电力变压器(变换交流电压传输交流电能的静止电气设备)

大尸兄 — Sun, 27 Nov 2022 18:11:11 +0000

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。

简介

变压器是用来变换交流电压、电流而传输交流电能的一种静止的电器设备。它是根据电磁感应的原理实现电能传递的。变压器就其用途可分为电力变压器、试验变压器、仪用变压器及特殊用途的变压器：电力变压器是电力输配电、电力用户配电的必要设备；试验变压器对电器设备进行耐压（升压）试验的设备；仪用变压器作为配电系统的电气测量、继电保护之用（PT、CT）；特殊用途的变压器有冶炼用电炉变压器、电焊变压器、电解用整流变压器、小型调压变压器等。

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。较为节能的电力变压器是非晶合金铁心配电变压器，其最大优点是，空载损耗值特低。最终能否确保空载损耗值，是整个设计过程中所要考虑的核心问题。当在产品结构布置时，除要考虑非晶合金铁心本身不受外力的作用外，同时在计算时还须精确合理选取非晶合金的特性参数。

作用

电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。变压器的作用是多方面的不仅能升高电压把电能送到用电地区，还能把电压降低为各级使用电压，以满足用电的需要。总之，升压与降压都必须由变压器来完成。在电力系统传送电能的过程中，必然会产生电压和功率两部分损耗，在输送同一功率时电压损耗与电压成反比，功率损耗与电压的平方成反比。利用变压器提高电压，减少了送电损失。

变压器是由绕在同一铁芯上的两个或两个以上的线圈绕组组成，绕组之间是通过交变磁场而联系着并按电磁感应原理工作。变压器安装位置应考虑便于运行、检修和运输，同时应选择安全可靠的地方。在使用变压器时必须合理地选用变压器的额定容量。变压器空载运行时，需用较大的无功功率。这些无功功率要由供电系统供给。变压器的容量若选择过大，不但增加了初投资，而且使变压器长期处于空载或轻载运行，使空载损耗的比重增大，功率因数降低，网络损耗增加，这样运行既不经济又不合理。变压器容量选择过小，会使变压器长期过负荷，易损坏设备。因此，变压器的额定容量应根据用电负荷的需要进行选择，不宜过大或过小。

发展历史

在过去十年的发展中，我国电力建设快速发展，成绩斐然。其中，发电装机容量高速增长，电网建设速度突飞猛进，电源结构调整不断优化，技术装备水平大幅提升，节能减排降耗效果显著，电力建设实现了跨越式发展。这为我国经济社会平稳较快发展提供了强大动力，对改善人民生活起到了重要支撑和保障作用。

国家统计局数据显示，2007-2011年，电力变压器制造行业的销售规模不断扩大，销售收入每年以13%以上的速度增长，2011年销售收入达到1784.36亿元，同比增长16.53%；实现利润总额102.14亿元，同比减少5.43%。总体来看，2011年，中国电力变压器制造行业发展稳定，但盈利能力有所下滑。出于全球经济环境的考虑，我国未来可能会加大可再生能源的比例。国网、南网都在研究轻型直流，这些都是新的趋势，将为变压器行业带来新的发展领域。并且电力变压器在市场上的发展和使用越来越广泛，在技术上和质量上其中一些知名企业也脱颖而出例如一开投资集团多年来公司一直致力于民族电气工业的发展，与众多科研院所、高校及国际行业巨头建立紧密的合作，设立了“上海一开电器科学研究所”，专业研发、生产输配电控制设备、高低压电器元件、智能电气等产品，先后开发了“智能型PLC控制总屏”及“智能型成套开关总控”等各种高、低压电器元件；与沈阳变压器研究所合作，研发、生产高低压变压器产品，先后开发了S（B）H15-M、S（B）H16-M型非晶合金卷铁芯电力变压器，SC9、SCB9、SC10、SCB10系列树脂绝缘干式变压器，SG10型H级绝缘干式电力变压器，SGB11-R卷铁芯H级非包封线圈干式电力变压器，10kV级S9、S11系列油浸式电力变压器，35kV级S9-□-□系列油浸式电力变压器等系列产品并同时研发生产了变压器生产用箔式绕线机、非晶合金剪切机、高低压绕线机等专用机械设备；与美国通用公司（GE）强强联手，打造亚太地区最大、最专业的船用开关设备及低压电气设备，先后开发了GEA plus2.0、Modula plus、Modula630k、船用变压器、船用箱式变电站、船用电气自动化设备、隧道专用配电柜等系列产品。

发展前景

1、中频变压器产量大、价格低，并以出口为主，出口带动其快速发展。目前我国电子系统内企业中频变压器的行业平均价格为0.626元/只，但多数企业的平均出厂价在0.20～0.30元/只之间，高者在1元/只左右。

2、电源变压器市场需求旺盛。电源变压器是劳动密集型产品，并以用户定制生产为主，近几年来国内外市场需求旺盛，成为发展迅速的热门产品。而印度将增长25%。通信、计算机、消费类电子产品是其三大主力市场，其中通信需求的增长将起很大的推动作用，现全球电源变压器年需求已超过百亿美元，并向表面安装、高功率和高压方面发展。

非晶合金变压器若能完全替代新S9系列配变，如10kV级配电变压器年需求量按5000万kVA计算时，那么，一年便可节电100亿kWh以上。同时，还可带来少建电厂的良好的环保效益，少向大气排放温室气体，这样会大大地减轻对环境的直接污染，使其成为新一代名副其实的绿色环保产品。总之，国家在城乡电力网系统发展与改造中，若能大量推广采用三相非晶铁芯配电变压器产品，其最终会获得节能与环保两方面的效益。

分类

电力变压器按用途分类：升压（发电厂6.3kV/10.5kV或10.5kV/110kV等）、联络（变电站间用220kV/110kV或110kV/10.5kV）、降压（配电用35kV/0.4kV或10.5kV/0.4kV）。

电力变压器按相数分类：单相、三相。

电力变压器按绕组分类：双绕组（每相装在同一铁心上，原、副绕组分开绕制、相互绝缘）、三绕组（每相有三个绕组，原、副绕组分开绕制、相互绝缘）、自耦变压器（一套绕组中间抽头作为一次或二次输出）。三绕组变压器要求一次绕组的容量大于或等于二、三次绕组的容量。三绕组容量的百分比按高压、中压、低压顺序有：100/100/100、100/50/100、100/100/50，要求二、三次绕组均不能满载运行。一般三次绕组电压较低，多用于近区供电或接补偿设备，用于连接三个电压等级。自耦变压器：有升压或降压二种，因其损耗小、重量轻、使用经济，为此在超高压电网中应用较多。小型自耦变压器常用的型号为400V/36V（24V），用于安全照明等设备供电。

电力变压器按绝缘介质分类：油浸变压器（阻燃型、非阻燃型）、干式变压器、110kVSF6气体绝缘变压器。

电力变压器铁心均为芯式结构。

一般通信工程中所配置的三相电力变压器为双绕组变压器。

双绕组电力变压器的接线组别

三相变压器和三相变压器组可连接成星形、三角形、曲折形，在高压侧分别用Y、D、Z符号表示，在低压侧分别用y、d、z符号表示，有中性点引出时高压用YN、ZN符号表示，低压用yn、zn符号表示。根据三相绕组的不同接线组合，可有12种接线组别。但是为了制造及使用的方便，我国原规定了5种接线组别：Y，Yn0（Y/Y0-12）；Y，Yn（Y/Y-12）；YN，Yn（Y0/Y-12）；Y，d11（Y/△-11）；YN，d11（Y0/△-11）。

Y，Yn0（Y/Y0-12）：用于配电变压器。一、二次绕组均为星形接线，二次绕组为中性点接地方式。

YN，d11（Y0/△-11）用于高压输电线路，使电力系统的高压侧有可能接地。

Y，zn11：一次绕组为星形接线，二次绕组为中性点接地的曲折形接线（属星形接线）方式。

但上述几种接线未包括D，yn11。在通信行业、城市电网、工矿企业及民用建筑10/0.4/0.23kV的配电系统中，多年来一直采用国家定型产品Y，Yn0接线的三相变压器，是沿袭原苏联以前采用的标准。但从国外引进技术生产的配电变压器有二种接线方式（D，Yn0；D，yn11），国内外资企业所选用的变压器及多数国家的配电变压器均采用D，Yn11接线。

我国国家标准JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》对变压器接线组别的选用有以下规定：

具有如下情况之一者，宜选用接线组别为D，Yn11型变压器：

三相不平衡负载超过变压器每相额定功率15%以上者。

需要提高单相短路电流值，确保低压单相接地保护装置灵敏度者。

需要限制三次谐波含量者。

供电方式

10KV高压电网采用三相三线中性点不接地系统运行方式。

用户变压器供电大都选用Yyn0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。

主要部件

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）。

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。

电力变压器主要有：

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。

D、防爆管：防止突然事故对油箱内压力聚增造成爆炸危险。

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105℃；（即环境温度为40℃时），上层温度不得超过95℃，通常以监视温度（上层油温）设定在85℃及以下为宜。

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。

U1/U2=W1/W2，U1W2=U2W1，

U2=U1W2/W1。

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。

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。

送电

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）。

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。

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%。

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。

巡检

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。

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。

B、油位、油色、油温是否超过允许值，有无渗漏油现象。

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。

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。

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。

运行维护

变压器的运行维护主要包括四方面的内容：基本要求、设备倒闸操作、巡视检查及事故处理。

基本要求

（1）高压维护人员必须持证上岗，无证者无权操作。

（2）需停电检修时，应报主管部门批准，并通知用户后进行。

（3）室外油浸变压器应每年检测绝缘油一次，室内油浸变压器应每二年检测绝缘油一次。

变压器倒闸操作顺序：

停电时先停负荷侧，后停电源侧；送电时与上述操作顺序相反。

（1）从电源侧逐级向负荷侧送电，如有故障便于确定故障范围，及时作出判断和处理，以免故障蔓延扩大。

（2）多电源的情况下，先停负荷侧可以防止变压器反充电。若先停电源侧，遇有故障可能造成保护装置误动。

巡视检查：

根据变电安全运行规程要求，运行值班人员除交接班需要进行巡视检查外，一次变电所每班应巡视检查5次。巡视检查项目如下。

（1）变压器温度及声音是否正常，有无异味、变色、过热及冒烟等现象。油浸变压器的上层油温根据生产厂家的规定最高不超过95℃（允许温升55℃），为防止变压器油过快劣化，上层油温不宜超过85℃。

（2）保持瓷瓶、套管、磁质表面清洁，观察有无裂纹破损、放电现象。油浸变压器的油位应合乎标准、颜色正常、无漏油喷油现象。

（3）干式变压器的风机运转声音及温控器指示是否正常。

（4）变压器高、低压、接地的接线处是否接触良好，有无变色现象。

变压器的事故处理

（1）发现下列情况之一者应立即停止运行

a、内部异音很大，并有爆裂声。

b、正常冷却情况下，温度急剧上升。

c、油枕和防爆桶喷油、冒烟（油浸变压器）。

d、严重漏油，已看不到油位（油浸变压器）。

e、变压器冒烟、着火。

f、套管有严重破裂及放电现象。

j、接线端子熔断，出现断相运行。

（2）处理步骤

a、首先按照倒闸操作顺序，断开变压器高、低压侧开关，并做好安全措施。

b、变压器上盖着火时，打开底部油门，使其低于着火处。

（3）允许向主管部门联系后再处理的事故及其处理步骤

a、变压器负荷超过运行规程规定时，应及时报告上级负责人，并注意监测负荷及温度。

b、声音异常、端子过热或发红熔化，应及时报告上级负责人，以便及时采取措施。

c、变压器温度超过允许温升，应尽快查明原因。检查三相负荷是否平衡（是否有匝间短路现象），变压器的冷却装置是否正常，有载调压器分接开关是否接触不良，变压器铁心硅钢片间是否短路。

（4）油浸变压器轻瓦斯动作，发出告警信号及信号继电器掉牌时的处理

a、首先查明原因：是否漏油导致油面降低，变压器故障而产生少量气体，变压器内部短路故障引起油温升高，瓦斯继电器内部有无气体，二次回路和瓦斯保护装置。

b、处理方法：立即关闭告警信号，恢复信号牌并将开关把手转向开闸位置，并断开重瓦斯保护的跳闸压板。若是瓦斯继电器内部故障，则应及时更换。

定期保养

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。

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；

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。

电力变压器的接地

1、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。

2、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。

3、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。

4、接地电阻应≤4欧姆。

故障解决

1、焊接处渗漏油

主要是焊接质量不良，存在虚焊，脱焊，焊缝中存在针孔，砂眼等缺陷，电力变压器出厂时因有焊药和油漆覆盖，运行后隐患便暴露出来，另外由于电磁振动会使焊接振裂，造成渗漏。对于已经出现渗漏现象的，首先找出渗漏点，不可遗漏。针对渗漏严重部位可采用扁铲或尖冲子等金属工具将渗漏点铆死，控制渗漏量后将治理表面清理干净，大多采用高分子复合材料进行固化，固化后即可达到长期治理渗漏的目的。

2、密封件渗漏油

密封不良原因，通常箱沿与箱盖的密封是采用耐油橡胶棒或橡胶垫密封的，如果其接头处处理不好会造成渗漏油故障。有的是用塑料带绑扎，有的直接将两个端头压在一起，由于安装时滚动，接口不能被压牢，起不到密封作用，仍是渗漏油。可用福世蓝材料进行粘接，使接头形成整体，渗漏油现象得到很大的控制；若操作方便，也可以同时将金属壳体进行粘接，达到渗漏治理目的。

3、法兰连接处渗漏油

法兰表面不平，紧固螺栓松动，安装工艺不正确，使螺栓紧固不好，而造成渗漏油。先将松动的螺栓进行紧固后，对法兰实施密封处理，并针对可能渗漏的螺栓也进行处理，达到完全治理目的。对松动的螺栓进行紧固，必须严格按照操作工艺进行操作。

4、螺栓或管子螺纹渗漏油

出厂时加工粗糙，密封不良，电力变压器密封一段时间后便产生渗漏油故障。采用高分子材料将螺栓进行密封处理，达到治理渗漏的目的。另一种办法是将螺栓（螺母）旋出，表面涂抹福世蓝脱模剂后，再在表面涂抹材料后进行紧固，固化后即可达到治理目的。

5、铸铁件渗漏油

渗漏油主要原因是铸铁件有砂眼及裂纹所致。针对裂纹渗漏，钻止裂孔是消除应力避免延伸的最佳方法。治理时可根据裂纹的情况，在漏点上打入铅丝或用手锤铆死。然后用丙酮将渗漏点清洗干净，用材料进行密封。铸造砂眼则可直接用材料进行密封。

6、散热器渗漏油

散热器的散热管通常是用有缝钢管压扁后经冲压制成在散热管弯曲部分和焊接部分常产生渗漏油，这是因为冲压散热管时，管的外壁受张力，其内壁受压力，存在残余应力所致。将散热器上下平板阀门（蝶阀）关闭，使散热器中油与箱体内油隔断，降低压力及渗漏量。确定渗漏部位后进行适当的表面处理，然后采用福世蓝材料进行密封治理。

7、瓷瓶及玻璃油标渗漏油

通常是因为安装不当或密封失效所制。高分子复合材料可以很好的将金属、陶瓷、玻璃等材质进行粘接，从而达到渗漏油的根本治理。

保护选择

1、变压器一次电流=S/（1.732*10），二次电流=S/（1.732*0.4）。

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。

并行条件

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。

三相变压器是3个相同的容量单相变压器的组合。它有三个铁芯柱，每个铁芯柱都绕着同一相的2个线圈，一个是高压线圈，另一个是低压线圈。

工作原理

用于国内变压器的高压绕组一般联成Y接法，中压绕组与低压绕组的接法要视系统情况而决定。所谓系统情况就是指高压输电系统的电压相量与中压或低压输电系统的电压相量间关系。如低压系配电系统，则可根据标准规定决定。

高压绕组常联成Y接法是由于相电压可等于线电压的57.7%，每匝电压可低些。

1、国内的500、330、220与110kV的输电系统的电压相量都是同相位的，所以，对下列电压比的三相三绕组或三相自耦变压器，高压与中压绕组都要用星形接法。当三相三铁心柱铁心结构时，低压绕组也可采用星形接法或角形接法，它决定于低压输电系统的电压相量是与中压及高压输电系统电压相量为同相位或滞后30°电气角。

500/220/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11

220/110/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11

330/220/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11

330/110/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11

2、国内60与35kV的输电系统电压有二种不同相位角。

如220/60kV变压器采用YNd11接法，与220/69/10kV变压器用YN，yn0，d11接法，这二个60kV输电系统相差30°电气角。

当220/110/35kV变压器采用YN，yn0，d11接法，110/35/10kV变压器采用YN，yn0，d11接法，以上两个35kV输电系统电压相量也差30°电气角。

所以，决定60与35kV级绕组的接法时要慎重，接法必须符合输电系统电压相量的要求。根据电压相量的相对关系决定60与35kV级绕组的接法。否则，即使容量对，电压比也对，变压器也无法使用，接法不对，变压器无法与输电系统并网。

3、国内10、6、3与0.4kV输电与配电系统相量也有两种相位。在上海地区，有一种10kV与110kV输电系统电压相量差60°电气角，此时可采用110/35/10kV电压比与YN，yn0，y10接法的三相三绕组电力变压器，但限用三相三铁心柱式铁心。

4、但要注意：单相变压器在联成三相组接法时，不能采用YNy0接法的三相组。三相壳式变压器也不能采用YNy0接法。

三相五柱式铁心变压器必须采用YN，yn0，yn0接法时，在变压器内要有接成角形接法的第四绕组，它的出头不引出（结构上要做电气试验时引出的出头不在此例）。

5、不同联结组的变压器并联运行时，一般的规定是联结组别标号必须相同。

6、配电变压器用于多雷地区时，可采用Yzn11接法，当采用z接法时，阻抗电压算法与Yyn0接法不同，同时z接法绕组的耗铜量要多些。Yzn11接法配电变压器的防雷性能较好。

7、三相变压器采用四个卷铁心框时也不能采用YNy0接法。

8、以上都是用于国内变压器的接法，如出口时应按要求供应合适的接法与联结组标号。

9、一般在高压绕组内都有分接头与分接开关相联。因此，选择分接开关时（包括有载调压分接开关与无励磁调压分接开关），必须注意变压器接法与分接开关接法相配合(包括接法、试验电压、额定电流、每级电压、调压范围等)。对YN接法的有载调压变压器所用有载调压分接开关而言，还要注意中点必须能引出。

安装工艺

变压器英文名称（transformer）（trAns'fC：mE（r），tra：-）。

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。

变压器是一种常见的电子元件和电气设备，可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压，也可以改变交流电的数值及变换阻抗或改变相位或变换频率。

为什么需要电力变压器。

发电厂欲将P=sqrt（3）*UIcosφ的电功率输送到用电的区域，在P、cosφ为一定值时，若采用的电压愈高，则输电线路中的电流愈小，因而可以减少输电线路上的损耗，节约导电材料。所以远距离输电采用高电压是最为经济的。我国交流输电的电压最高已达500kV。这样高的电压，无论从发电机的安全运行方面或是从制造成本方面考虑，都不允许由发电机直接生产。发电机的输出电压一般有3.15kV、6.3kV、10.5kV、15.75kV等几种，因此必须用升压变压器将电压升高才能远距离输送。

为什么需要配电变压器:电能输送到用电区域后，为了适应用电设备的电压要求，还需通过各级变电站（所）利用变压器将电压降低为各类电器所需要的电压值。

在用电方面，多数用电器所需电压是380V、220V或36V，少数电机也采用3kV、6kV等。

产品标准

GB1094.1-2008《电力变压器》第一部分总则

GB1094.2-2008《电力变压器》第二部分温升

GB1094.3-2008《电力变压器》第三部分绝缘水平和绝缘试验

GB1094.5-2008《电力变压器》第五部分承受短路能力

GN/T6451-1999《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》

GB/T16274-1996《油浸式电力变压器技术参数和要求500kV级》

GB1207-1997《电压互感器》

GB1208-1997《电流互感器》

GB6450-1986《干式电力变压器》

GB10228-1988《三相空气自冷干式电力变压器技术条件》

GB10228-1997《干式电力变压器技术参数和要求》

GB10229-1988《电抗器》

GB10230-1988《有载分接开关》

GB4109-1997《高压套管技术条件》

GB156-2003《标准电压》

GB/T12325-2003《电能质量供电电压允许偏差》

GB19212.1-2003《电力变压器、电源装置和类似产品的安全》第一部分通用要求和试验

ZBK41005-1989《6～220kV级变压器声级》

干式

1、环氧树脂绝缘干式变压器

2、气体绝缘干式变压器3、H级绝缘干式变压器

合金铁芯

变压器是根据电磁原理而制造的一种输变电设备，导磁磁路系统是变压器的一个主要部分。导磁材料的性能直接影响变压器的技术经济指标。本文介绍的是用非晶合金作为导磁材料所制造的一种配电变压器，其空载损耗值与同容量的新S9型配电变压器相比，可降低75%，节能效果明显。

在电力系统中，发、供、用电过程的电能损耗主要包括线路损耗和变压器损耗两大部分。整个线路除有一定数量的输电变压器外，还有运行在电力系统末端的配电变压器，其总数量和总容量所占的比例很大，为配电网中不可缺少的主要设备，分布面非常广泛。国家还在不断进行电网建设和改造，如果所有配电变都能采用非晶合金铁芯变压器，那么既可为国家节约大量能源，又会取得显著的环保效益。

设计思路

三点要求：

（1）由于非晶合金材料的饱和磁密较低，在产品设计时，额定磁通密度不宜选得太高，通常选取1.3～1.35T磁通密度便可获得较好的空载损耗值。

（2）非晶合金材料的单片厚仅为0.03mm，所以其叠片系数也只能达到82%～86%。

（3）为了使用户能获得免维护或少维护的好处，现把非晶合金配电变压器的产品，都设计成全密封式结构。

变压器非晶合金结构特点。

利用导磁性能突出的非晶合金，来用作制造变压器的铁芯材料，最终能获得很低的损耗值。但它具有许多特性，在设计和制造中是必须保证和考虑的。主要体体现以下几个方面：

（1）非晶合金片材料的硬度很高，用常规工具是难以剪切的，所以设计时应考虑减少剪切量。

（2）非晶合金单片厚度极薄，材料表面也不是很平坦，则铁芯填充系数较低。

（3）非晶合金对机械应力非常敏感。结构设计时，必须避免采用以铁芯作为主承重结构件的传统设计方案。

（4）为了获得优良的低损耗特性，非晶合金铁芯片必须进行退火处理。

（5）从电气性能上。为了减少铁芯片的剪切量，整台产品的铁芯由四个单独的铁芯框并列组成，并且每相绕组是套在磁路独立的两框上。每个框内的磁通除基波磁通外，还有三次谐波磁通的存在，一个绕组中的两个卷铁芯框内，其三次谐波磁通正好在相位上相反，数值上相等，因此，每一组绕组内的三次谐波磁通向量和为零。如一次侧是D接法，有三次谐波电流的回路，当在感应出的二次侧电压波形上，就不会有三次谐波电压的分量。

根据上面分析，三相非晶合金配电变压器最合理的结构为：铁芯，由四个单独铁芯框在同一平面内组成三相五柱式，必须经退火处理，并带有交叉铁轭接缝，截面形状呈长方形。绕组，为长方形截面，可单独绕制成型的，双层或多层矩形层式。油箱，为全密封免维护的波纹结构。

性能要求

广泛采用的新S9型配电变压器，其铁芯所采用的导磁材料通常为30Z140高导磁冷轧硅钢片，其饱和磁密比非晶合金高，产品设计时所选取的磁通密度通常在1.65～1.75T之间。这也就是非晶合金铁芯配电变压器比新S9型配电变压器空载损耗低的一个主要原因。表1为三相非晶合金铁芯配电变压器与新S9型配电变压器空载损耗值的比较。

非晶合金和新S9型配电变压器空载损耗值的比较。。

使用效果

三相非晶合金铁芯配电变压器与新S9型配电变压器相比，其年节约电能量是相当可观的。

以800kVA为例，△P0为1.05kW；两种型式配电变压器的负载损耗值是一样的，则△Pk=0，便可计算出一台产品每年可减少的电能损耗为：

△Ws=8760（1.05+0.62×0）=9198kW?h

通过该种规格产品的计算可知，三相非晶合金铁芯配电变压器系列产品的节能效果非同一般。由于油箱又设计成全密封式结构，使变压器内的油与外界空气不接触，防止了油的氧化，延长了产品的使用寿命，为用户节约了维护费用。

防火防爆

电力变压器是电力系统中输配电力的主要设备。电力变压器主要是将电网的高压电降低为可以直接使用的6000伏（V）或380伏（V）电压，给用电设备供电。

如变压器内部发生过载或短路，绝缘材料或绝缘油就会因高温或电火花作用而分解，膨胀以至气化，使变压器内部压力急剧增加，可能引起变压器外壳爆炸，大量绝缘油喷出燃烧，油流又会进一步扩大火灾危险。

运行中防火爆炸要注意：

（1）不能过载运行：长期过载运行，会引起线圈发热，使绝缘逐渐老化，造成短路。

（2）经常检验绝缘油质：油质应定期化验，不合格油应及时更换，或采取其它措施。

（3）防止变压器铁芯绝缘老化损坏，铁芯长期发热造成绝缘老化。

（4）防止因检修不慎破坏绝缘，如果发现擦破损伤，就及时处理。

（5）保证导线接触良好，接触不良产生局部过热。

（6）防止雷击，变压器会因击穿绝缘而烧毁。

（7）短路保护：变压器线圈或负载发生短路，如果保护系统失灵或保护定值过大，就可能烧毁变压器。为此要安装可靠的短路保护。

（8）保护良好的接地。

（9）通风和冷却：如果变压器线圈导线是A级绝缘，其绝缘体以纸和棉纱为主。温度每升高8℃其绝缘寿命要减少一半左右；变压器正常温度90℃以下运行，寿命约20年；若温度升至105℃，则寿命为7年。变压器运行，要保持良好的通风和冷却。

电力变压器