电力变压器基础知识

30 120 10 75
60 45 20 60
75 20 30 45
100 10 50 16
200 1.5 60 5
干式变压 器

在中性点不接地或经消弧线圈接地系统中，变压器是 全绝缘的，即变压器中性点的绝缘水平与相线端是一 致的。而在中性点直接接地或经低阻抗接地的系统中， 变压器是分级绝缘或半绝缘的，即变压器中性点的绝 缘水平比相线端低很多。 变电站消弧线圈的装设： a.35kV线路发生单相接地，电容电流超过10A。 b.3-6kV架空线路，电容电流超过30A。 c.10V架空线路，电容电流超过20A。 d.3-10kV电缆线路，电容电流超过30A。 消弧线圈宜接于YN，d11或YN，yn0，d11变压器中 性点上，若变压器无中性点或中性点未引出，需通过 专用接地变压器的中性点再接消弧线圈.

变压器过负荷 （1）正常过负荷：户外油浸式变压器，不超过 容量的30%；户内油浸式变压器，不超过容量 的20%。干式变压器一般不考虑正常过负荷。 （2）允许事故过负荷，过负荷倍数见下表：

油浸自然 冷却变压 器 过负荷百分 数（%） 过负荷时间 /min 过负荷百分 数（%） 过负荷时间 /min
N
1N
2N
二次绕组的额定电压也分为两种： 当变压器满载时，变压器的一、二次绕组的阻抗 将引起变压器自身的电压降（大约相当于电网额定 电压的5％），从而使二次绕组的端电压小于空载电 压。为了弥补线路中的电压损失，变压器的二次绕 组的额定电压应高于电网额定电压5％，因此变压器 二次绕组的额定电压规定比同级电网额定电压高10 ％，35kV及以上系统中的变压器； 若变压器靠近用户，供电半径较小时，由于线路 较短，线路的电压损失可以忽略不计，这时变压器 的二次绕组的额定电压应高于电网额定电压5％，用 以补偿变压器自身的电压损失。10kV及以下系统中 的变压器
3、特征参数
变压器各主要参数包括： （1）额定电压； （2）额定电流； （3）额定容量； （4）空载电流； （5）空载损耗； （6）短路损耗； （7）阻抗电压百分比； （8）连接组标号。
(1)额定电压 U U U 为正常运行时一次侧施加的电压。 为一次 侧加额定电压时二次侧处于空载状态时的电压。 三相变压器中，额定电压指的是线电压。单位 为V或者kV。 一次绕组的额定电压根据连接情况不同分为两 种：当变压器直接与发电机相连时，其一次绕 组的额定电压与发电机的额定电压相同，即高 出同级电网额定电压5％；当变压器直接与电 网相连时，其一次绕组的额定电压与电网的额 定电压相同，即等于同级电网额定电压。
1N
2N
N
N
N
S N 3I N U N
对于双绕组变压器，通常把变压器一、二次侧的额定 容量设计为相同； 三绕组变压器，高、中、低绕组容量有以下三种组合 方式：100/100/100、100/100/50、 100/50/100.单位 为VA/kVA/MVA。 (4) 空载电流（%） 空载电流是指变压器空载运行的励磁电流占额定电流 的百分数。 (5) 空载损耗 当变压器一次侧施加额定电压时，铁芯中产生交变磁 通，从而在铁芯中产生磁滞损失和涡流损失，又称铁 损，是变压器空载时的主要功率损耗，单位为W或 kW 空载损耗主要决定于铁芯材质的单位损耗。当电源电 压一定时，铁损基本是个恒定值，与负荷电流的大小 和性质无关。
3、附件 电力变压器的附件有油箱、油枕、分接开关、安全气道、 绝缘套管等。其作用是保证变压器的安全和可靠运行。 （1）油箱： 油浸式变压器的外壳，用于散热，保护器身（变压器的 器身放在油箱内），箱中有用来绝缘的变压器油。外 部带有扁散热管结构，也有用可拆卸的片式散热器， 小容量变压器也有采用波纹油箱的。 （2）储油柜（油枕）： 装在油箱上，变压器运行时产生热量，使变压器油膨胀， 并流进储油柜中，使油箱内部与外界隔绝。储油柜使 变压器油与空气接触面变小,减缓了变压器油的氧化和 吸收空气水分的速度。从而减缓了油的变质。
因为是在二次绕组短路情况下测得的数据，所以阻抗 电压除以额定电流，等于变压器阻抗 X T 。相关公式：
3I N X T SN XT 100 100 2 UC U C
ห้องสมุดไป่ตู้
UK %
U K %U 2 C XT 100S N
式中， 为变压器二次绕组三相短路点的计算电压。 UC (8) 接线组别 四种常用接线组别：Y，yn0、Y,d11、YN,d11、 D， yn11
（1）Y，yn0： 6~35kV/0.4kV配电变压器，一次侧中 性点不引出，二次侧中性点引出零线，三相四（五） 线制，一般用于容量不大的（≤3150kVA）配电变压 器。 （2）Y,d11：中等容量，一次侧中性点不引出，高压侧 6~35kV，低压侧3~10kV。 （3）YN,d11：一次侧中性点引出，一般用于35kV及以 上系统中性点接地系统。 （4） D，yn11：6~35kV/0.4kV配电变压器，二次侧中 性点引出零线，三相四（五）线制，一般用于容量不 大的（≤3150kVA）配电变压器。 对于三绕组变压器，接线组别为标准组别的组合，如 YN,YN0,d11。
4、变压器型号
D-单相
S-三相
相数 高压绕组电压等级 （kV） 额定容量（kVA）
C–成型固体 绝缘 代号 设计 序号
G-空气 油浸式不表示 F–风冷 P-强迫油循环 自然冷却不表 示
L-铝
绕组导线材质 代号 铜不表示
冷却 代号
调压 代号
Z-有载调压 无载调压不表示
例如：SSZ10-31500/110为110kV、31500kVA三相三绕组有载调压油浸变压器 SC9-50/10为10kV、50kVA三相双绕组干式变压器
5、变压器运行
变压器并列运行的条件： 1.变压器的连接组别相同。 2.电压比相等，其电压比最大允许相差为±0.5%。 3.阻抗百分比应相等,允许相差不超过±10%。由于并列 运行变压器的负荷是按其阻抗电压值成反比分配的， 如果阻抗电压相差过大，可能导致阻抗电压较小的变 压器发生过负荷现象。 4.容量比不超过3:1。容量相差过大，不仅运行不便，而 且变压器特性稍有差异，变压器间的环流往往相当显 著，特别是很容易造成容量较小的变压器发生过负荷。
（5）分接开关： 在电力系统，为了使变压器的输出电压控制在允许变 化的范围内，变压器的原边绕组匝数要求在一定范围 内调节，因而原绕组一般备有抽头，称为分接头。利 用开关与不同接头连接，可改变原绕组的匝数，达到 调节电压的目的。 分接开关分为有载调压分接开关和无励磁调压分接开 关。 （6）绝缘套管： 装在变压器的油箱盖上作用是把线圈引线端头从油箱 中引出，并使引线与油箱绝缘。电压低于1KV采用瓷 质绝缘套管，电压在10-35KV采用充气或充油套管， 电压高于110KV采用电容式套管。
（7）变压器油： 变压器油是一种矿物油，具有高的介质强度和低的粘 度，高的燃点和低的凝固点，不含酸、碱、灰尘和水 分等杂质，具有很好的绝缘性能。变压器油起三个作 用：①在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间 起绝缘作用。②变压器油受热后产生对流，对变压器 铁心和绕组起散热作用。③灭弧作用。 （8）测温装置： 监测变压器的顶层油温。小型的油浸式变压器用水银 温度计，较大的变压器用压力式温度计。 （9）轴流风机： 通常用于干式变压器。
(2) 额定电流 I N 是变压器在额定容量下运行时所能承担的电流。 对于三相变压器等于由相应侧的额定容量除以 相应绕组的额定电压计算出来的线电流值。 I I 为一次侧额定电流， 为二次侧额定电流。单 位为A/kA。 (3)额定容量 S 容量等级采用R10（R10系列包括数字1，1.25，1.6，2，2.5， S 3.15，4，5，6.3，8及其与10n的乘积 ）容量系列。 为变 压器的视在功率。对于三相变压器， S 为三相 总容量，有
2、变压器结构
变压器主要部件是铁心和绕组。 1、铁心： （1）铁心材料 铁心是变压器磁路的主体，提供磁通的闭合路径。铁心分为铁心 柱和铁轭，铁心柱上套装绕组，铁轭的作用是使磁路闭合。为减 少铁心内的磁滞损耗和涡流损耗，提高铁心导磁能力，铁心采用 含硅量约为5%，厚度为0.35mm或0.5mm或更薄，两面涂绝缘漆 或氧化处理的硅钢片叠装而成。非晶合金铁心。 （2）铁心结构 铁心分为心式结构和壳式结构。 （1）心式变压器：心式变压器的原、副绕组套装在铁心的两个铁心 柱上。结构简单，电力变压器均采用心式结构。 （2）壳式变压器：壳式变压器的铁心包围绕组的上下和侧面。制造 复杂，小型干式变压器多采用。
电力变压器基础知识
韩学志 2010年6月
主要内容
1、概述 2、变压器结构 3、特征参数 4、变压器型号 5、变压器运行
1、概述



变压器是一种静止的电磁装置，是利用电磁感 应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或 传输信号的一种电器。 电力变压器是将电力系统中的电压升高或降低， 以利于电能的合理输送、分配和使用 按相数分为三相变压器和单相变压器，按绕组 形式分为自耦变压器、双绕组变压器和三绕组 变压器，按冷却介质分为油浸式、干式和充气 式。
（3）安全气道（防爆管）： 装在油箱顶盖上，保护设备，防止出现故障时损坏油 箱。当变压器发生故障而产生大量气体时，油箱内的 压强增大，气体和油将冲破防爆膜向外喷出，避免油 箱爆裂。也有用压力释放阀代替安全气道的。 （4）气体继电器（瓦斯继电器）： 装在变压器的油箱和储油柜间的管道中，主要保护装 置。内部有一个带有水银开关的浮筒和一块能带动水 银开关的挡板。当变压器发生故障，产生的气体聚集 在气体继电器上部，油面下降，浮筒下沉，接通水银 开关而发出信号；当变压器发生严重故障，油流冲破 挡板，挡板偏转时带动一套机构使另一水银开关接通， 发出信号并跳闸。容量在800kVA及以上的油浸式变 压器和400kVA及以上的车间内油浸式变压器按规定 应装设瓦斯继电器（GB/T6451-1995《三相油浸式电 力变压器技术参数和要求》）。