项目2变压器与应用任务2.1 变压器的认识学习【任务目标】 1.掌握变压器的基本结构和工作原理 2.具有变压器的参数、型号选择和绕组组
别判别的能力 3.了解其他类型变压器2.1.1变压器的分类① 电力变压器——在电力系统中使用的用于升高电压 或
降低电压的变压器。② 特种变压器——根据冶金、矿山、化工、交通等 部门的具体要求而设计制造的专 用变压
器。按用途分：仪用变压器——电压、电流互感器，旋转变压器。按相数分：① 单相变压器② 三相变压器按绕组分：① 双绕组变压器② 三绕
组变压器③ 多绕组变压器2.1.1变压器的分类按冷却条件分：①油浸式变压器——变压器的铁心和绕组浸在变压器油中。② 空冷式变压器—
—铁心和绕组通过空气进行冷却。按铁心结构分：① 心式变压器② 壳式变压器变压器1—铭牌 标额定值、运行条件、使用环境等。5—储油柜
（或油枕） 避免油与空气直接接触，减缓变压器油受潮及老化速度，并使油有热胀冷缩的空间。7—气体继电器（或瓦斯继电器）在储油柜和油箱
的连接通道里，是变压器内部故障的信号装置。2.1.2变压器的基本结构和工作原理10—分接开关 为稳定副边输出电压，改变高压绕匝数从
而改变变比。11—油箱 放置铁心、绕组，充满变压器油。变压器油起绝缘和冷却作用（矿物油）。2.1.2变压器的基本结构和工作原理变压
器的主要结构：铁心和绕组。铁心是变压器的磁路部分；绕组是变压器的电路部分。为了提高磁路的导磁性能和降低铁心的涡流及磁滞损耗，铁心通
常用0.35mm~0.5mm厚表面涂有绝缘漆的硅钢片冲成一定的形状叠制而成。2.2.1 变压器的结构——铁心铁芯由铁芯柱和铁轭组成
。2.2.1 变压器的结构——铁心 对于三相变压器，根据两组绕组的相对位置，绕组可分为同心式和交叠式两种，如以下两图所
示。绕组是变压器的电路部分，一般为绝缘扁铜线或绝缘圆铜线在绕线模上绕制而成。2.2.1 变压器的结构——绕组绕组包括高压绕组和低压
绕组。高、低压绕组同心套装在铁芯柱上。低压绕组在里，高压绕组在外。三相变压器的高、低压绕组存在相间联结问题。 对于三相
变压器，根据两组绕组的相对位置，绕组可分为同心式和交叠式两种，如以下两图所示。 根据绕组和铁心的相对位置，变压器有壳式
结构和心式结构两种，如以下两图所示。变压器其它附件2.2.1变压器的工作原理 变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的
两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势e1、e2。
根据电磁感应定律可写出电动势的瞬时方程式： 只要：(1)磁通有变化量;(2)一、二次绕组的匝数不同，就能达到改变电压的目
的。2.1.3 变压器的参数单位：V·A、KV·A、MV·A其实际输出功率取决于负载的大小和性质，即P=Scosφ。 U1N是
指根据绝缘强度和允许发热所规定的应加在一次绕组上的正常电压有效值。 U2N是指一次侧加额定电压时二次侧的开路电压。
在三相变压器中额定电压为线电压。单位：A 此外，额定值还有效率、温升等。除额定值外，铭牌上还标有变压器的相数、联结组
和接线图、短路电压（或短路阻抗）的标么值、变压器的运行方式及冷却方式等。额定频率fN指电源频率，我国规定标准工频为50Hz。
为考虑运输，有时铭牌上还标有变压器的总重、油重、器身重量和外形尺寸等附属数据。2.1.3 变压器的型号 型号表
示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容，举例表示为：如：SL—180/10表示三相油浸自冷式铝线双绕组容量为180
kVA、高压侧电压为10kVA电力变压器；为了正确联接，必须将绕组的各个出线端给予标志：2.1.3 变压器绕组组别2.1.3 变压
器绕组组别末端连在一起，首端引出，为星形连接“Y”， 中点引出Yo；一相绕组末端与另一相绕组首端相连， 依次得到一闭合回路， 为三
角形连接“?”， 有顺、逆之分。 （1）高、低压绕组中电动势相位关系（单相绕组）单相变压器中， 高压绕组首端为“A”、末端为“X”
；低压绕组首端为“a”、末端为“x”。原、副绕组被同一主磁通?交链， 感应电动势在任一瞬间原边绕组一端点为高电位，副边绕组也有一端
点为高电位。 这两个端点为“同名端”。2.1.3 变压器绕组组别A与a同名端A与a异名端时钟表示法：标志变压器高、低压绕组的相位关
系。 单相变压器：I/I-12； I/I-6；2.1.3 变压器绕组组别三相变压器的联接组是用副边线电动势与原边线电动势的相位差来
决定。 与原、边三相绕组的联接方法、绕组的绕向和绕组的首末端的标法有关; 确定三相变压器的联接组号需通过画相量位形图来判别。 2.
1.3 变压器绕组组别 以Y/Y连接的三相变压器为例说明联接组的判别（1）根据三相变压器绕组联结方式, 画出高低压绕组接线图 （2
）标出相电势和线电势的假定正方向 （3）根据同一铁心柱上原、副绕组感应电动势的相位关系， 画出副边绕组电动势位形图。将“a”点与“
A”点重合，使相位关系更直观。 可以判断得到， 该联接组为Y/Y－12
或 Y，y122.1.3 变压器绕组组别Y/Y－6(Y,y6）Y/Y－4（Y,y4）同一铁心柱上
绕组的是c－a－b改变同名端2.1.3 变压器绕组组别连接组别的几点认识：（1）当变压器的绕组标志（同名端或首末端）改变时， 变压
器的联接组号也随着改变。 （2）Y/Y联接的三相变压器， 其联接组号都是偶数；（3） Y/?联接的三相变压器，其联接组号都是奇数；
（4） ? /?联接可以得到与Y/Y联接相同的组号； ? /Y联接也可以得到与Y/?联接相同的组号； （5）最常用的联接组是Y/Y
-12 和 Y/?-11；2.1.3 变压器绕组组别2.1.4.1自耦变压器原副边共用一部分绕组的变压器。 1、电压、电流关系2.
1.4 其它用途变压器原边由1匝和几匝截面较大的导线构成。利用原、副边匝数不同， 变成副边的小电流， 送仪表电流线圈测量或控制。
副边的额定电流规定为5A或1A。2.1.4.2电流互感器电流互感器是一个近似短路运行的单相变压器。 相位误差根据误差大小，
电流互感器分级，0.2, 0.5, 1.0, 3.0, 102.1.4.2电流互感器注意事项：（1） 副边绝对不允许开
路。 开路时，原边电流将成为励磁电流， 造成铁损耗急剧上升， 过热， 烧毁绝缘， 并在副边出现极高的电压。（
2）副边可靠接地； 原边由多匝导线构成， 接到被测的高电压上。 利用原、副边匝数不同，把原边高电压 变成副边的低电压， 送
仪表电流线圈测量或控制。 2.1.4.2电压互感器电压互感器线圈阻抗大， 近似开路，近似一个开路运行的单相变压器。 相位误差根据误
差大小， 电压互感器分级，0.2, 0.5, 1.0, 3.02.1.4.2电压互感器注意事项：（1） 副边绝对不允许短路。
正常运行时，接近空载。短路时，电流将变得很大，引起绕组过热而烧毁。（2）副边可靠接地； 基本方程式
、等效电路和相量图是分析T运行状况的三种方法。2.1.5 变压器参数测定2.1.5.1 变压器的空载实验U102.1.5.2
变压器的短路实验任务2.2 变压器在工厂供配电系统中的应用 【任务目标】 1、了解电力变压器在工厂供配电系统中的应用 2
、具有工厂电力系统变压器容量选择和巡检、异常情况处理的能力2.2.1工厂的供配电系统简介2.2.2变压器的选择 降压变电所主变
压器的台数选择应满足用电负荷对可靠性的要求。在一二级负荷的变电所中，选择两台主变压器，当在技术经济上允许的时候可以选择多台变压器。
对季节性负荷或昼夜负荷变化大的的应采用经济运行方式的变电所，技术经济合理时可取两台变压器三级负荷一般选择一台主变压器，负荷较大时也
可以采用两台主变压器2.2.2变压器的选择降压变电所主变压器容量的选择 装有两台主变压器时，其中任意一台主变压器容量应同时满足以下
两个条件：任一台主变压器单独运行时，应满足总计算负荷的60%～70% 的要求任一台主变压器单独运行时，应能满足全部第一﹑二级负荷
的需要，
一般来讲，变压器容量和台数的确定是与变电所主接线方案一起确定的，在设计主接线方案是，也要考虑到用电单位对变压器台数和
容量的要求。 变压器并联运行：原、副绕组分别并联到原边和副边的公共母线上。2.2.3变压器的并列运行（1）各变压器的原、副边额定
电压分别相等， 即变比k相等。（2）各变压器的联接组号相同（必须严格保证）；（3）各变压器短路电压或短路阻抗的相对值相等。 变压器
并联运行满足的条件：2.2.3变压器的并列运行2.2.4电力变压器运行巡视和检查（1）常规巡视 ①通过仪表监视电压、电流，判
断负荷是否在正常范围之内。 ②监视温度计及温控装置，看油温及温升是否正常。 ③冷却系统的运行方式是否符合要求，冷却装置
(风扇、油、水)是否运行正常，各组冷却器、散热器温度是否相近。 ④变压器的声音是否正常。 ⑤绝缘子（瓷瓶、套管）是否清
洁，有无破损裂纹、严重油污及放电痕迹。 ⑥油枕、充油套管、外壳是否有渗油、漏油现象，有载调压开关、气体继电器的油位、油色是否
正常。 ⑦变压器的接地引线、电缆和母线有无过热现象。 ⑧外壳接地是否良好。 ⑨装置控制箱内的电气设备、信号灯
运行是否正常；操作开关，联动开关位置是否正常；二次线端子箱是否严密，有无受潮及进水现象。 ⑩变压器室
的门、窗、照明应完好，房屋不漏水，通风良好，周围无影响其安全运行的异物（如易燃、易爆和腐蚀性物体）。2.2.4电力变压器运行巡视和
检查（2）特殊巡视 ①系统发生短路故障时，应立即检查变压器系统有无爆裂、断脱、移位、变形、焦味、烧损、闪络、烟火和喷油等现
象。 ②下雪天气 检查变压器引线接头部分有无落雪立即融化或蒸发冒气现象，导电部分有无积雪、冰柱。 ③大风天气 应检查
引线摆动情况和是否搭挂杂物。 ④雷雨天气 应检查瓷套管有无放电闪络现象（大雾天气也应进行此项检查），以及避雷器放电记录器
的动作情况。 ⑤气温骤变时 检查变压器的油位和油温是否正常。 ⑥大修及安装的变压器运行几个小时后，应检
查散热器排管的散热情况。 2.2.5变压器的投运和试运行投运和试运行前需做的一些检查： 1）变压器本体、冷却装置和所有附件无
缺陷、不渗油。 2）轮子的制动装置的牢固性。 3）油漆完好、相色标志正确、接地可靠。 4）变压器顶盖上无遗留杂
物。 5）事故排油设施完好，消防设施齐全。 6）储油柜、冷却装置、净油器等油系统上的油门均打开，油门指示正确。
7) 电压切换装置的位置符合运行要求；有载调压切换装置的远方操作机构动作可靠，指示位置正确。 8） 温度指示正确，整定值符合
要求。 9）冷却装置试运行正常。 10）保护装置整定值符合规定，操作和联动机构动作灵活、正确 2.2.6变压器异常的处
理响声异常油温异常油位异常保护异常 异常现象种类2.2.6变压器异常的处理异常运行的现象及处理方法响声异常：变压器正常运行时，会发
出均匀的较低的嗡嗡声。 若嗡嗡声变得沉重且增大，同时上层油温也有所上升，但声音仍是连续的，这表明变压器过载，这时可开启冷
却风扇等冷却装置，增强冷却效果，同时适当调整负荷。 若发生很大且不均匀的响声，间有爆裂声和咕噜声，这可能是由于内部层间、
匝间绝缘击穿，如果杂有噼啪放电声，很可能是内部或外部的局部放电所致。碰到这些情况，可将变压器停运，消除故障后再使用。 若发生
不均匀的振动声，可能是某些零件发生松动，可安排大修进行处理。2.2.6变压器异常的处理异常运行的现象及处理方法油温异常：上层油温一
般不宜超过85℃，最高不应超过95℃，在同样条件下油温比平时高出10℃以上，冷却装置运行正常，负荷不变但温度不断上升。原因：可能是
内部故障，如铁心发热，匝间短路等处理：立即停运变压器。油位异常： 后果：变压器严重缺油时，内部的铁心，线组就暴露在空气中，使绝缘受
潮，同时露在空气中的部分绕组因无油循环散热，导致散热不良而引起事故。 原因及处理：①渗漏油，放油后未补充——处理：补油②负荷低而冷却装置过度冷却——处理：可适当增加负荷或停止部分冷却装置③在气体继电器窗口中看不见油位——处理：立即停运变压器④油位过高，可能是补油过多或负荷过大——处理：可放油，适当减少负荷 2.2.6变压器异常的处理异常运行的现象及处理方法保护异常： 1）轻瓦斯的动作处理：可取瓦斯气体分析，如不可燃，放气后继续运行，并分析原因，查出故障。如可燃，则停运，查明情况，消除故障。2）重瓦斯动作处理：不允许强送，需进行内部检查，直至试验正常，才投入运行 ①渗油漏油，可能是连接部位的胶垫老化开裂，或螺钉松动。 ②套管破裂，内部放电，防爆管破损，严重时引起防爆管玻璃破损—— 处理：应停用变压器，等待处理。③变压器着火——处理：立即停运变压器 |
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