变压器的工作原理：变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件, 它具有变压、 变流和变阻抗的作用。

变压器的种类很多, 应用十分广泛。

比如在电力系统中用电力变压器把发电机发出的电压升高后进行远距离输电, 到达目的地后再用变压器把电压降低以便用户使用, 以此减少传输过程中电能的损耗; 在电子设备和仪器中常用小功率电源变压器改变市电电压, 再通过整流和滤波, 得到电路所需要的直流电压; 在放大电路中用耦合变压器传递信号或进行阻抗的匹配等等。

变压器虽然大小悬殊, 用途各异, 但其基本结构和工作原理却是相同的。

变压器由铁心和绕组两个基本部分组成, 如图 2 - 34所示, 在一个闭合的铁心上套有两个绕组, 绕组与绕组之间以及绕组与铁心之间都是绝缘的。

变压器的铁心由0.35～０.５mm 厚的硅钢片交错叠装而成, 图 2 - 35为几种常见的铁心形状。

绕组一般采用绝缘铜线或铝线绕制, 其中与电源相连的绕组称为原绕组（或称为原边、初级）; 与负载相连的绕组称为副绕组Z L (a )(b )图2-34 变压器（或称为副边、次级）。

按铁心和绕组的组合结构可分为心式变压器和壳式变压器, 如图 2 - 36所示。

心式变压器的铁心被绕组包围, 而壳式变压器的铁心则包围绕组。

2．变压器原理及应用1） 空载运行和电压变换如图 2 - 37所示, 将变压器的原边接在交流电压ｕ1上, 副边开路, 这种运行状态称为空载运行。

此时副绕组中的电流i 2=0, 电压为开路电压u20, 原绕组通过的电流为空载电流i 10, 电压和电流的参考方向如图所示。

图中Ｎ１为原绕组的匝数, Ｎ２为副绕组的匝数。

副边开路时, 通过原边的空载电流i 10就是励磁电流。

磁动势i 10N 1在铁心中产生的主磁通Φ既穿过原绕组, 也穿过副绕组, 于是在原、 副绕组中分别感应出电动势ｅ１和ｅ２。

且ｅ１和ｅ２与Φ的参考方向之间符合右手螺旋定则, 由法拉第电磁感应定律可得ｅ１和ｅ２的有效值分别为式中ｆ为交流电源的频率, Φm 为主磁通的最大值。

如果忽略漏磁通的影响并且不考虑绕组上电阻的压 降时, 可认为原、 副绕组上电动势的有效值近似等于原、 副绕组上电压的u 20图2-37 变压器的空载运行dt d N e dt d N e Φ-=Φ-=2211m mfN E fN E Φ=Φ=221144.444.4有效值, 即因此 由式（2.36）可见, 变压器空载运行时, 原、 副绕组上电压的比值等于两者的匝数之比, Ｋ称为变压器的变比。

若改变变压器原、 副绕组的匝数, 就能够把某一数值的交流电压变为同频率的另一数值的交流电压当原绕组的匝数Ｎ1比副绕组的匝数Ｎ２多时, Ｋ＞１, 这种变压器为降压变压器; 反之, 当Ｎ１的匝数少于Ｎ２的匝数时, Ｋ＜１, 为升压变压器。

本厂目前装有一台主变，4台厂用变压器，#1厂变供400V I 段母线,#2厂变供400V Ⅱ段母线，另有一台循泵变压器专供循泵房用电，#0变为各段低压母线的备用电源。

主变为油浸风冷有载调压变压器，#0、#1、#2厂变均为干式变压器，容量为2000KVA ，循泵变也为干式变压器，容量为1250KVA 。

2. 变压器的允许运行方式2.1 变压器的额定运行2.1.1 主变正常运行时，上层油温最高不超过95℃，为防止油劣化过速，上层油温不宜经常超过85℃运行，温升不超过55℃。

厂用变压器温度不超过130℃。

任何情况下不得超过150℃; 2211E U E U ≈≈KN N fN fN E E U U m m ==ΦΦ=≈21212120144.444.41112201U K U N N U ==2.1.2 变压器的运行电压一般不应高于该运行分接头额定电压的105%。

在外加一次电压不超过额定电压的105%时，则变压器二次侧可带额定电流。

2.2 变压器过负荷变压器在正常运行时，在额定负荷下运行，一般不允许超额定负荷运行;2.3 当变压器有较严重的缺陷（如冷却系统不正常、外部流胶、局部过热现象等）；或绝缘有弱点时，不允许超额定电流运行;2.4 变压器不论什么情况下，超温时冷却风扇必须全部投入;2.5 新投入或检修后的变压器必须经过定相以后才允许投入运行。

3. 变压器的监视、操作和维护3.1 变压器线圈绝缘和监视3.1.1 变压器在安装、检修或长期停用后，应测量线圈之间和线圈对地的绝缘电阻。

原则上每1KV不低于1兆欧，并且其值不得低于同温下上次测量值的50%；3.1.2当温度在10℃-30℃时，吸收比不低于1.2，对于35KV级不低于1.3；3.1.3 测量绝缘电阻时，应分别测量各侧线圈之间及其对地的绝缘电阻。

测量时应将非测线圈接地。

中性点直接接地的变压器，在测量绝缘电阻时，应断开接地点，测量完毕后，应立即予以恢复。

3.2 新投产或检修后的变压器在投运前应详细检查下列项目3.2.1 检修工作票全部收回，所有临时接地线、遮栏、标示牌应拆除。

变压器本体及周围清洁无异物；3.2.2 变压器本体、保护装置、各侧开关、电缆等设备完好；3.2.3 测量绝缘电阻；3.2.4 冷风装置试运良好;3.2.5 保护装置完整无误；3.2.6 高、低压侧开关动作试验正常；高低侧开关联跳试验正常; 中性点接地可靠牢固。

3.3 变压器充电3.3.1 断开变压器负荷侧开关，从有保护的高压侧全电压对变压器进行充电；3.3.2 充电前投入微机变压器保护装置；3.3.3 充电时，应详细记录每一次充电时间，变压器保护的励磁涌流；3.3.4 充电时，如保护动作跳闸，应停止充电操作，告知有关领导，查明原因，处理后才能将变压器投入运行；3.3.5 厂用变压器新投产后应采用高压侧全充5次，大修后全充3次,每次充电间隔时间应不少于10min；3.3.6 每半个月，将#0备用厂变投入运行轮流短时带400VⅠ段、400VⅡ段、循泵段负荷，同时依次退出相应工作变，5分钟后再投入。

必要时，变压器充电前还应烘潮。

3.4 变压器并列运行条件3.4.1 相序相同；3.4.2 接线组别相同；3.4.3 变比相等；3.4.4 短路电压相近（误差不超过10%）;3.4.5 容量比不超过3：1。

3.8.2 主变压器运行中的检查项目(1) 变压器的油枕、套管的油位正常，油色透明，无渗、漏油现象；(2) 变压器的声音正常；(3) 变压器本体及套管清洁，套管油位应正常、无破损裂纹和放电痕迹及其它异常现象；(4) 瓦斯继电器内充满油，无气体，通往油枕的阀门在打开位置；(5) 变压器的温度、温升不超过规定；(6) 吸湿器完好，吸附剂干燥；(7) 压力释放器或安全气道应完好无损；(8) 引线接头、电缆、母线无过热、变色现象；(9) 各控制箱和二次端子箱应关严，无受潮；(10) 分接头指示就地与远方一致，各机械连接部件无松动，脱落。

有载调压电动机构箱密封良好，电加热器功能正常,传动机构与箱体连接处无渗油等现象。

3.8.3 干式变压器运行中检查项目(1) 检查变压器保护按规定使用，内部运行声音正常，无焦味；(2) 检查变压器各接头紧固，无过热变色现象，导电部分无生锈、腐蚀现象，套管清洁无硬化、爬电现象;(3) 线圈及铁芯无局部过热和绝缘烧焦的气味，外部清洁，无破损、无裂纹;(4) 电缆无破损，变压器本体无搭挂杂物；(5) 线圈温度正常，变压器温控仪工作正常；(6) 检查变压器各开关运行状态及远方指示正确与运行日志记录一致；(7)检查各变压器表计指示无大幅度摆动现象，且指示不超额定值；(8) 检查变压器前后柜门均应在关闭状态；(9) 检查变压器室内通风设备正常；消防器材齐全。

3.8.4干式变压器检查时的注意事项(1) 运行中不得私自进入温控仪参数设定状态，为了避免引起变压器误跳闸，输出功能检测不允许模拟超温跳闸状态;(2)变压器投入运行后，禁止触摸变压器本体，必须保持相应的安全距离。

3.8.5 下列情况应对变压器进行特殊检查，增加巡视检查次数(1) 新设备或经检修、改造过的变压器在投运72h内；(2) 有严重缺陷时；(3) 气象突变（如大风、大雾、大雪、冰雹、寒潮等）；(4) 雷雨季节特别是雷雨后；(5) 高温季节、高峰负载期间；(6) 变压器过负荷运行时;(7) 过负荷运行时应加强检查变压器油温和油位的变化，接头有无过热的现象;(8) 雷雨天气，应检查变压器瓷瓶，套管有无放电、闪络现象;(9) 大雾天气，应检查变压器瓷瓶，套管有无放电、闪络现象;(10) 短路后，检查各部有无变形，变压器是否有喷油现象。

4. 分接开关的运行主变采用有载调压，厂变采用无载调压方式。

变压器分接开关操作应遵守如下规定：4.1 调整有载调压分接头时，应在远方点动逐级调压，同时监视就地分接位置及电流电压的变化;4.2 应核对系统电压与分接额定电压间的差值.;4.3 厂用变压器调整分接头时，需将变压器停电并做好安全措施后方可进行。

调整时应多次转动分接头，消除氧化膜和油污。

调整后，应测量其接触电阻符合要求，并作好分接头调整的记录;4.4主变压器的分接头调整时，无需将设备停电，正常情况下采用远方电动操作，当电动操作机构失灵或在校准分接头位置时，就地手动操作;4.5 每次分接变换操作都应将操作时间、分接位置、电压变化情况及累计动作次数记录在有载分接开关分接变换记录表上，每次投停、试验、维修、缺陷与故障处理，都应作好记录;4.6在调节有载调压分接头时，如果出现分头连续动作的情况，应立即断开操作电源，而后用手动方式将分接头调至合适的位置;4.7 当系统发生短路或变压器过载时，禁止调节变压器的有载调压分接头;4.8 新投入的分接开关在投运后1-2年或切换5000次后，必须进行检修。

如果有载调压装置长期不调和长期不用，应在有停电机会时，在最高和最低分接间操作几个循环;4.9 当有载调压变压器本体或分接开关油位、色谱分析出现异常时，暂停分接变换操作;4.10 当系统发生短路或变压器过载时，禁止调节变压器的有载调压分接头。

5. 变压器的异常运行和事故处理5.1 值班人员在变压器运行中发现有任何不正常现象时，应及时报告班长、值长。

并设法使其消除，将经过情况记入记录薄和设备缺陷登记薄内;5.2 发现下列异常现象时，值班人员应按下列原则处理：5.2.1 变压器过负荷超过允许值时，值班人员应及时调整其负荷;5.2.2 变压器温度与平常同负荷下比较不正常升高，值班人员应进行下列工作，并判断分析查明原因，采取措施，使其降低：(1) 检查负荷和周围空气温度;(2) 检查温度计是否完好和正确指示;(3) 检查冷却装置是否正常，若因冷却装置故障引起变压器温度过高，应暂时调整负荷。

若发现温度较正常同负荷下升高10℃以上，或变压器负荷不变，温度不断升高，而冷却装置良好，温度计又正常，可判断是变压器内部发生故障，而保护装置不起作用。