电力变压器基础知识

（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。
（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》）。

(6) 短路损耗（负载损耗） 又称铜损，是指将变压器的二次绕组短路，一次绕组 的电流为额定电流时，变压器绕组导体所消耗的功率， 单位为W或kW 实际运行变压器的铜损主要决定于负荷电流的大小。 (7) 阻抗电压百分比 U K % （%） 把变压器接于试验电源上，二次绕组短路，变压器的 一次绕组通过调压器逐渐升高电压，当二次绕组的短 路电流等于额定电流时，测量一次绕组实际加入的电 压值为阻抗电压，阻抗电压与额定电压的百分比，即 为阻抗电压百分比。该值与变压器容量有关，容量越 大，阻抗电压百分比亦相应较大。
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。
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。
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。
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
电力变压器基础知识
韩学志Baidu Nhomakorabea2010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。
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。
（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。
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.
（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。

2、绕组（线圈）： 绕组是变压器的电路部分，用绝缘铜线或铝线绕制而 成 。绕组是电流的载体，产生磁通和感应电动势。 按与电源和负载连接情况分： 与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组； 与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组。 按工作电压高低情况分： 高压绕组：工作电压高的绕组； 低压绕组：工作电压低的绕组。 绕组有同心式和交叠式。 同心式绕组：高低压绕组在同一芯柱上同轴心排列，低 压绕组在里，高压绕组在外，便于与铁芯绝缘，结构 较简单。 交叠式绕组：高低压绕组分成若干部分形似饼状的线圈， 沿芯柱高度交错套装在芯柱上。
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
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

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
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。
(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