等時(shí)最為經(jīng)濟(jì)。

3.變壓器并聯(lián)運(yùn)行的理想情況

變壓器并聯(lián)運(yùn)行的理想情況是指：

(1)空載時(shí)并聯(lián)運(yùn)行的各臺(tái)變壓器之間沒(méi)有環(huán)流，以避免環(huán)流銅耗。

(2)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，各臺(tái)變壓器所分擔(dān)的負(fù)載電流按其容量的大小成比例分配，使各臺(tái)變壓器能同時(shí)達(dá)到滿載狀態(tài)，使并聯(lián)運(yùn)行的各臺(tái)變壓器的容量得到充分利用。

(3)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，各臺(tái)變壓器二次電流同相位，這樣當(dāng)總的負(fù)載電流一定時(shí)，各臺(tái)變壓器所分擔(dān)的電流最?。蝗绻髋_(tái)變壓器的二次電流一定，則承擔(dān)的負(fù)載電流最大。

4.變壓器并聯(lián)運(yùn)行需要滿足的條件

變壓器并聯(lián)運(yùn)行需要滿足以下條件：

(1)并聯(lián)運(yùn)行的各臺(tái)變壓器的額定一次電壓與額定二次電壓的電壓比必須對(duì)應(yīng)相等，否則變壓器空載時(shí)，變壓比小的變壓器二次線圈中將產(chǎn)生環(huán)電流，即二次電壓較高的繞組將向二次電壓較低的繞組供給電流，引起繞組過(guò)熱甚至燒毀。

(2)在允許偏差范圍內(nèi)，并聯(lián)運(yùn)行的各臺(tái)變壓器的短路阻抗或短路電壓的相對(duì)值要相等。由于帶上負(fù)載時(shí)，各并聯(lián)變壓器二次側(cè)的負(fù)荷是按其短路電壓值成反比分配的，因此并聯(lián)運(yùn)行的變壓器如果短路電壓的相對(duì)值不同，將導(dǎo)致短路電壓較小的變壓器過(guò)負(fù)荷甚至燒毀，所以并聯(lián)變壓器短路電壓的相對(duì)值必須對(duì)應(yīng)相等。但實(shí)際中短路電壓的相對(duì)值難以完全相等，選擇并聯(lián)變壓器時(shí)，容量大的短路電壓UK小一些，這樣容量大的變壓器先達(dá)滿載，使并聯(lián)的變壓器利用率盡可能高些。

(3)并聯(lián)運(yùn)行的各變壓器連接組標(biāo)號(hào)中的數(shù)字要相同，否則不允許并聯(lián)運(yùn)行。以Yy0與Yd11連接組變壓器并聯(lián)為例，其二次繞組線電壓相位差30°，在兩臺(tái)變壓器二次繞組線中產(chǎn)生的空載環(huán)流是額定電流的5.18倍，因此，連接組別不同的變壓器絕對(duì)不允許并聯(lián)運(yùn)行。

除此之外，并聯(lián)運(yùn)行的變壓器容量應(yīng)盡量相同或相近，其最大容量與最小容量之比一般不宜超過(guò)3∶1。如果容量相差懸殊，在變壓器性能略有差異時(shí)，變壓器間的環(huán)流往往非常顯著，容易造成容量小的變壓器過(guò)負(fù)荷或燒毀。三、活動(dòng)回顧與拓展

(1)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的概念是什么？

(2)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在哪幾個(gè)方面？

(3)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)應(yīng)滿足哪些條件？為什么？活動(dòng)1自耦變壓器

一、活動(dòng)目標(biāo)

熟悉自耦變壓器的結(jié)構(gòu)、工作原理及特點(diǎn)。任務(wù)三變壓器的應(yīng)用二、活動(dòng)內(nèi)容

1.自耦變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

普通雙繞組變壓器的一次、二次繞組之間只有磁的聯(lián)系，而沒(méi)有電的直接聯(lián)系。自耦變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是一次、二次繞組共用一個(gè)繞組，如圖2-9所示。此時(shí)，一次繞組中的一部分充當(dāng)二次繞組(自耦降壓變壓器)或二次繞組中的一部分充當(dāng)一次繞組(自耦升壓變壓器)，因此一次、二次繞組之間既有磁的聯(lián)系，又有電的直接聯(lián)系。將一次、二次繞組共有部分的繞組稱為公共繞組。對(duì)于自耦升壓變壓器和自耦降壓變壓器來(lái)說(shuō)，其基本工作原理與普通雙繞組電力變壓器的基本相同。圖2-9自耦降壓變壓器原理圖

2.自耦變壓器的特點(diǎn)

(1)由于自耦變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)之間有電的直接聯(lián)系，所以一次側(cè)的電氣故障會(huì)觸及到二次側(cè)，因此要求自耦變壓器內(nèi)部絕緣和過(guò)電壓保護(hù)都必須增強(qiáng)，以防止一次側(cè)的過(guò)電壓傳遞到二次側(cè)。

(2)與額定容量相同的雙繞組電力變壓器相比，自耦變壓器繞組容量小、耗材少，因而造價(jià)低、尺寸小，便于運(yùn)輸和安裝，又由于損耗小，所以效率很高。

3.自耦變壓器的推廣

自耦變壓器可做成單相的，也可以做成三相的，圖2-10所示為三相自耦變壓器的原理圖。一般三相自耦變壓器采用星形連接。圖2-10三相自耦變壓器原理圖如果將自耦變壓器的抽頭做成滑動(dòng)觸頭，就成為自耦調(diào)壓器。自耦調(diào)壓器常用于調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)電壓的大小。圖2-11所示為常用的環(huán)形鐵芯的單相自耦調(diào)壓器的原理圖。圖2-11單相自耦調(diào)壓器原理圖三、活動(dòng)小結(jié)

本活動(dòng)主要講述自耦變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理，自耦變壓器的特點(diǎn)是一、二次繞組間不僅有磁路的耦合，而且有電的直接聯(lián)系。

四、活動(dòng)回顧與拓展

(1)自耦變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？它和普通雙繞組變壓器在結(jié)構(gòu)上有何區(qū)別？

(2)自耦變壓器的特點(diǎn)是什么?

(3)自耦變壓器的推廣應(yīng)用主要表現(xiàn)在哪些方面？

(4)查找相關(guān)資料，了解其它特殊變壓器的結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用。活動(dòng)2儀用互感器

一、活動(dòng)目標(biāo)

(1)熟悉電壓互感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及注意事項(xiàng)。

(2)熟悉電流互感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及注意事項(xiàng)。二、活動(dòng)內(nèi)容

由于在生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常要測(cè)量交流電路的高電壓和大電流，如果直接使用電壓表和電流表進(jìn)行測(cè)量，就存在一定的困難，同時(shí)對(duì)操作者也比較危險(xiǎn)，因此利用變壓器既可變壓又可變流的原理，制造了供測(cè)量使用的變壓器，稱之為儀用互感器，它分為電壓互感器和電流互感器兩種。

1．電壓互感器

電壓互感器的工作原理和結(jié)構(gòu)與雙繞組電力變壓器基本相同。圖2-12所示為單相電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)和接線圖。(a)基本結(jié)構(gòu)(b)接線圖圖2-12單相電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)和接線圖

1)電壓互感器的功能

(1)電壓互感器可用來(lái)使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主電路絕緣，以提高一、二次電路運(yùn)行的安全性和可靠性，并有利于保障人身安全。

(2)電壓互感器可用來(lái)擴(kuò)大儀表、繼電器等二次設(shè)備的應(yīng)用范圍。例如，用一只100V的電壓表，通過(guò)不同變壓比的電壓互感器就可測(cè)量任意高的電壓，這也有利于電壓表、繼電器等二次設(shè)備的規(guī)格統(tǒng)一和批量生產(chǎn)。

2)電壓互感器的結(jié)構(gòu)與接線

電壓互感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是一次繞組匝數(shù)很多，線徑較細(xì)，二次繞組匝數(shù)較少，線徑較粗，它實(shí)質(zhì)上是一種降壓變壓器。工作時(shí)，將一次繞組直接并聯(lián)在被測(cè)的高電壓或一次電路上，而二次繞組則并聯(lián)儀表、繼電器的電壓線圈。由于儀表、繼電器的電壓線圈的阻抗很大，二次側(cè)電流很小，近似等于零，所以電壓互感器正常運(yùn)行時(shí)相當(dāng)于降壓變壓器的空載運(yùn)行狀態(tài)。二次繞組的額定電壓一般為100V。根據(jù)變壓器的變壓原理，有

(2-6)使用電壓互感器時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)電壓互感器在運(yùn)行時(shí)二次側(cè)不允許短路。其原因是，如果二次側(cè)發(fā)生短路，則短路電流很大，會(huì)燒壞互感器。因此使用時(shí)，二次側(cè)電路中應(yīng)串接熔斷器作短路保護(hù)。

(2)電壓互感器的鐵芯和二次側(cè)的一端必須可靠接地，以防止高低壓繞組絕緣損壞或擊穿時(shí)，鐵芯和二次繞組帶上高電壓而危及人身和二次設(shè)備的安全。

(3)電壓互感器在連接時(shí)必須注意其極性。通常單相電壓互感器的一、二次繞組端子分別標(biāo)A、N和a、n，其中A和a、N和n分別為對(duì)應(yīng)的同名端即同極性端。而按相序，三相電壓互感器的一次繞組端子仍標(biāo)A、B、C，二次繞組端子仍標(biāo)a、b、c，一、二次側(cè)的中性點(diǎn)則分別標(biāo)N、n，其中A與a、B與b、C與c、N與n分別為對(duì)應(yīng)的同名端。

2.電流互感器

1)電流互感器的功能

(1)電流互感器可用來(lái)使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主電路絕緣，這既可防止主電路的高電壓直接引入儀表、繼電器等二次設(shè)備，又可防止儀表、繼電器等二次設(shè)備的故障影響主電路，從而提高一、二次電路運(yùn)行的安全性和可靠性，并有利于保障人身安全。

(2)電流互感器可用來(lái)擴(kuò)大儀表、繼電器等二次設(shè)備的應(yīng)用范圍。例如，用一只5A的電流表，通過(guò)不同變流比的電流互感器就可測(cè)量任意大的電流，可使儀表、繼電器等二次設(shè)備的規(guī)格統(tǒng)一和批量生產(chǎn)。

2)電流互感器的結(jié)構(gòu)和接線

電流互感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：一次繞組匝數(shù)很少，一般只有一匝或幾匝，有的電流互感器還沒(méi)有一次繞組，而是利用穿過(guò)其鐵芯的一次電路導(dǎo)體(母線)作為一次繞組(此時(shí)的繞組匝數(shù)為1)，且一次繞組線徑很粗；而二次繞組匝數(shù)很多，且導(dǎo)體線徑較細(xì)，因此電流互感器相當(dāng)于一個(gè)升壓變壓器。圖2-13所示為電流互感器的基本結(jié)構(gòu)和接線圖。工作時(shí)，一次繞組串聯(lián)在一次電路中，流過(guò)被測(cè)電流，而二次繞組與電流表、繼電器等二次設(shè)備的電流線圈串聯(lián)，形成一個(gè)閉合回路。由于這些電流線圈的阻抗很小，二次繞組相當(dāng)于被短路，因此電流互感器的運(yùn)行情況相當(dāng)于變壓器的短路運(yùn)行狀態(tài)。二次繞組的額定電流一般為5A，也有極少數(shù)為1A。圖2-13單相電流互感器的工作原理和接線圖為了減小誤差，電流互感器鐵芯中的磁通密度一般設(shè)計(jì)得較低，即在(0.08～0.10)T的范圍內(nèi)，所以勵(lì)磁電流很小。若忽略勵(lì)磁電流，則根據(jù)磁通勢(shì)平衡關(guān)系可得：

(2-7)

由式(2-7)可知，利用一、二次繞組的不同匝數(shù)，電流互感器可將線路上的大電流轉(zhuǎn)換成小電流來(lái)測(cè)量。通常電流互感器的二次側(cè)額定電流均設(shè)計(jì)為5A，當(dāng)與測(cè)量?jī)x表配套使用時(shí)，電流表按一次側(cè)的電流值標(biāo)出，即從電流表上直接讀出被測(cè)電流值。另外，二次繞組有很多抽頭，可根據(jù)被測(cè)電流的大小適當(dāng)選擇。電流互感器的額定電流等級(jí)有100A/5A、500A/5A、2000A/5A等。按照測(cè)量誤差的大小，電流互感器的準(zhǔn)確度分為0.2、0.5、1.0、3.0和10.0等五個(gè)等級(jí)。使用電流互感器時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)電流互感器在運(yùn)行時(shí)二次側(cè)不允許開(kāi)路。如果二次側(cè)開(kāi)路，電流互感器就成為空載運(yùn)行狀態(tài)，被測(cè)線路的大電流全部成為勵(lì)磁電流，鐵芯中的磁通密度突增，磁路嚴(yán)重飽和，一方面造成鐵芯過(guò)熱而毀壞繞組絕緣，另一方面，二次繞組將會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生很高的電壓，可能使絕緣擊穿，危及儀表及操作人員的安全。因此，電流互感器的二次電路中不允許安裝熔斷器，運(yùn)行中如果需要拆下電流表等測(cè)量?jī)x表，應(yīng)先將二次側(cè)短路。

(2)電流互感器的鐵芯和二次側(cè)的一端必須可靠接地，以免絕緣損壞或擊穿時(shí)一次側(cè)的高電壓傳遞到二次側(cè)，危及人身及二次設(shè)備的安全。

(3)根據(jù)相關(guān)規(guī)定，電流互感器一次繞組端子標(biāo)P1、P2，二次繞組端子標(biāo)S1、S2。其中P1與S1、P2與S2分別為對(duì)應(yīng)的同名端。如果一次電流I1從P1流向P2，則二次電流I2從S2流向S1，如圖2-13所示。

除此之外，在安裝和使用電流互感器時(shí)，一定要注意其端子極性，否則，將會(huì)造成不良后果。電流表的內(nèi)阻抗必須很小，否則會(huì)影響測(cè)量的精度。在實(shí)際工作中，為了在帶電情況下檢測(cè)線路中的三相電流是否平衡，工程上常采用一種外形結(jié)構(gòu)如圖2-14所示的鉗形電流表，其工作原理和電流互感器相同。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：

鐵芯像一把鉗子可以張合，二次繞組與電流表串聯(lián)組成一個(gè)閉合回路。在測(cè)量導(dǎo)線中的電流時(shí)，不必?cái)嚅_(kāi)被測(cè)電路，只要壓動(dòng)手柄，將鐵芯鉗口張開(kāi)，把被測(cè)導(dǎo)線夾在其中即可，此時(shí)被測(cè)載流導(dǎo)體就充當(dāng)一次繞組(只有一匝)，借助電磁感應(yīng)作用，由二次繞組所接的電流表直接讀出被測(cè)導(dǎo)線中電流的大小。一般鉗形表都有幾個(gè)量程，使用時(shí)應(yīng)根據(jù)被測(cè)電流值適當(dāng)選擇量程。圖2-14鉗形電流表結(jié)構(gòu)圖三、活動(dòng)小結(jié)

儀用變壓器是測(cè)量用的變壓器，使用時(shí)應(yīng)將鐵芯及二次側(cè)接地，電流互感器二次側(cè)不允許開(kāi)路，而電壓互感器二次側(cè)不允許短路。

四、活動(dòng)回顧與拓展

(1)使用互感器的目的是什么?

(2)電壓互感器的功能是什么?使用時(shí)應(yīng)注意哪幾點(diǎn)？為什么？

(3)電流互感器的功能是什么?使用時(shí)應(yīng)注意哪幾點(diǎn)？為什么？活動(dòng)1變壓器的拆裝與檢查

一、活動(dòng)目標(biāo)

(1)掌握變壓器解體檢查的內(nèi)容和步驟。

(2)掌握變壓器絕緣老化程度的檢查和判斷方法。

(3)熟悉變壓器的合閘、拉閘和變換分接頭的相關(guān)規(guī)定。

(4)掌握變壓器油外觀色度的檢查方法。

(5)熟悉變壓器的組裝和試驗(yàn)項(xiàng)目。任務(wù)四變壓器的運(yùn)行維護(hù)與故障處理二、活動(dòng)內(nèi)容

1.變壓器解體檢查

(1)變壓器解體之前，測(cè)定一次與二次線圈之間以及分別對(duì)地的絕緣電阻，測(cè)定一次和二次線圈的直流電阻值并檢查有無(wú)斷線處。

(2)變壓器解體前要對(duì)外殼、散熱管、油枕、防爆管、絕緣套管等附件進(jìn)行仔細(xì)檢查，看有無(wú)滲漏油和破裂、凹凸等現(xiàn)象。

(3)變壓器解體、取出芯子后的檢查需按下列項(xiàng)目進(jìn)行：

①檢查各部位螺釘有無(wú)松動(dòng)，分接開(kāi)關(guān)(調(diào)壓開(kāi)關(guān))的接觸點(diǎn)及線頭接觸是否良好，機(jī)構(gòu)的靈活程度如何；

②檢查鐵芯和線圈表面上有無(wú)油泥或雜質(zhì)；

③檢查外部絕緣狀況是否符合要求、色澤是否新鮮均一、彈性是否良好、緊密程度及機(jī)械強(qiáng)度有無(wú)損傷；

④根據(jù)表2-3，檢查并判斷絕緣老化程度如何。表2-3絕緣老化程度

(4)檢查硅鋼片和壓緊螺釘有無(wú)松動(dòng)，并用1000V搖表測(cè)量鐵芯與穿桿螺釘?shù)慕^緣電阻是否在2MΩ以上。

(5)檢查線圈間的襯墊是否老化、是否有損傷、是否固定壓緊。

(6)檢查各部分油道是否清潔，有無(wú)雜質(zhì)或堵塞現(xiàn)象，如果有可用浸油的軟毛刷清掃干凈。

(7)解體完后如果沒(méi)有異常現(xiàn)象，需進(jìn)行以下試驗(yàn)：

①無(wú)負(fù)荷試驗(yàn)；

②耐壓試驗(yàn)；

③電壓比試驗(yàn)。

2.變壓器油外觀色度檢查

變壓器油的外觀色度與精煉程度有著密切的內(nèi)在聯(lián)系，它是一種表面物理觀測(cè)指標(biāo)，在一定程度上油的色度能反映油的性能。比如油內(nèi)的機(jī)械雜質(zhì)、游離碳以及氧化物、硫化物、烯烴、脂類、醛、酮等的多少，都能從油的色澤上反映出來(lái)。在一般情況下，如果油嚴(yán)重變色，至少可以說(shuō)明油存在嚴(yán)重的氧化現(xiàn)象(配合時(shí)間因素)。

油是否出現(xiàn)嚴(yán)重的氧化現(xiàn)象，最簡(jiǎn)單的方法是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)觀察判斷。這種方法的最大缺點(diǎn)是只能通過(guò)經(jīng)驗(yàn)，而不能量化地說(shuō)明油的色度深淺，僅能用被檢查的油是“茶色”、“透明”或是“深紅”、“半透明”等來(lái)說(shuō)明?；诖耍谠囼?yàn)中，這一結(jié)論往往是不被人們所重視的。

外觀色度較精確的檢查方法是：將被試驗(yàn)絕緣油用濾紙過(guò)濾兩次(在20℃～22℃時(shí)進(jìn)行)，把油盛于試管中，與表2-4所示的一組15個(gè)裝有標(biāo)準(zhǔn)油色的試管進(jìn)行比色，從而較準(zhǔn)確地判斷油的色度。表2-4標(biāo)準(zhǔn)油色

3.變壓器的合閘、拉閘和變換分接頭

(1)值班人員在合上變壓器的開(kāi)關(guān)前，須仔細(xì)檢查變壓器，以確保變壓器處在完好狀態(tài)，檢查所有的臨時(shí)接地線、標(biāo)志牌、遮攔等是否已經(jīng)拆除。檢修后合上開(kāi)關(guān)時(shí)，還要檢查工作票是否已經(jīng)交出，然后測(cè)量絕緣電阻，合格后方可合閘，投入運(yùn)行。

(2)所有備用變壓器均應(yīng)定期送電，以保證隨時(shí)可以投入運(yùn)行。

(3)強(qiáng)迫油循環(huán)水冷式的變壓器在投入運(yùn)行前，應(yīng)先啟動(dòng)油泵，然后啟動(dòng)水泵。

(4)變壓器合閘和拉閘的操作程序應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程中加以規(guī)定，并須遵守下列原則：

①變壓器的送電應(yīng)當(dāng)從裝有保護(hù)裝置的電源側(cè)進(jìn)行，以便當(dāng)變壓器損壞時(shí)，可由保護(hù)裝置將其切斷。

②有斷路器時(shí)，必須使用斷路器進(jìn)行投入和切斷。

③沒(méi)有斷路器時(shí)，可用隔離開(kāi)關(guān)拉合空載電流小于2A的變壓器。

④切斷電壓為20kV及以上的變壓器的空載電流時(shí)，必須使用帶有消弧裝置并裝在室外的三聯(lián)刀閘，若因當(dāng)?shù)貤l件限制不得不裝在室內(nèi)，則應(yīng)在各相間安裝不易燃的絕緣物，使三相互相隔離，以免一相弧光放電波及鄰相而發(fā)生短路。

(5)變壓器在大修和事故檢修及換油以后，無(wú)需等待油中的氣泡消除即可進(jìn)行送電和加負(fù)荷(但不能做耐壓試驗(yàn))。

(6)裝有油枕的變壓器在合閘前，應(yīng)放去外殼和散熱器上部殘存的空氣。

(7)如果變壓器沒(méi)有帶負(fù)荷電壓切換裝置，則在變換分接頭之前，應(yīng)將所有斷路器和隔離開(kāi)關(guān)把變壓器與電力網(wǎng)斷開(kāi)。變換分接頭時(shí)，須注意分接頭位置的正確性。

(8)變換分接頭之后，必須用歐姆表或電橋檢查回路的三相電阻是否相等。

4.變壓器的組裝和試驗(yàn)項(xiàng)目

1)組裝

(1)鐵芯與線圈組裝之前，應(yīng)在線圈與鐵軛之間加一層鋼紙，兩相線圈之間加一層隔擋板，以免距離放電。

(2)插鐵軛硅鋼片時(shí)，必須插嚴(yán)、夾緊，以免發(fā)響和發(fā)熱。

(3)選用引線時(shí)，引線的電流密度要略大于線圈的電流密度，但由于溫升的限制也不宜過(guò)大?？紤]到引線的散熱情況，可根據(jù)引線每邊的絕緣厚度不同而選取不同的電流密度值。具體的參考值如下：裸導(dǎo)線取電流密度δ≤4.8A/mm2；

引線包絕緣厚2mm時(shí)，取δ≤4.5A/mm2；

引線包絕緣厚3mm時(shí)，取δ≤4.3A/mm2；

引線包絕緣厚6mm時(shí)，取δ≤4A/mm2；

引線包絕緣厚8mm時(shí)，取δ≤3.7A/mm2。

除了考慮電流密度外，還應(yīng)考慮到引線的絕緣強(qiáng)度，以及在高壓時(shí)引線周圍電場(chǎng)比較集中等因素，雖然電流密度符合溫升要求，但也要適當(dāng)?shù)胤糯笠€的直徑。如35kV級(jí)引線的最小直徑為4.1mm。

(4)變壓器線圈端頭應(yīng)用蠟布管套好(或用黃蠟布帶半疊包好)，并固定在端子板上。

(5)線圈與鐵芯組裝完后需進(jìn)行干燥，溫度控制在100℃～110℃，干燥時(shí)間為12h左右，取出晾干后進(jìn)行試驗(yàn)。

2)試驗(yàn)項(xiàng)目

(1)絕緣電阻測(cè)定(包括一次與二次線圈的直流電阻)；

(2)電壓比試驗(yàn)；

(3)無(wú)負(fù)荷電流測(cè)定；

(4)極性和組別試驗(yàn)；

(5)短路電壓試驗(yàn)；

(6)銅損鐵損試驗(yàn)。

經(jīng)上述試驗(yàn)合格后，進(jìn)行二次浸漆干燥，再進(jìn)行殼心組裝。三、活動(dòng)回顧與拓展

(1)變壓器的解體檢查方法有哪些?

(2)變壓器的組裝和試驗(yàn)項(xiàng)目各有哪些?

(3)變壓器的檢修周期是如何規(guī)定的？活動(dòng)2變壓器的運(yùn)行與維護(hù)

一、活動(dòng)目標(biāo)

(1)了解變壓器的運(yùn)行方式。

(2)掌握變壓器試運(yùn)行中的檢查項(xiàng)目。

(3)熟悉變壓器外部維護(hù)和運(yùn)行中的維護(hù)項(xiàng)目。

(4)熟悉變壓器的不正常運(yùn)行現(xiàn)象和應(yīng)急處理的方法。

(5)熟悉運(yùn)行中和大修后的油浸式電力變壓器絕緣濕度的評(píng)定及需要干燥的條件。二、活動(dòng)內(nèi)容

1．變壓器的運(yùn)行方式

1)額定運(yùn)行方式

變壓器在規(guī)定的冷卻條件下，可按銘牌數(shù)據(jù)規(guī)范運(yùn)行。油浸式變壓器運(yùn)行中的允許溫度應(yīng)以上層油溫為準(zhǔn)進(jìn)行檢查。上層油溫應(yīng)遵守變壓器制造廠的規(guī)定，但最高不得超過(guò)95℃。為了防止變壓器油劣化過(guò)速，上層油溫不宜經(jīng)常超過(guò)85℃。

2)變壓器的外加電壓

變壓器的外加電壓一般不得超過(guò)額定值的105%，這時(shí)變壓器二次側(cè)可在額定電流下工作。個(gè)別情況下，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)或經(jīng)制造廠的同意，外加電壓可達(dá)到額定電壓的110%。

3)允許過(guò)負(fù)荷

變壓器可以在正常過(guò)負(fù)荷或事故過(guò)負(fù)荷的情況下運(yùn)行。正常過(guò)負(fù)荷可以經(jīng)常使用，其允許值根據(jù)變壓器的負(fù)荷曲線、冷卻條件以及過(guò)負(fù)荷前變壓器所帶負(fù)荷等來(lái)確定。事故過(guò)負(fù)荷只允許在事故情況下(還能運(yùn)行的變壓器)使用。事故過(guò)負(fù)荷的允許值應(yīng)遵守變壓器制造廠的規(guī)定；如無(wú)制造廠的規(guī)定，對(duì)于自冷和風(fēng)冷的油浸式變壓器，可按表2-5的要求運(yùn)行。表2-5允許的事故過(guò)負(fù)荷

4)允許的短路電流和不平衡電流

變壓器的短路電流不得超過(guò)額定電流的25倍，短路電流通過(guò)的時(shí)間不應(yīng)超過(guò)如下數(shù)值：

2.變壓器的試運(yùn)行

變壓器的啟動(dòng)試運(yùn)行，是指變壓器開(kāi)始帶電并帶一定負(fù)荷運(yùn)行24h所經(jīng)歷的全部過(guò)程。變壓器在帶電前，應(yīng)對(duì)本體及其有關(guān)設(shè)備進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)符合運(yùn)行條件時(shí)，方可進(jìn)行試運(yùn)行。變壓器試運(yùn)行中應(yīng)檢查及試驗(yàn)的項(xiàng)目有：

(1)變壓器與發(fā)電機(jī)作單獨(dú)連接且第一次投入運(yùn)行時(shí)，一般應(yīng)從零開(kāi)始逐漸升壓，其它情況均以全電壓沖擊合閘。

(2)在第一次帶電后，運(yùn)行時(shí)間不得少于10min，以便于監(jiān)聽(tīng)變壓器內(nèi)有無(wú)異常雜聲。

(3)變壓器通常應(yīng)由裝有過(guò)電流保護(hù)裝置的電源一側(cè)投入使用，以便變壓器遇到故障時(shí)能可靠地分閘。

(4)變壓器進(jìn)行5次全電壓沖擊合閘，在沖擊時(shí)應(yīng)檢查勵(lì)磁渦流對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響，并記錄空載電流，無(wú)異常情況時(shí)，可正式投入使用。

3.變壓器的外部維護(hù)

變壓器的外部維護(hù)一般包括以下內(nèi)容：

(1)檢查變壓器油枕內(nèi)和充油套管內(nèi)的油色(如果充油套管構(gòu)造適于檢查)、油面的高度及有無(wú)漏油現(xiàn)象。

(2)檢查變壓器套管是否清潔，有無(wú)破損裂紋、放電痕跡及其它現(xiàn)象。

(3)辨析變壓器嗡嗡聲的性質(zhì)，察聽(tīng)音響是否加大，有無(wú)新的聲音產(chǎn)生。

(4)檢查電纜和母線有無(wú)異常情況。

(5)檢查冷卻裝置的運(yùn)行是否正常。

(6)檢查變壓器的油溫。

(7)如果變壓器裝在室內(nèi)，則應(yīng)檢查門、窗是否符合安全要求，房屋是否漏雨，照明和空氣溫度是否適宜。

(8)檢查防爆管的隔膜是否完整。

(9)檢查氣體繼電器的油面和連接油門是否打開(kāi)。

4.變壓器運(yùn)行中的維護(hù)

變壓器運(yùn)行中的維護(hù)、檢查內(nèi)容應(yīng)遵循以下規(guī)定：

(1)安裝在發(fā)電廠和經(jīng)常有值班人員的變電所內(nèi)的變壓器，應(yīng)根據(jù)控制盤上儀表監(jiān)視變壓器的運(yùn)行，并每小時(shí)抄表1次。

(2)如果變壓器在過(guò)負(fù)荷下運(yùn)行，則至少每半小時(shí)抄表1次。如果變壓器的儀表計(jì)不在控制室，則可適當(dāng)減少抄表次數(shù)，但每班至少記錄2次。

(3)應(yīng)在巡視時(shí)記錄安裝在變壓器上的溫度計(jì)數(shù)據(jù)。

(4)無(wú)人值班的變壓器在每次定期檢查時(shí)需記錄變壓器的電壓、電流和上層油溫。對(duì)于配電變壓器應(yīng)在最大負(fù)荷期間測(cè)量三相負(fù)荷，如發(fā)現(xiàn)不平衡時(shí)，應(yīng)重新分配。測(cè)量的期限應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程內(nèi)規(guī)定。

(5)電力變壓器需定期進(jìn)行外部檢查，檢查的周期一般可參照下列規(guī)定：

①安裝在發(fā)電廠和經(jīng)常有人值班的變電所內(nèi)的變壓器，每天至少檢查1次，每星期應(yīng)有1次夜間檢查。

②無(wú)人值班的變電所或安裝在室內(nèi)且容量在3200kV·A及以上的變壓器，至少每10天檢查1次，并應(yīng)在每次投入前和停用后進(jìn)行檢查。容量大于320kV·A但小于3200kV·

A的變壓器，至少每月檢查1次，并應(yīng)在每次投入前和停用后進(jìn)行檢查。

③無(wú)人值班的變電所或安裝在室內(nèi)的小容量變壓器或320kV·A及以下的變壓器及柱上變壓器，至少每2個(gè)月檢查1次。

④根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況(塵土、結(jié)冰)，應(yīng)增加檢查次數(shù)，并寫(xiě)入現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程內(nèi)。

⑤在氣