电力变压器的基础知识

88116

先是这个：
6 T/ ^" Z- }; q; W9 F/ I) j) R& }3 c变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等，变压器常用的铁心形状一般有E型和C型铁心。

一、变压器的基本原理
当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流I1并产生交变磁通ф1，它沿着铁心穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。在次级线圈中感应出互感电势U2，同时ф1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1，E1的方向与所加电压U1方向相反而幅度相近，从而限制了I1的大小。为了保持磁通ф1的存在就需要有一定的电能消耗，并且变压器本身也有一定的损耗，尽管此时次级没接负载，初级线圈中仍有一定的电流，这个电流我们称为“空载电流”。
# }/ |  U+ K) e5 ^! N( Q6 ~: f如果次级接上负载，次级线圈就产生电流I2，并因此而产生磁通ф2，ф2的方向与ф1相反，起了互相抵消的作用，使铁心中总的磁通量有所减少，从而使初级自感电压E1减少，其结果使I1增大，可见初级电流与次级负载有密切关系。当次级负载电流加大时I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好补充了被ф2所抵消的那部分磁通，以保持铁心里总磁通量不变。如果不考虑变压器的损耗，可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压，但是不能改变允许负载消耗的功率。
# I. O0 M  }; k2 M
* E9 N  ~. E2 D& |二、变压器的损耗
3 p* j  h7 Y. F5 P- s  ?当变压器的初级绕组通电后，线圈所产生的磁通在铁心流动，因为铁心本身也是导体，在垂直于磁力线的平面上就会感应电势，这个电势在铁心的断面上形成闭合回路并产生电流，好象一个旋涡所以称为“涡流”。这个“涡流”使变压器的损耗增加，并且使变压器的铁心发热变压器的温升增加。由“涡流”所产生的损耗我们称为“铁损”。另外要绕制变压器需要用大量的铜线，这些铜导线存在着电阻，电流流过时这电阻会消耗一定的功率，这部分损耗往往变成热量而消耗，我们称这种损耗为“铜损”。所以变压器的温升主要由铁损和铜损产生的。
由于变压器存在着铁损与铜损，所以它的输出功率永远小于输入功率，为此我们引入了一个效率的参数来对此进行描述，η=输出功率/输入功率。
, c* u5 p& q5 b
三、变压器的材料
要绕制一个变压器我们必须对与变压器有关的材料要有一定的认识，为此这里我就介绍一下这方面的知识。
1、铁心材料：
7 Y( G7 v6 _4 G9 N变压器使用的铁心材料主要有铁片、低硅片，高硅片，的钢片中加入硅能降低钢片的导电性，增加电阻率，它可减少涡流，使其损耗减少。我们通常称为加了硅的钢片为硅钢片，变压器的质量所用的硅钢片的质量有很大的关系，硅钢片的质量通常用磁通密度B来表示，一般黑铁片的B值为6000-8000、低硅片为9000-11000，高硅片为12000-16000，
2、绕制变压器通常用的材料有
% {0 _  G8 N+ a5 p  ~4 X4 e) M漆包线，沙包线，丝包线，最常用的漆包线。对于导线的要求，是导电性能好，绝缘漆层有足够耐热性能，并且要有一定的耐腐蚀能力。一般情况下最好用Q2型号的高强度的聚脂漆包线。
7 T3 z- ^2 ~: I: d' V! l' r% S) o3、绝缘材料
在绕制变压器中，线圈框架层间的隔离、绕阻间的隔离，均要使用绝缘材料，一般的变压器框架材料可用酚醛纸板制作，层间可用聚脂薄膜或电话纸作隔离，绕阻间可用黄腊布作隔离。
( o& V  a3 t+ w% t4、浸渍材料：
) v, s7 K2 N- }0 C+ l变压器绕制好后，还要过最后一道工序，就是浸渍绝缘漆，它能增强变压器的机械强度、提高绝缘性能、延长使用寿命，一般情况下，可采用甲酚清漆作为浸渍材料。

7 A' O( ^. Q/ }2 c( T* J  ]% W
" w3 T( S5 w: u! V$ @5 R, g还有这个：
  k8 R" E6 h( q7 c1 E变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。
6 j  e& q& k0 j# Z  O2 ?! `
- p# O6 ?: E8 G6 c7 F) Q# l" |* G一、分类
按冷却方式分类：干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压器、氟化物（蒸发冷却）变压器。
8 o$ W. T1 R& T! t- g9 C按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。
/ D+ D5 u1 q& ~" ^7 [按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属箔变压器。
按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。
2 t* b# f: s$ D+ T' r8 s2 h按用途分类：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器。

二、电源变压器的特性参数
, C$ W! o1 s5 o1、工作频率
变压器铁芯损耗与频率关系很大，故应根据使用频率来设计和使用，这种频率称工作频率。
9 @. Z* Z8 H. c3 M/ Q) Y$ t2、额定功率
在规定的频率和电压下，变压器能长期工作，而不超过规定温升的输出功率。
. J) ?, f2 T$ a3、额定电压
7 m/ ]: {( A$ y( q指在变压器的线圈上所允许施加的电压，工作时不得大于规定值。
& L6 E8 e- W% j0 Y+ ]7 I4、电压比
0 h7 i; X8 b- f- ~+ Q! [7 r$ i指变压器初级电压和次级电压的比值，有空载电压比和负载电压比的区别。
5 E4 `( d; X! A2 t6 I5、空载电流
变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流（产生磁通）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成。对于50Hz电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电流。
/ ~8 a* K: Q( S' `6、空载损耗
指变压器次级开路时，在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗，其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗（铜损），这部分损耗很小。
7、效率
! D' d$ {! U& u  H+ k' v, J0 A指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大，效率就愈高。
1 K# G2 Y. A" o8、绝缘电阻
表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。

三、音频变压器和高频变压器特性参数
1、频率响应
指变压器次级输出电压随工作频率变化的特性。
2、通频带
如果变压器在中间频率的输出电压为U0，当输出电压（输入电压保持不变）下降到0.707U0时的频率范围，称为变压器的通频带B。
5 i) ~, ?4 ~/ @& p6 X- a3、初、次级阻抗比
+ K, [, y5 t2 f9 s' k, m3 Y变压器初、次级接入适当的阻抗Ro和Ri,使变压器初、次级阻抗匹配，则Ro和Ri的比值称为初、次级阻抗比。在阻抗匹配的情况下，变压器工作在最佳状态，传输效率最高

88116

电力变压器
开放分类： 电工、工业、电力、电气、变压器

目录
• 电力变压器概述
• 电力变压器主要部件及作用
• 电力变压器的送电
' h2 }  ^& X4 G1 q• 电力变压器巡检
7 J. j) K' l8 v5 f. z/ M• 电力变压器定期试验和保养
• 电力变压器的保护选择
5 W% g, P) x1 P- m• 电力变压器并行条件
) |8 ], M1 ^& H9 u& @
" b: T5 b- i& M+ _


　　图例：三相油浸式电力变压器外形图
4 L* S$ D# A% Z8 c$ o1 D+ `+ C
　　1-铭牌；2-信号式温度计；3-吸湿器；4-油标；5-储油柜；6-安全气道
0 \$ T, v3 F7 I) R. e
　　7-气体继电器；8-高压套管；9-低压套管；10-分接开关；11-油箱；

　　12-放油阀门；13-器身；14-接地板；15-小车

电力变压器概述
' d( D( J5 u- u- T' P- P[编辑本段]
　　电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备。当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以kVA或MVA表示，当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。
- ?. V) P+ {5 w; d5 V6 W3 p. d( p
$ q/ x" |5 F( k, k( P1 E  X　　供配电方式：
" E$ L8 H  C- L" c, K
( ]3 G- z2 C- V3 H　　10KV高压电网采用三相三线中性点不接地系统运行方式。
: ^9 m1 ]5 ~  D$ P
　　用户变压器供电大都选用Y/Yno结线方式的中性点直接接地系统运行方式，可实现三相四线制或五线制供电，如TN-S系统。

电力变压器主要部件及作用
; W/ t* y. l/ M3 C[编辑本段]
　　①、普通变压器的原、副边线圈是同心地套在一个铁芯柱上，内为低压绕组，外为高压绕组。（电焊机变压器原、副边线圈分别装在两个铁芯柱上）
% X0 M& c! L8 ^, f8 g. D) O
8 _4 C( D8 U- g! r( t- i; Y　　变压器在带负载运行时，当副边电流增大时，变压器要维持铁芯中的主磁通不变，原边电流也必须相应增大来达到平衡副边电流。

　　变压器二次有功功率一般＝变压器额定容量（KVA）×0.8（变压器功率因数）＝KW。

　　②、电力变压器主要有：

- x+ ^% c; l2 k6 B　　A、吸潮器（硅胶筒）：内装有硅胶，储油柜（油枕）内的绝缘油通过吸潮器与大气连通，干燥剂吸收空气中的水分和杂质，以保持变压器内部绕组的良好绝缘性能；硅胶变色、变质易造成堵塞。

　　B、油位计：反映变压器的油位状态，一般在+20O左右，过高需放油，过低则加油；冬天温度低、负载轻时油位变化不大，或油位略有下降；夏天，负载重时油温上升，油位也略有上升；二者均属正常。

　　C、油枕：调节油箱油量，防止变压器油过速氧化，上部有加油孔。

$ I) X# I3 k; @. }3 a7 w  k+ @8 B0 I　　D、防爆管：防止突然事故对油箱内压力聚增造成爆炸危险。
6 K1 w4 |$ E" v# Q7 ^2 V
　　E、信号温度计：监视变压器运行温度，发出信号。指示的是变压器上层油温，变压器线圈温度要比上层油温高10℃。国标规定：变压器绕组的极限工作温度为105OC；（即环境温度为40OC时），上层温度不得超过95OC，通常以监视温度（上层油温）设定在85OC及以下为宜。
3 f: |# x2 I- [; u, l, d
2 {- ^. j% p: q0 ]0 h! M& [　　F、分接开关：通过改变高压绕组抽头，增加或减少绕组匝数来改变电压比。

& e; N$ b3 E% Q& _/ g　　∵：U1/U2＝W1/W2，U1W2＝U2W1，
# a% g. b! }4 {$ i) T0 O3 C; ]& s. I, W6 K
& V4 l/ l& h% A$ n" R6 g( b　　∴：U2＝U1W2/W1。
8 C  a) V. M9 Z0 Q( g) t  P2 e
　　一般变压器均为无载调压，需停电进行：常分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三挡+5%、0%、-5%（一次为10.5KV、10KV、0.95KV二次为380V、400V、420V），出厂时一般置于Ⅱ挡。
9 d( ~6 m5 b4 m
% U8 u1 k& w8 G' R( I　　G、瓦斯信号继电器：（气体继电器）轻瓦斯、重瓦斯信号保护。上接点为轻瓦斯信号，一般作用于信号报警，以表示变压器运行异常；下接点为重瓦斯信号，动作后发出信号的同时使断路器跳闸、掉牌、报警；一般瓦斯继电器内充满油说明无气体，油箱内有气体时会进入瓦斯继电器内，达到一定程度时，气体挤走贮油使触点动作；打开瓦斯继电器外盖，顶上有二调节杆，拧开其中一帽可放掉继电器内的气体；另一调节杆是保护动作试验纽；带电操作时必须戴绝缘手套并强调安全。
0 y( |% d8 Q: L: T6 p
电力变压器的送电
[编辑本段]
8 J5 c5 P$ C- g　　A、新变压器除厂家进行出厂试验外，安装竣工投运前均应现场吊芯检查；大修后也一样。（短途运输没有颠簸时可不进行，但应作耐压等试验）
0 V/ i6 l% }+ x9 S- ]
　　B、变压器停运半年以上时，应测量绝缘电阻，并做油耐压试验。

( P: ?- o* `0 [1 M$ l( m　　C、变压器初次投入应作≤5次全电压合闸冲击试验，大修后为≤3次同时应空载运行24h无异常，才能逐步投入负载；并做好各项记录。目的是为了检查变压器绝缘强度能否承受额定电压或运行中出现的操作过电压，也是为了考核变压器的机械强度和继电保护动作的可靠程度。

　　D、新装和大修后的变压器绝缘电阻，在同一温度下，应不低于制造厂试验值的70%。

* L2 P6 ]# D7 l7 T, |% t　　E、为提高变压器的利用率，减少变损，变压器负载电流为额定电流的75～85％时较为合理。
1 V: f0 n1 M+ e1 `
电力变压器巡检
# f+ W8 |1 S# q% V[编辑本段]
　　变配电所有人值班时，每班巡检一次，无人值班可每周一次，负荷变化激烈、天气异常、新安装及变压器大修后，应增加特殊巡视，周期不定。

* @" A2 i' Q0 M! b　　A、负荷电流是否在额定范围之内，有无剧烈的变化，运行电压是否正常。
4 {/ t+ [% Z  ~+ i) L; a
3 u) g7 z; t" W　　B、油位、油色、油温是否超过允许值，有无渗漏油现象。

7 j2 `/ ]4 u/ i$ X' u/ }　　C、瓷套管是否清洁，有无裂纹、破损和污渍、放电现象，接触端子有否变色、过热现象。

　　D、吸潮器中的硅胶变色程度是否已经饱和，变压器运行声音是否正常。

　　E、瓦斯继电器内有否空气，是否充满油，油位计玻璃有否破裂，防爆管的隔膜是否完整。

( K  G2 _7 c/ ~* D  c8 [+ J: Z　　F、变压器外壳、避雷器、中性点接地是否良好，变压器油阀门是否正常。
% ?: q2 ^0 j# {. @$ {" `
　　G、变压器间的门窗、百叶窗铁网护栏及消防器材是否完好，变压器基础有否变形。

) c; E! `. ?9 b4 r电力变压器定期试验和保养
8 Q7 w1 T7 v  F[编辑本段]
# O  n0 ]" B2 q0 q6 a　　①、油样化验——耐压、杂质等性能指标每三年进行一次，变压器长期满负荷或超负荷运行者可缩短周期。

- i. _% k4 B5 C/ P　　②、高、低压绝缘电阻不低于原出厂值的70％（10MΩ），绕组的直流电阻在同一温度下，三相平均值之差不应大于2％，与上一次测量的结果比较也不应大于2％。

　　③、变压器工作接地电阻值每二年测量一次。

　　④、停电清扫和检查的周期，根据周围环境和负荷情况确定，一般半年至一年一次；
* S7 F) ^$ \) H0 ^3 y: n+ W6 i& l5 q
　　主要内容有__清除巡视中发现的缺陷、瓷套管外壳清扫、破裂或老化的胶垫更换、连接点检查拧紧、缺油补油、呼吸器硅胶检查更换等。
; t( N" c$ l8 s8 r  J0 [
7 V7 L5 i( W% q% y1 y　　电力变压器的接地

) r' N) \+ h; q3 ~　　②、变压器的外壳应可靠接地，工作零线与中性点接地线应分别敷设，工作零线不能埋入地下。
4 m4 b/ u$ b2 Z$ i
* G' x% W, _/ u) U* ?) `* |5 ?& ^　　③、变压器的中性点接地回路，在靠近变压器处，应做成可拆卸的连接螺栓。
: D5 V0 k8 R5 E
: A0 S5 D) m. p　　④、装有阀式避雷器的变压器其接地应满足三位一体的要求；即变压器中性点、变压器外壳、避雷器接地应连接在一处共同接地。
" ?2 p3 X3 y; _: P9 H+ h8 V
! D) x: e: h1 j/ p, W, ^4 @; P　　⑤、接地电阻应≤4欧姆。
% _" m, W* i8 E# ^& y
5 H9 z9 W( A: ?( b电力变压器的保护选择
[编辑本段]


　　①、变压器一次电流=S/（1.732*10），二次电流=S/（1.732*0.4）。
8 U- q! n/ {1 @, x1 P5 t
: g" ?0 g( v) y" ^; ^　　②、变压器一次熔断器选择=1.5～2倍变压器一次额定电流（100KVA以上变压器）。

　　③、变压器二次开关选择=变压器二次额定电流。

　　④、800KVA及以上变压器除应安装瓦斯继电器和保护线路，系统回路还应配置相适应的过电流和速断保护；定值整定和定期校验。

电力变压器并行条件
0 y7 A3 r+ s) M2 ~6 ]3 ?; u[编辑本段]
( p, `# G: ]/ R
　　应同时满足以下条件__联接组别应相同、电压比应相等(允许有±0.5％的误差)、阻抗电压应相等(允许有±10％的差别)、容量比不应大于3∶1。

yaolibao

多谢分享。。。