2-1变压器的运行分析
变压器正常运行规定
变压器的正常运行规定2.1。
1 变压器在额定使用条件下，可长期按额定容量运行.2。
1.2 无载调压变压器在额定电压±5%范围内，改变抽头位置运行时，其额定容量不变。
2.1。
3变压器的外加一次电压，一般情况不得超过相应分接头电压的5%，如果电压升高不超过5%,则其额定容量不变。
2。
2 变压器的运行温度规定2。
2.1自然油循环风冷变压器上层油温不得超过95℃，正常情况下，为了不使油质劣化太快,上层油温不宜经常超过85℃，上层油温升不许超过55℃。
2。
2.2自然油循环风冷变压器在风扇停止运行时，可带额定容量的66。
7%，如果上层油温升超过55℃，必须启动风扇。
2.2.3 强油导向风冷却变压器，当环境温度在40℃及以下时,上层油温不宜经常超过75℃，最高不得超过85℃，温升最高不得超过45℃。
2。
2。
4 干式变压器线圈外表温度：H级绝缘水平的温升不得超过125℃，最高允许温度不超过155℃.2。
3 变压器绝缘电阻规定2.3。
1 主变和高厂变停用不超过三天,厂用低压变压器停用不超过七天，在投运前无影响绝缘异状时可不测绝缘电阻,但经过检修的变压器或新安装的变压器，在送电前必须测定其绝缘电阻，并应将时间、天气、油温及绝缘电阻记录在绝缘测定记录簿上.2.3。
2 对发电机与变压器不可分开的接线，如采用封闭母线或发变组间无隔离开关,可于发电机绝缘一起测量，测量接果不符合规定要求时，可将主变压器与发电机分开后再分别进行测量,查出原因并恢复正常后，方可投运。
2。
3.3 对线圈运行电压在500V以下者应使500V摇表；对线圈运行电压在500V以上者应使2500V摇表。
2.3.4 测量变压器绝缘电阻的前、后均应将被测设备对地放电，再分别摇测各侧相对地及线圈间的绝缘阻和吸收比，中性点接地的变压器，测量前应将中性点刀闸拉开。
2.3。
5变压器绝缘电阻的允许值。
2。
3.5。
1线圈绝缘电阻允许值不予规定,但应大于1MΩ/kV.2.3.5。
第二章 变压器的运行原理
Electric Machinery
本章节重点和难点： 重点: (1)变压器空载运行时磁动势、电动势平衡关系，等值电路和相 量图； (2)变压器负载运行时磁动势、电动势平衡关系，等值电路和相 量图； (3)绕组折算前后的电磁关系； (4)变压器空载实验和短路实验，变压器各参数的物理意义； (5)变压器的运行特性。 难点: (1)变压器绕组折算的概念和方法; (2)变压器的等值电路和相量图； (3)励磁阻抗Zm与漏阻抗Z1的区别； (4)励磁电流与铁芯饱和程度的关系； (5)参数测定、标么值。
空载损耗约占额定容量的（0.2~1）%，随 容量的增大而减小。这一数值并不大，但因为 电力变压器在电力系统中用量很大，且常年接 在电网上，因而减少空载损耗具有重要的经济 意义。工程上为减少空载损耗，改进设计结构 的方向是采用优质铁磁材料：优质硅钢片、激 光化硅钢片或应用非晶态合金。
Electric Machinery
漏电动势 : E1
2 2
fN 1 1
2 fN 1 1
Electric Machinery
E 1 j 2 f
N 1 1
I 0 j 2 fL 1 I 0 j I 0 x 1
I0
x 1 2 f
N1
2
为一次侧漏抗，反映漏磁通的作用。
电机学：变压器第二章变压器的运行分析 04
用一台副绕组匝数等于原绕组匝数的假想变压器来模拟实际变压器，假想变压器与实际变压器在物理情况上是等效的。
2)3) 有功和无功损耗不变。
2I实际上的二次侧绕组各物理量称为实际值或折合前的值。
折合后，二次侧各物理量的值称为其折合到一次绕组的折合值。
当把副边各物理量归算到原边时，凡是单位为伏的物理量（电动势、电压等）的归算值等于其原来的数值乘以k；凡是单位为欧姆的物理量（电阻、电抗、阻抗等）的归算值等于其原来的数值乘以k2；电流的归算值等于原来数值乘以1/k。
参数意义220/110V,1R m E 0I 2I ′ U 2I简化等效电路R k 、X k 、Z k 分别称为短路电阻、短路电抗和短路阻抗，是二次侧短路时从简化等效电路一次侧端口看进去的电阻、电抗和阻抗。
R k ＝R 1＋2R ′， X k ＝X 1＋2X ′ Z k ＝R k ＋j X k应用基本方程式作出的相量图在理论上是有意义的，但实际应用较为困难。
因为，对已经制造好的变压器，很难用实验方法把原、副绕组的漏电抗x 1和x 2分开。
因此，在分析负载方面的问题时，常根据简化等效电路来画相量图。
短路阻抗的电压降落一个三角形ABC ，称为漏阻抗三角形。
对于给定的一台变压器，不同负载下的这个三角形，它的形状是相似的，三角形的大小与负载电流成正比。
在额定电流时三角形，叫做短路三角形。
讨论：变压器的运行分析感性负载时的简化相量图2U ′− 21I I ′−= 2ϕ 1kI r kx I j 1 1U ABC()()1111111121111210211220m2211P U I E I R jX I E I I RE I I I R I R E I I R =⎡⎤=−++⎣⎦=−+′=−−+′′=++ i i i i i()em 222222222222P E I U I R jX I U I I R ′′=′′′′′⎡⎤=++⎣⎦′′′′=+ i i i 有功功率平衡关系，无功功率平衡关系例题一台额定频率为60Hz的电力变压器，接于频率等于50Hz，电压等于变压器5/6倍额定电压的电网上运行，试分析此时变压器的磁路饱和程度、励磁电抗、励磁电流、漏电抗以及铁耗的变化趋势。
110KV变电站电气二次部分设计
**大学毕业设计（论文）110KV变电站电气二次部分设计完成日期 2013年 6 月 5 日摘要本次设计任务旨在把大学所学各科专业知识的结合到一起，整体的了解电力系统等方面的知识。
首先根据任务书上所给相关资料，分析负荷发展趋势。
然后通过对拟建变电站的概况以及出线方面来考虑，并对负荷资料的分析，以及从安全、经济及可靠性等方面考虑，确定了110kV，35kV，10kV输电线路及母线的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数及型号。
最后，根据短路计算结果，确定线路保护、变压器保护、母线保护、防雷保护的保护方案，根据保护方案对保护进行整定计算，确定设计之后再对保护的总体进行分析论证，检验二次回路的设计是否合格，从而完成了110kV电气二次部分的设计。
关键词：变电站, 继电保护, 保护整定目录摘要.................................................................... - 1 -1 原始资料分析........................................................... - 4 -2 一次部分的相关设计..................................................... - 6 -２.１主变压器的选择极其参数 (6)２.２电气主接线设计 (7)3 短路电流计算........................................................... - 8 -３.１概述 (8)3.1.1 短路的原因....................................................... - 8 -3.1.2 计算短路电流的目的............................................... - 8 -３.２短路计算 (8)3.2.1 计算系统电抗..................................................... - 8 -4 线路保护.............................................................. - 11 -4.1电力系统继电保护的作用 (11)4.2输配电线保护 (12)4.3线路末端短路电流 (13)4.4线路保护整定 (14)4.4.1 35kv侧线路保护整定........................................... - 14 -4.4.2 10kv侧线路保护整定........................................... - 15 -5 变压器的保护.......................................................... - 16 -5.1变压器装设的保护 (16)5.2变压器保护的整定方法 (16)5.2.1 变压器电流速断保护.............................................. - 16 -5.2.2 变压器纵联差动保护.............................................. - 16 -5.2.3 变压器后备保护.................................................. - 17 -5.2.4 变压器过负荷保护................................................ - 17 -致谢.................................................................... - 18 -参考文献.................................................................. - 19 -1 原始资料分析为了计算用电负荷情况，据原始资料中最大有功及功率因数，算出最大无功，得出以下数据:对待建变电站的总体负荷分析，按系统最大运行方式分析情况如下：48(MW)87410595P 35=++++++=∑11(MW)20.60.511.20.732P 10=+++++++=∑)30.12(MV Ar 4.964.342.846.203.105.583.10Q 35=++++++=∑)7.19(MV A 1.240.370.380.750.740.492.250.97Q 10r =+++++++=∑59(MW)P P P 1035110=+=∑)37.31(MV A Q Q Q 1035110r =+=∑由以上式子可以得出：)(67.5612.304812.3048S 2235MW j =+=+=)(14.1319.71119.711S 2210MW j =+=+=69.81(MW)S S S 1035110=+=2 一次部分的相关设计设计中的一次部分设备选择来自于耀伟同学的《焦作市群英110KV 变电站电气（一次部分）设计》，本设计中不详细写出选择设备的相关过程，这里直接写出型号和相关参数。
第2章 变压器的基本作用原理与理论分析
3、油枕 4、高低压绝缘套管 5、油标` 6、起吊孔
1、油箱
2、散热管
7、铭牌
18
大型电力变压器
19
五、变压器的额定值
1 额定容量S N (kVA) : 、
指铭牌规定的额定使用条件下所能输出的视在功率。
2 额定电流I1N 和I 2 N ( A) : 、
指在额定容量下，允许长期通过的额定电流。在三相 变压器中指的是线电流
铁轭
铁芯柱
铁芯叠片
装配实物
11
铁芯各种截面
充分利用空间
提高变压器容量
减小体积。
12
㈡、绕组
变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。
按照绕组在铁芯中的排列方法分为：铁芯式和铁壳式两类 按照变压器绕组的基本形式分为：同芯式和交叠式两种．
1、铁芯式:
（1）、每个铁芯柱上都套有
高压绕组和低乐绕组。为了绝
3 额定电压U1N 和U 2 N (kV ) : 、
指长期运行时所能承受的工作电压（ 线电压）
U1N是指加在一次侧的额定 电压,U 2 N 是指一次侧加 U1N时二次的开路电压对三相变压器指的是线 . 电压.
20
三者关系：
单相 : S 三相 : S
N N
U 1 N I1 N U 2 N I 2 N 3U1N I1N 3U 2 N I 2 N
同理，二次侧感应电动势也有同样的结论。
则:
e2 N 2 d 0 2fN 2 m sin(t 90 0 ) E2 m sin(t 90 0 ) dt
有效值: E2 4.44 fN2m
相量:
E2 j 4.44 fN2m
25
⒉ E1﹑E2在时间相位上滞后于磁通 0 900. 其波形图和相量图如图2—8所示
第2章 变压器的工作原理和运行分析
SN SN ，I 2 N 3U 1 N 3U 2 N
注意！对于三相系统，额定值都是指线间值。
第二节 变压器空载运行
空载：一次侧绕组接到电源，二次侧绕组开路。 一、电磁现象
u1
Φm
i0
Φ 1σ
e1 e1σ
N1
N2
e2
u20
i
二、参考方向的规定
e
i i
e
e
三、变压原理、电压变比
对于变压器的原边回路，根据电路理论有：
u1 i0 r1 e1 e1
空载时 i0r1 和 e1σ 都很小，如略去不 计，则 u1 = - e1 。设外加电压 u1 按 正弦规律变化，则 e1 、Φ 和e2 也都 按正弦规律变化。 设主磁通 m sin t ，则：
u1
Φm
u1
Φm
e1
e2
ωt 0 180° 360°
现在的问题是，要产生上述大小的主磁通 Φm ，需 要多大（什么样）的激磁电流 Im ？
励磁电流的大小和波形受磁路饱和、磁滞及涡 流的影响。
1、磁路饱和对励磁电流的影响
mm mm
i0 tt
00
i0i0 tt
00
i0 i0
tt
tt
磁路不饱和时，i0 ∝φ，其波形为正弦波。
磁路饱和时，i0与φ 不成线性关系，φ越大，磁路 越饱和，i0/φ比值越大，励磁电流的波形为尖顶波。
六、漏抗 漏电势的电路模型与励磁特性的电路模型类似， 只是漏磁通所经路径主要为空气，磁阻大，磁通量 小，磁路不饱和，因此可以忽略漏磁路的铁耗，即 漏电势的电路模型中的等效电阻为零，即漏电势
电机学实验一：单相变压器的特性实验
实验一单相变压器的特性实验一、实验目的通过变压器的空载实验和短路实验，确定变压器的参数、运行特性和技术性能。
二、实验内容1．空载实验（1）测取空载特性I0、P0、cos 0=f(U0)（2）测定变比2．测取短路特性：U K=f(I K)，P K=f(I K)三、实验说明1．实验之前请仔细阅读附录中多功能表的使用说明。
2．实验所用单相变压器的额定数据为：S N=1KVA，U1N/U2N=380/127V。
1) 单相变压器空载实验（1）测空载特性图2-1为单相变压器空载实验原理图，高压侧线圈开路，低压侧线圈经调压器接电源。
本实验采用多功能表测量电路中的电压、电流和功率。
接线时，功率表A相电流测量线圈串接在主回路中，功率表U a接到三相调压器输出端a端上，多功能表U b、U c和U n短接后接到三相调压器输出端N端上，调压器的N端和电网的N端短接。
实验步骤：①请参照图1-1正确接线②检查三相调压器在输出电压为零的位置，然后合上实验台上调压器开关，逐渐升高调压器的输出电压，使U0（低压侧空载电压）由0.7U2N（0.7*127V=90V）逐步调节到1.1U2N (1.1*127V=150V)，中间分数次（至少7次）测量出空载电压U0，空载电流I0及空载损耗P0，测量数据记入表1-1。
* 在额定电压测量出一组空载数据。
* U0，I0，P0 可以从三相多功能表直接读取。
* 注意实验时空载电压只能单方向调节。
③实验完毕后，调压器归零，断开调压器开关。
（2）测定变比变压器高压侧绕组开路，低压侧绕组接至电源，经调压器调到额定电压U2N，用万用表测出高压侧、低压侧的端电压，从而可确定变比K。
接线图可直接用变压器空载实验接线图。
2) 单相变压器短路实验实验接线原理如图1-2所示，低压线圈短路，高压线圈经调压器接至电源。
实验步骤：①请参照实验接线图1-2正确接线②检查三相调压器在输出电压为零的位置，然后合上实验台上调压器开关，缓慢调高电压，使短路电流由1.2I1N（ 1.2*2.63A=3.15A）升高到0.5I1N（0.5*2.63A=1.31A），中间分数次（至少5次）测量短路电压U K，短路电流I K及短路损耗P K，测量数据记入表1-2中。
变压器空载试验的结果分析与判断
变压器空载试验的结果分析与判断变压器空载试验是对变压器在无负荷状态下的特性进行的一种重要试验。
通过该试验，可以评估变压器的空载损耗、铁损以及其它与负载无关的特性参数。
本文将对变压器空载试验的结果进行分析与判断。
一、试验目的变压器空载试验的主要目的是测量变压器在无负荷状态下的电流、电压、功率等参数，以评估变压器的性能和运行状态。
通过空载试验可以得到如下信息：1. 空载电流及其波形：通过测量空载电流及其波形，可以了解变压器的阻抗特性、短路容量以及铁心饱和情况。
2. 空载电压及其波形：通过测量空载电压及其波形，可以评估变压器的耐振性能、缺损程度以及绝缘状况。
3. 空载功率及其损耗：通过测量空载功率和损耗，可以推测变压器的负载损耗和总损耗，并检验变压器的绝缘性能。
4. 温升：通过测量变压器在空载状态下的温升情况，可以评估变压器散热性能和负载能力。
二、试验步骤变压器空载试验通常按照以下步骤进行：1. 检查试验设备和仪器的正常工作状态，并进行校验和调整。
2. 将变压器的低压侧短路，高压侧接通电源电压。
3. 根据设计要求，逐步提高电压，记录相应的电流和功率数据。
4. 持续监测试验中的温升情况。
5. 试验完成后，将变压器恢复至正常运行状态。
三、试验结果分析1. 空载电流分析：空载电流主要包括无功电流和铁损电流。
无功电流是由于变压器磁化和电容效应产生的，通常应小于额定电流的5%。
铁损电流是由于变压器铁心磁化过程中的能量损耗产生的，在额定电流的条件下，铁损电流应当稳定。
2. 空载电压分析：空载电压应稳定，波形应符合标准要求。
如有明显畸变或波形不规则，可能存在绝缘损坏或供电不稳定等问题。
3. 空载功率与损耗分析：空载功率和损耗应较小，不应超过设计要求。
如果空载损耗较大，说明铁心存在异常，或者绝缘材料老化、损坏等问题。
4. 温升分析：空载试验期间的温升应稳定且不超过额定值。
若温升过高，则可能存在绝缘材料老化、通风不良等问题。
电机学(牛维扬第二版) 专升本必用,课后答案加详细解答
电机学（牛维扬第二版）专升本必用，课后答案加详细解答电机学（牛维扬第二版）专升本必用，课后答案加详细解答第一部分变压器电力变压器的促进作用：一就是转换电压等级（缩写变压），以利电能的高效率传输和安全采用，这就是变压器的基本促进作用；二就是掌控电压大小（又称调压），以确保电能质量，这就是电力变压器必须满足用户的特定功能。
第一章习题解答（page14）1-1变压器就是依据什么原理工作的？变压原理就是什么？【求解】变压器就是依据电磁感应原理工作的。
变压原理如下：当外加交流电压u1时，一次侧电流i1将在铁心中建立主磁通φ，它将在一、二次侧绕组中感应出主电动势e1??n1d?d?和e2??n2，于是二次侧绕组便有了电压u2，负载时它流过电流i2，由于dtdt工作时u2?e2，u1?e1，因此，当一、二次侧绕组的匝数n1、n2不相等时，则可获得与一次侧数值不同的二次侧电压，此即变压原理。
本题知识点就是变压器的工作原理。
它还牵涉以下术语。
变压器的变比k?e1n1u1??。
k?1时称作升压变压器，k?1时称作降压变压器。
e2n2u2接电源的绕组称作一次两端绕组，它稀释电功率u1i1；直奔功率的绕组称作二次两端绕组，它输入电功率u2i2；电压等级低或匝数多或电流大或电阻小或出线套管低而且间距的绕组称作高压绕组；反之就称作扰动绕组。
特别注意！！低、扰动绕组和一、二次绕组就是相同的概念，不容混为一谈。
1-4铁心在变压器中起什么作用？为什么要用两面涂漆的硅钢片叠成？叠片间存在气隙有何影响？【解】铁心的作用是传导变压器的工作主磁通，同时兼作器身的结构支撑。
铁心叠片的目的是减小交变磁通其中引起的铁耗。
叠片间存在气隙时，主磁路的导磁性能将降低，使激磁电流增大。
1-5变压器油有什么作用？【求解】变压器油的促进作用存有两个：一就是强化绕组绝缘；二就是加热。
1-6变压器的额定值有哪些？一台单相变压器额定电压为220/110，额定频率为50hz，表示什么意思？若此变压器的额定电流为4.55/9.1a，问在什么情况下称为变压器处于额定运行状态？【求解】①额定值存有：额定容量sn，va或kva；额定电压u1n和u2n，v或kv，三相指线电压；额定电流i1n和i2n，a或ka，三相指线电流；额定频率fn等。
第2章变压器
2.1 变压器的工作原理
1. 电压变换 一次侧电路 E1 =－j4.44 N1f Φm
+ i1
U1 = －E1 + (R1 + jX1) I1 = －E1 + Z1I1
※ R1 ：一次绕组电阻。
u1
－
－ e1 ＋
i2 ＋ ＋ e2 ZL u2 － －
图形符号表示的电路图
X1 ：一次绕组漏电抗。 Z1 ：一次绕组漏阻抗。 忽略 Z1 ，则 U1≈－E1
大连理工大学电气工程系
第 2 章 变压器
2.3 变压器的运行分析
一、等效电路
将匝数为N2的实际二次绕组用匝数为N1的等 效二次绕组来代替。代替时保持磁通势和功率不 变。
二次绕组的折算公式：
1. 折算后的二次绕组电流 磁通势不变： N1I2' = N2I2 N2 I2 I2' = N I2 = k 1
大连理工大学电气工程系
2.3 变压器的运行分析
2. 折算后的二次绕组电压和电动势 输出视在功率不变： U2'I2' = U2 I2 I2 U2' = U2 = kU2 I2' 匝数相同： E2'= E1 = kE2
大连理工大学电气工程系
2.3 变压器的运行分析
3. 折算后的二次绕组漏阻抗和负载阻抗 有功功率不变
大连理工大学电气工程系
2.2 变压器的基本结构
(2) 低压绕组额定线电流 SN I2NL = I2N = 3 U1N 500〓103 = A 26.24 A 3 1.732〓11〓10 因低压绕组为△形联结，额定相电流为 I2NL 26.24 = A 15.15 A I2NP = 3 1.732
变压器运行时二次侧电压的变化
变压器运行时二次侧电压的变化
对于负载的变压器来说，其二次侧的方程为U2=E2-I2(R2＋jX2σ)，E2=4.44f N2Фm, 由一次侧(电源)电压U1等量打算，所以U2会随负载电流的变化而变化。
这种变化反映了变压器输出电压的稳定与否，一般用电压调整率来描述。
一.电压调整率ΔU当一次侧电压不变时，变压器从空载到负载其二次侧电压变化的数值与负载电流的大小和负载的性质(即负载的功率因数cosφ2)以及变压器本身的参数有关。
一次侧加额定电压U1N时，变压器空载时的二次侧电压U20(即是U2N)与额定负载时的二次侧电压U2之差值(U20-U2)与二次侧额定电压U2N之比值定义为电压调整率。
ΔU=[(U20-U2)/U2N]×100%
ΔU=[(U2N-U2)/U2N]×100%
ΔU=[1-U2*]×100%
ΔU=[k(U2N-U2)/(kU2N)]×100%
=[(U1N-U2')/U1N]×100% 有用公式
ΔU= β（Rk*cosφ2+Xk*sinφ2）ΔU是变压器的重要性能指标。
它与3个因素有关: (1)负载大小，用负载系数β来反映；(2)负载性质，用cosφ2来表示；(3)变压器本身的漏阻抗，Rk*和Xk*来表示。
当为感性负载时，φ2为正ΔU0。
当为容性负载时，φ2为负ΔU通常为负(个别状况为正值或0值)。
二.外特性一次侧电压为额定电压，负载功率因数cosφ2为常数时，二次侧电压(一般用标幺值)随负载系数β(负载电流标幺值)的变化曲线。
运行中变压器的异常原因分析与处理
运行中变压器的异常原因分析与处理一、引言变压器是电力系统中不可或缺的重要设备，它承担着将高压输电线路的电能转变为低压供电线路所需的功能。
而变压器在长时间的运行中，难免会出现一些异常情况，可能会导致设备的损坏甚至造成事故，因此对于运行中变压器的异常原因进行分析并采取相应的处理措施显得尤为重要。
本文将就运行中变压器的异常原因进行详细的分析，并提出对应的处理方法，以期能够帮助相关从业人员更好地保障电力系统的安全稳定运行。
二、异常原因分析1. 变压器过载变压器过载是指变压器长时间工作在超过其额定负荷范围的工况下，这是导致变压器异常的一种常见原因。
变压器过载可能是由于系统负荷增加导致变压器的额定容量不足，也可能是由于变压器内部散热不良、冷却系统故障等原因导致的。
过载会引起变压器内部温度升高，从而导致绝缘材料老化，严重时甚至引发绝缘击穿，造成变压器的损坏。
处理方法：针对变压器过载问题，首先应对变压器的负荷情况进行合理规划和管理，避免长时间处于过载状态。
应保证变压器冷却系统的正常运行，定期清洗、检查冷却器、风机，确保其通风良好。
对于额定容量不足的情况，可以通过增加变压器容量或者分流负载来解决。
2. 绝缘老化变压器的绝缘系统是确保变压器正常运行的重要组成部分，而绝缘老化是导致变压器故障的另一常见原因。
绝缘老化可能是由于变压器长时间工作在高温状态下导致的，也有可能是由于潮湿、污染、电气应力等因素导致的。
处理方法：对于绝缘老化问题，首先应定期对变压器的绝缘系统进行检测和维护，定期检查变压器绝缘油的情况，确保其绝缘性能符合要求。
应保持变压器周围环境的清洁和干燥，避免绝缘系统被潮湿、污染等因素影响。
对于已经老化的绝缘部件，可以考虑更换或修复。
3. 短路变压器短路是指变压器内部或者与外部电路之间发生短路故障，短路可能由于绝缘损坏、绝缘击穿、涌入电压过高等原因引发。
短路会导致变压器内部电磁力和热力急剧增加，从而引起线圈和绝缘材料的损坏，甚至严重时引发火灾。
变压器的运行维护和故障处理范文（二篇）
变压器的运行维护和故障处理范文一、引言变压器是电力系统中一种重要的电力设备，用于提供不同电压等级的电力供应。
变压器的正常运行对于电网的稳定运行至关重要。
为了确保变压器的正常工作，需要进行定期的运行维护和故障处理。
本文将对变压器的运行维护和故障处理进行详细介绍。
二、运行维护1. 温升检查变压器的温升是变压器正常运行的重要指标，过高的温升会导致变压器损坏。
因此，定期检查变压器的温升情况是必要的。
可以通过测量变压器的冷却器进出口温度差来判断变压器的温升情况，一般应保持在规定范围内。
2. 绝缘检查变压器的绝缘状态直接影响其安全运行。
因此，需要定期检查变压器的绝缘性能。
可以采用绝缘电阻测量仪对变压器的绝缘电阻进行测量，保证其在允许范围内。
3. 油浸变压器油质检查油浸变压器的油质对于变压器的运行十分重要。
油质检查包括油质外观检查和油质指标检查。
外观检查可以通过观察油质是否混浊，有无悬浮物，是否有异味等来判断。
指标检查则是通过测量油质的酸值、水分含量、溶解气体含量等指标来评估油质的好坏。
4. 冷却器清理冷却器是变压器散热的重要设备，如果冷却器堵塞或受到污染，会导致变压器温度升高，影响其正常运行。
因此，定期清理冷却器是必要的。
可以采用高压水枪或气动清扫器清洗冷却器的内部和外部。
5. 潮湿环境的防护如果变压器安装在潮湿的环境中，容易导致变压器绝缘性能下降。
因此，在潮湿环境中，需要采取措施对变压器进行防护。
可以采用防雨棚、防潮剂等方式进行防护。
三、故障处理1. 故障判断发现变压器故障的第一步是进行故障判断。
可以通过观察变压器的运行状态，如噪声、振动、温度升高等来判断是否存在故障。
同时，还可以通过测量电压、电流、温度等参数来获取更多的故障信息。
2. 故障排查故障排查是找出变压器故障的关键步骤。
可以采用以下方法进行故障排查：（1）检查继电器和开关的正常工作情况，是否存在接触不良等问题。
（2）检查绝缘状态，如绕组绝缘、油纸绝缘等，是否存在绝缘击穿或老化。
第2章单相变压器的运行原理
近于90°。因此，变压器空载时的功率因数很低，一般
cosφ0≈0.1~0.2，故应尽量避免空载运行。
第2章 单相变压器的运行原理
【例2-1】 一台三相变压器, SN=31 500 kV·A，U1N=110 kV, U2N=10.5 kV，Y、d 接法，原边绕组每相的电阻r1=1.21Ω， x1=14.45Ω，rm=1439.3 Ω，xm=14 161.3 Ω，试求：
即 Y, d 连接
k U1N 3U 2N
(2-18)
D, y 连接 Y, y连接
k 3U1N U 2N
k U1N U2N
(2-19) (2-20)
第2章 单相变压器的运行原理
2.1.4 空载时的等值电路和相量图 1. 空载时的等值电路 变压器空载运行时，既有电路，又有电和磁的相互联系，如
功功率，用来补偿铁芯中的铁损耗pFe以及极小量绕组的铜损耗
pCu
r1I
2 0
。由于空载电流I0很小，且r1也很小，故空载损耗近似
等于铁损耗，即P0≈pFe。
铁损耗pFe是交变磁通 在铁芯中造成的磁滞损耗和涡流损
耗的总和，它的测定将在2.3.1空载试验一节中进行叙述。
空载损耗一般约占变压器额定容量的0.2%~1%，由于电力变
m 一个角αFe。
第2章 单相变压器的运行原理
(4) 根据式(2-14)，在 E1 上加画与 I0 平行的 I0r1 和与 I0 垂直的 jI0 x1 ，叠加 E1、I0r1 jI0 x1 相量即得 U1 。由于 I0r1和 jI0 x1 很小，为了看清楚，图中有意将其放大了许多倍。
从例2-1
变压器允许最大电流
630KVA变压器，低压侧额定电压400V，根据容量S＝1.732*电压*电流可以计算出额定电流I＝6300/(1.732*400)＝9.1千安＝9100安每相最大能承受的长期电流就是9100A允许短时间内过负荷运行，允许的量与时间及负荷率成反比，最大允许2小时内过负荷20%。
也就是最大允许2小时内承受9100*（1+20%）＝10900安的电流。
建议不要经常性过负荷使用，因为过负荷使用会导致变压器使用寿命会严重下降。
I=P/1.732/U由于变压器输出是400V所以就是630/1.732/0.4=909A变压器能带多少负载，决定于你的负载的性质。
也就是大家说的功率因素。
按一般考虑为K=0.8。
变压器的功率是视在功率S，你的负载所消耗的功率是有功功率P。
他们的关系是：P=K*S。
所以通过补偿可以提高功率因素K。
变压器可以提高他输出的有功功率P教学方式：讲练结合教具：被测变压器（10/0.4kV）一台；功率表（cosφ=0.1）三只；电流表三只；平均值电压表、有效值电压表、频率表各一只；导线若干；工具若干课时：4+4教学过程项目二：变压器的工作原理、损耗、铭牌和实验变压器的工作原理、损耗、铭牌和实验（知识点部分）课题引入：为什么要高压输电？电能从发电厂输送到用户，输电线路电阻R X的损耗Δp X取决于通过输电线上的电流l的大小令输送到用户的功率P=UIcosф输出电线上的功率损耗：Δp X=I2R X=（P /Ucosφ）2ρL/S=C*1/U2Sρ-输电线材料的电阻系数 S-输电线的截面积U-输电线路负载端电压 C= P2ρL/cos2ф为常数说明：若S一定.U升高，损耗ΔP X减少，若ΔP X一定. U 升高，S 减小，故可节省材料，则提高送电电压U ，可达到减少投资和降低运行费用的目的。
变压器的概念：变压器是一种静止的电气设备。
它利用电磁感应原理，把输入的交流电压升高或降低为同频率的交流输出电压，满足高压送电、低压配电及其他用途的需要。
变压器空载试验的结果分析和判断
变压器空载试验的结果分析和判断变压器是电力系统中必不可少的电气设备之一，用于改变电压的大小和功率的传输。
在变压器的安装和运行之前，必须进行各种试验以确保其正常工作。
其中，空载试验是变压器试验中的重要环节之一，用于检测变压器在空载条件下的性能和参数。
一、试验原理和方法空载试验是在变压器的二次侧开路的情况下进行的，主要目的是检测变压器的铁核损耗和空载电流。
试验中，一端连接高压侧，另一端连接低压侧，断开低压侧的负载，使变压器处于没有负载的情况下运行。
在进行试验之前，需要计算和设置合适的电压和电流值。
电压值应根据变压器的额定容量和绕组电压比来确定，通常为额定电压的2%~3%，以便于准确测量变压器的参数。
电流值则取变压器的额定电流的1%~5%，以确保试验过程的安全性。
二、试验结果分析1. 铁损耗测量结果铁损耗是指变压器在工作中由于铁心材料导致的能量损耗。
通过空载试验可以准确测量变压器的铁损耗，根据实测数据可以计算得到变压器的铁损耗。
在试验过程中，应测量变压器的输入功率和电压，并记录下来。
通过计算输入功率和电压的乘积，可以得到变压器的铁损耗。
根据变压器的额定容量和设计参数，可以将铁损耗与理论值进行比较，以评估变压器的性能。
2. 空载电流测量结果空载电流是指变压器在没有负载情况下所消耗的电流。
在空载试验中，测量变压器的空载电流可以用于评估变压器的负载能力和运行状态。
通过空载试验可以准确测量变压器的空载电流，并记录下来。
根据变压器的额定容量和额定电流值，可以将实测的空载电流与理论值进行比较。
如果实测值偏离理论值较大，可能说明变压器存在过载或其他负载不均衡等问题。
三、试验结果判断根据空载试验的结果，可以对变压器的性能和运行状态进行初步的判断。
1. 铁损耗结果判断通过比较空载试验得到的铁损耗与理论值的差异，可以初步判断变压器的铁芯质量和损耗情况。
如果实测值与理论值接近或相符，说明变压器的铁芯材料质量良好，没有明显的质量问题。
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第二章 变压器的运行分析
7. 变压器空载运行的等效电路
I0 I0a I0r I 0 a G0 ( E1 ) I jB ( E )
0r 0 1
I
0
R1
jx1
U
1
E1G0
-jB0
I 0a
I 0r
所以
I 0 E1 (G0 jB0 ) I0 G0 ( jB0Z ) E1 I 0Rm 2 jX)m ) I00 2 I 0 2m (( G0 B02 G0 B0 G0 jB0
第二章 变压器的运行分析
假设： Φ=Φmsin t
Φm 为主磁通幅值
d N 1 m cos t E1m sin(t ) e1 N 1 dt 2 d N 2 m cos t E 2 m sin(t ) e2 N 2 dt 2
第二章 变压器的运行分析
5.3 考虑铁磁材料的磁滞影响
Φ
如果i0与Φ 同相位，则： 当Φ =0， i0 =0，无损耗。 但当i0交变，主磁通随时间 变化与i0的关系、如左图所 示为磁滞回线。
i0
Φr
-i0
0
i0 =0， Φ =Φ r（剩磁）
Φ =0， i0为负值，说明i0与 Φ 不同相位，有涡流损耗
从相量图可知：
I 0a与( E1)同相位 从电网吸收有功功 率 供铁耗用；0r 落后( E1)90° 从电 I
I1R1
E1
0
E2 U 20
E1
I0
m
网吸收滞后性无功功率
建立磁场；
因为空载功率因数很小，所以变压器空载运行时从 电源吸收很大的滞后性无功功率。
E1 4.44 f N 1
m
U 1 E1 4.44 f N 1
m
U1 E1 I m Z m I m X m
漏电抗： x1= N12Λ
S1
m
激磁电抗： xm= N12Λ
第二章 变压器的运行分析
五、励磁电流
由 U E1 4.44 f N 1
m
可知，当电源电压随时间按正弦规律变化， 则电动势、磁通必定都按正弦规律变化。根 据铁磁材料的磁化曲线可知，磁通和励磁电 流成饱和曲线关系，即
f (i0 )呈非线性关系。
0
第二章 变压器的运行分析
i0
5.1 铁心饱和的影响
根据磁路欧姆定律 Rm N1i0 Fe S l ( l N1 )i0 Ci0 Rm Fe S 当计磁路饱和时，随着 Fe C i0
第二章 变压器的运行分析
磁滞回线
5.3 考虑铁磁材料的磁滞影响
U 1 E1
I 0a
0
0
I0
α
所以空载电流并非纯无功功率， 它除无功分量外，还含有一定的有 功分量以供磁滞损耗。
m
可见i0超前Φ m一个相
I 0r
E 2 U 20
E1
位角。
是i0超前Φ m的相位角，
第二章 变压器的运行分析
7. 变压器空载运行的等效电路
I0
R1
jX 1
U1
E1
Rm jX m
结论：
Rm——励磁电阻,它是反映变压器铁耗大小的等效电
阻，不能用伏安法测量。 Xm——励磁电抗， m N 2 m X 反映了主磁通对电路的电磁效应。
第二章 变压器的运行分析
7. 变压器空载运行的等效电路
第二章 变压器的 运行分析
主讲：张建辉
第二章 变压器的运行分析
2-1 变压器各电磁量正方向
2-2 变压器空载运行
2-3 变压器负载运行 2-4 标幺值 2-5 变压器参数的测定
2-6 变压器的运行性能
第二章 变压器的运行分析
2-1 变压器各电磁量正方向
变压器中各个电磁量的大小和方向都随时 间交变，选好正方向，才能列写相量式。 正方向是人为规定的，有任选性，而各电 磁量的实际方向都由电磁定律决定。
三、感应电动势与变压器变比
E1 4.44 f N 1 m N1 变压器变比： K E2 4.44 f N 2 m N2
Ù1=－Ė1－Ės1+ÌR1 0
因为 I0 R1≈0.2%E1、ES1≈0.1%E1 ，I0 R1、 ES1
可忽略。
U 1 U1 E1 K U2 E2 U 2
第二章 变压器的运行分析
四、变压器空载运行基本方程式
1、Ù1=－È1 + ÌZ1 (Z1 = R1+ jX1) 0 2、Ù20 = È2 3、È1 = kÈ2
4、È1 = －ÌZm 0
5、Ì = Ì 1 0
(Zm = Rm+ jXm)
第二章 变压器的运行分析
注意
U 1 U1 E1 K U2 E2 U 2
主磁通脉振在原边、副边感应电动势，使
无电路连接的原边、副边绕组有磁耦合。
第二章 变压器的运行分析
变压器空载运行示意图
m
E s1
A
U1
I1
*
s1
I 2 =0
E2
x
E1
U2
N1 N2
X
*
a
第二章 变压器的运行分析
二、主磁通和漏磁通
2、主磁通与漏磁通比较
第二章 变压器的运行分析
2-1 变压器各电磁量正方向
① 取磁通Φ与电动势е的正方向符合右螺旋关 系（参考正方向） 当dΦ/dt>0，由楞次定律可知此时е的实际方 向应与正方向相反， 则：е1= －N1dΦ/dt。
第二章 变压器的运行分析
2-1 变压器各电磁量正方向
d 当 0 时 dt
i0
e1
漏磁通数量远远小于主磁通，约为0.2%Ф，因为漏磁通 磁路磁阻大。漏磁通不传递能量。
原边漏磁通： 主要通过非磁 主磁通Φ 性介质（空气 或油），仅与 原绕组相交链。 漏磁通Φs1
磁路 走向 铁芯
量 传递 值 能量 大 能
空气 小 不能 变压器油
第二章 变压器的运行分析
三、感应电动势与变压器变比
根据电磁感应定律，当Φ 和Φ S1随时间变 化时，分别在它们所交链的绕组内感应电动势： 原边： е1= － N1dΦ/dt еS1= －N1dΦS1/dt 副边：е2 = －N2dΦ/dt
称为铁耗角。
i0分为有功电流I0a和纯无功电流I0r。I0r也称
为变压器磁化电流。
第二章 变压器的运行分析
5.3 考虑铁磁材料的磁滞影响
U 1 E1
I 0 I 0a I 0 r
I 0a
0
0
I0
α
2 2 I 0 I 0a I 0 r
I 0r
E 2 U 20
wt
第二章 变压器的运行分析
空载励磁电流波形
由于铁磁材料具有饱和现象， B-H是曲线不是直线， Φ为正 弦波时，i0为尖顶波， Φ为平 顶波时，i0为正弦波。 i0
i01
wt i03
尖顶波可用付氏级数分解为基波，三次 谐波，五次谐波等一系列奇次谐波。
分析变压器的功率关系时，一般用等效正弦波 （基波）代替尖顶波的空载电流。 若忽略铁耗，等效正弦波 i0 与主磁通Φ同相位而 超前e1 90°，i0为纯无功电流，无损耗。
Rm 、Xm都随磁路的饱和程度增加而减小。磁路饱 和 Fe X m i0 ，X m>Rm>>X1>R1 ，
Zm Z1，一般 I 0 (0.02 ~ 0.1) I1 N
X1是与一次绕组漏磁通对应的电抗； Xm是与主磁通对应的电抗。 X1是常数，Xm与磁路饱和有关，是一个变 化量。
规定正方向 es1
е1的实际方向与正方向相 反， е1产生的电流是阻碍 Φ增加的。
Φ i0
е
第二章 变压器的运行分析
② 原边接电网，i1与u1方向相同，说明变压器从电源吸收
电功率。这样规定i1与u1方向称为“电动机惯例”。 ③ i2与u2方向相同，输出电功率。 称为“发电机惯例”。 ④ 副边Φ 和е 2也符合右手螺旋关系。
Φ
根据基尔霍夫第二定律，
瞬间原边电动势平衡方程式：
i1 e1 u1 e s1
i2
a
e2 u20
x
u1 =－e1－es1+ i0R1
向量形式: Ù1=－Ė1－Ės1+ÌR1 0
2-2 变压器空载运行
一、空载时的物理现象 二、主磁通和漏磁通 三、感应电动势与变压器变比 四、变压器空载运行基本方程式 五、空载电流波形 六、空载相量图 七、空载时等效电路
结论：
(1)当磁通为正弦波，由于此路饱和，励磁 电流为尖顶波。 (2)磁通与励磁电流同相位。 (3)励磁电流可以分解为基波和三次谐波。
第二章 变压器的运行分析
空载励磁电流波形
1、认为i0与Φ同相位
Φ Φ
变压器磁化 曲线
0 tt t 1 2 3
wt
0
Φ,i0 i0 Φ
0
t1 t2 t3
0
i0 i0
wt
有效值：
2f
E1
2
2 2 E2 f N 2 m 4.44 f N 2 2
f N 1 m 4.44 f N 1
m
m
写成相量形式：
E1 j 4 44 fN 1 m E2 j 4 44 fN 2 m
漏磁通感应电动势