第一部分 电力变压器基础知识一、电力系统常识在交流电力系统中，发电机、变压器、输配电设备都是三相的，这些设备之间的连接状况，可以用电力系统接线图来表示。

我国规定，电力系统的额定频率为50Hz ，也就是工业用电的标准频率，简称工频。

二、变压器原理一、变压器基本原理：变压器是借助于电磁感应，以相同的频率，在两个或更多的绕组之间，变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。

当电源电压加入后，原线圈将有电流流过，就是I0在铁心中就建立起Φ0，磁通穿过副线圈时，感应出电动势E2。

如果，低压侧接入负载，将产生电流I2，同时电流I2产生磁通Φ2，又在原线圈产生I1，电流I1产生磁通Φ1，Φ2=-Φ1。

这样，在负载运行时，铁心中仍然只存在Φ0。

当然，还有一部分磁通没有经过铁心进行闭合，形成了漏磁通，也产生了感应电势。

变压器原理的重要公式：1122U N k U N ==，12211I N I N k== 式中 U 1——原绕组的感应电势有效值 U 2——副绕组的感应电势有效值N 1——原绕组的匝数 N 2——副绕组的匝数即电压比等于匝数比，电流比等于匝数比的倒数。

（对于三相变压器来说，电压比一般是指线电压之比。

）就目前大的方向来说，在电力系统上变压器主要用于传输电能，为了克服输出电能过程中的损耗，就要尽可能提高传输电压，而到达用户终端的时候又需要降低电压，变压器三、变压器分类1. 按用途分：变压器顾名思义，就是改变电压的电器，凡是需要改变电压的场合几乎都要用到变压器。

变压器主应用在电力系统中，电力变压器又细分为：1）升压变压器：把发电机组所产生交流电压升高后向电力网输出电能的变压器叫升压变压器。

2）降压变压器：用于降低电压的变压器叫降压变压器。

3）配电变压器：将电压降低到电器设备工作电压的变压器叫配电变压器。

4）联络变压器：用于联络两种不同电压网络的变压器叫联络变压器除电力变压器外，还有用在特殊用途的特种变压器1）电炉变压器：用于给冶炼金属材料和化工材料的电炉提供电源，特点是二次电压很低（一般由几十伏到几百伏），但电流却很大。

电炉变压器种类很多，根据冶炼不同的原材料，又可分为炼钢电弧炉变压器、矿热炉变压器、电阻炉变压器、岩浴炉变压器以及工频感应炉整流变压器和电渣炉变压器等。

2）整流变压器：用于给整流器提供电源的变压器，为了提高整流效率，整流变压器二次绕组要接成六相或十二相，特点是二次电压低，电流大；二次侧相数一般不少于三相，有时采用六相、十二相或加移相绕组。

3）工频试验变压器：又称高压试验变压器。

它在电气工厂、发电站、电业部门和科研等单位应用十分广泛，是不可缺少的试验设备。

通过采用工频试验变压器可以对各种电工产品、电气元件、绝缘子、套管和绝缘材料等进行工频电压下绝缘强度试验。

特点：一、二次绕组具有很大的电压比。

一次电压通常为0.38、3、6和10kV等，二次电压为50～2200kV或更高。

试验变压运行持续时间都在1h以下。

4）电抗器：具有一定电感值的电器，通称为电抗器。

电抗器种类很多，按结构可以分为两类，一类为空心电抗器；一类为铁心电抗器。

用于限制短路电流的电抗器称为限流电抗器。

例如，电力系统中用于限流的限流电抗器，电炉炼钢炉变压器用的串联电抗器，电动机启动用的启动电抗器等。

限流电抗器通常是串联接在电路中。

用于补偿电容电流的电抗器称为补偿电抗器。

例如，电力系统中用的并联电抗器，中性点接地用的消弧线圈，串联谐振试验装臵中用的试验电抗器等。

补偿电抗器有的并联在电力系统中，有的串联在电力系统中。

5）调压器：调压器的特点是二次侧电压变化范围很大，一般可以从零调到额定电压，调压器因结构特点不同，可分为自耦式调压器、移圈调压器、感应调压器及磁饱和调压器等。

大容量调压器一般同试验变压器和整流变压器配套使用。

6）矿用变压器：矿用变压器用在煤矿井下，为各种动力设备和各种用电装臵提供电源。

矿用变压器分为油浸式和干式两类。

考虑到安装在矿坑下面，为防止矿石打碎套管和防止受潮，一般制成密封式结构，即一次侧和二次侧是通过焊在箱壁两侧电缆盒中电缆线引出的。

一次侧设有无励磁调压，调压范围±5%，二次绕组引出六个端子，可以进行Y-D改接，得到690/400V电压。

该类变压器外形低矮，不带储油柜，油箱内油面以上留有适当空间，以防止箱盖上的通气孔堵塞时箱内产生过大的压力。

7）其他特种变压器：冲击变压器、隔离变压器、电焊机变压器、X光变压器、无线电变压器、换相器、增波器、互感器等。

2、按相数分：电力变压器按相数分，有单相和三相两大类。

3、按调压方式分：电力变压器按调压方式分，有无载调压（又称无励磁调压）和有载调压两大类。

在不励磁条件下调压的变压器叫无励磁调压变压器。

在负载下调压的变压器叫有载调压变压器。

4、按绕组结构分：电力变压器按绕组结构分，有自耦变压器、双绕组变压器、三绕组变压器。

5、按绕组绝缘及冷却方式分类：a）油浸式变压器。

b）干式变压器。

6、按中性点绝缘水平可分为全绝缘变压器和半绝缘变压器(或称分级绝缘变压器)。

7、按铁心形式可分为心式和壳式等。

8、按导线材料分可分为铝的和铜的。

组变压器，无表示字母；第2个字母是相数，三相用S表示；冷却方式为油浸风冷，用F 表示，以下循环方式、绕组数、导线材质、调压方式均无字母表示，数字8表示变压器性能水平符合GB/T6451中8型产品的要求。

容量20000kVA，高压电压是110kV。

OSFPSZ10-240000/220：自耦、三相、风冷、强迫油循环、三绕组、铜线、有载调压、损耗水平代号为10型、额定容量240000kVA、电压等级为220kV的电力变压器。

五、变压器耐热等级绝缘材料按耐热等级分为： A ：105℃、E ：120℃、B ：130℃、F ：155℃、H ：180℃、D: 200℃、C ：220℃。

六、冷却方式对于干式变压器，冷却方式的标准按GB-6450的规定。

对于油浸式变压器，可用四个字母顺序代号标志其冷却方式。

第一个字母表示与绕组接触的内部冷却介质：O 矿物油或燃点不大于300℃的合成绝缘液体； K 燃点大于300℃的绝缘液体； L 燃点不可测出的绝缘液体；第二个字母表示内部冷却介质的循环方式：N 流经冷却设备的绕组内部的油流是自然的热对流循环；F 冷却设备中的油流是强迫循环，流经绕组内部的油流是热对流循环；D 冷却设备中的油流是强迫循环，（至少）在主要绕组内的油流是强迫导向循环。

第三个字母表示外部冷却介质: A 空气； W 水；第四个字母表示外部冷却介质的循环方式： N 自然对流；F 强迫循环（风扇、泵等）。

一台变压器规定有几种不同的冷却方式时，在说明书中和铭牌上，应给出不同冷却方式下的容量值（见GB1094.1第7.1条m 项），以便在某一冷却方式及所规定的容量下运行时，能保证温升不超过规定的限值。

在最大冷却能力下的相应容量便是变压器的（或多绕组变压器中某一绕组的）额定容量。

不同的冷却方式一般式按冷却能力增大的次序进行排列。

例1：ONAN/ONAF 变压器装有一组风扇，在大负载时，风扇可投入运行，在这两种冷却方式下，油流均按热对流方式循环。

例2：ONAN/0FAF 变压器带有油泵和风扇的冷却设备。

也规定了在自然冷却方式（例如，辅助电源出现故障的情况下），降低负载后的冷却能力。

七、变压器重要参数1.额定容量：变压器某一个绕组的视在功率的指定值，常以kVA 或MVA 表示。

（如：10000kVA =10MVA ）。

视在功率 S=UI ，单位（VA ）伏安单相N S UI = 三相 3N S I U I ==线线相相 2.额定电压：绕组主分接施加的电压或空载时感应的电压。

对于三相绕组，是指线路端子间的电压。

单位一般用kV如图所示为用线电压表示的220kV 电压具有抽头（±2×2.5%）Un 的变压器的抽头额定电压。

3.额定电流：由变压器额定容量（S ）和额定电压（U ）推导出的流经绕组线路端子的电流。

4. 变比k 和电压比K变比k ：一个绕组的电压与另一个绕组的电压之比（匝数比），电压比K ：线电压比。

5.绝缘水平：变压器能够承受住运行中各种过电压与长期最高工作电压作用的水平。

包括耐受工频、感应、冲击全波、冲击截波、操作波电压和局部放电水平。

6.空载损耗和空载电流：变压器一次绕组施加额定频率下的额定电压，其他绕组开路时，变压器吸取的功率定义为空载损耗。

空载损耗主要是铁损。

变压器一个绕组施加额定频率下的额定电压，其他绕组开路时，流经该绕组线路端子的电流的有效值，定义为变压器的空载电流。

通常以变压器额定容量下绕组额定电流的百分值表示。

7.负载损耗和阻抗电压：在变压器一对绕组中，一次绕组流经额定电流，二次绕组短路，其他绕组开路时，在额定频率及参考温度下，所汲取的功率是变压器的负载损耗。

变压器负载损耗主要是铜损。

在额定频率及参考温度下，在变压器一对绕组中，某一绕组端子之间的等效串联阻抗是变压器的短路阻抗。

确定此短路阻抗时，另一个绕组短路，其他绕组开路。

通常把短路试验在原边电流为额定时的短路电压实际值U k 用原边额定电压的百分数表示，常称为阻抗电压u k ，即1×100%kk NU u U 8.总损耗：变压器空载损耗和负载损耗之和。

9.零序阻抗：在额定功率下，三相星形或曲折形联结绕组中，连接在一起的线路端子与中性点端子之间的以每相欧姆数表示的阻抗。

10.变压器油温升：绕组顶部油温度与外部冷却介质温度之差。

11.变压器绕组温升：绕组以电阻法确定的平均温度与外部冷却介质温度之差。

绕组平均温度是通过绕组电阻确定的。

三相变压器中，最好在中柱进行测量。

12.绕组联结组标号：变压器的联结组标号相同是变压器可以并联的条件之一，因此，联结组标号是变压器的重要特性。

例如 （a ）YNd1 （b ） YNd11八、变压器铭牌变压器应设有铭牌，铭牌的材料应不受气候的影响，并应固定在明显可见位臵。

铭牌上所标志的项目应清晰且牢固。

出厂前填写的项目内容，应是去不掉的刻印。

下述项目应标注在铭牌上：a.变压器的种类（如：变压器、自耦变压器、增压变压器等）；b.本标准代号；c.制造厂名；d.出厂序号；e.制造年月；f.相数；g.额定容量（kVA或MVA。

对于多绕组变压器，应给出每个绕组的额定容量，如果一个绕组的额定容量并不是其他绕组额定容量的总和时，则应给出负载组合）;h.额定频率（Hz）；i.各绕组额定电压（V或kV）和分接范围；j.各绕组额定电流（A或kA）；k.联结组标号；l.以百分数表示的短路阻抗实测值（对于多绕组变压器，应给出不同的两绕组组合下的短路阻抗以及列出各自的参考容量）；m.冷却方式（若变压器有多种冷却方式时，各自的容量值可用额定容量的百分数表示。