⼲式变压器培训教材
（技术部分）
⼀、培训⽬的：通过培训，让员⼯对变压器的⽤途、⼯作原理、调压⽅式、变压器的分类、⼲变的发展历程、⼲变的分类及其特点、⼲变的使⽤场合等变压器的基本知识有⼀个粗浅的认识和了解，为今后能更好⼯作做⼀个铺垫。
⼆、培训内容
1变压器的⽤途
变压器的⽤途是多⽅⾯的，在国民经济的各个部门，都⼗分⼴泛的应⽤着各种各样的变压器。就电⼒系统⽽⾔，变压器就是⼀个主要的设备。我们知道，要将⼤功率的电能输送到很远的地⽅去，采⽤较低的电压来传输是不可能的。这是因为，当采⽤较低的电压输电时，其相应的输电电流就很⼤。⼀⽅⾯⼤的电流将在输电线路上引起很⼤的功率损耗；另⼀⽅⾯，⼤的电流将在输电线路上引起很⼤的电压降落以致电能送不出去（根据P线损=l2R和P传输=UI，要想使P线损降低，由
于R⼀定，则降低I，⼜根据P传输=UI，要想I降低，则必须使U升⾼）。例如，将3000千⽡的电能⽤发电机的端电压 10 千伏电压送电时，最远只能送到⼗⼏公⾥远的地⽅。⽽制造电压很⾼的发电机，⽬前在技术上还很难实现。因此，只能依靠变压器将发电机的端电压升⾼进⾏输电。⼀般来说，当输电距离越远，输送的功率越⼤时，要求的输电电压也越⾼。⽐如：⽤110千伏电压可将5万千⽡的功率输送到50- 150公⾥远的地⽅；输电电压⽤ 220千伏时，输送容量为20 —30万千⽡，输电距离可达200— 400公⾥；使⽤500千伏超⾼压输电时，能将 100万千⽡的功率输送到 500公⾥以上的地⽅去。
当电能输送到受电区，⽐如城市和⼯⼚，⼜必须⽤降压变压器将输电线上的⾼电压降低到配电系统的电压，然后再经过⼀系列的配电变压器将电压降低到⽤电电压以供使⽤。
可见，在电⼒系统⾥变压器的地位⼗分重要。变压器除了应⽤在电⼒系统中，还应⽤在需要特种电源的⼯业企业中。例如，给冶炼供电⽤的电炉变压器，电解或化⼯⽤的整流变压器，焊接⽤的电焊变压器，试验⽤的试验变压器和调压器等等。
2、变压器的⼯作原理
星型下料阀变压器是根据电磁感应原理⽽制成的静⽌的传输交流电能并改变交流电压的装置。如果在某⼀个绕组的两端施加某⼀电源的交流电压，那么在该绕组中将流过⼀个交流电流。在这个交流电流的作⽤下，铁⼼中将激励⼀个交变磁通。⽽这个交变磁通将在所有的绕组中感应岀交流电压来，这种电压就叫感 应电压。如果在另⼀个绕组的两端接上负载，则在该绕组与负载所构成的闭合电路中将有交流电流流过。这样就达到了由电源向负载传输交流电能并改变交流电压的⽬的。通常接电源的绕组叫⼀次绕组，接负载的绕组叫⼆次绕组。这就是变压器的⼯作原理。
3、变压器的定义
变压器的定义在讲前⾯讲变压器的⼯作原理时已经讲到，也就是变压器是根据电磁感应原理⽽制成的静⽌的传输交流电能并改变交流电压的装置。
4、变压器的主要组成部分
任何⼀台变压器，它的主要的组成部分包括三部分。⼀是磁路部分也就是变压器的铁⼼部分，⼆是电路部分也就是绕组部分我们通常把它叫做线圈，三是冷却系统，对⼲变⽽⾔就是风机，对油变⽽⾔指的是变压器油，散热⽚，冷却⽔，和风机等⽤于变压器冷却的东西。另外还包括附件，对⼲变⽽⾔指的是象温控温显系统，绝缘⼦，托线夹等对油变⽽⾔指的是分接开关，⾼低压套管，吸湿器，⽓体继电器等东西。 5、变压器的分类药用铝箔
变压器的种类很多，根据不同的分类标准会得岀不同的分类结果。按⽤途分：分为电⼒变（⽤于电⼒
系统的变压器）和
特种变（其它各类变压器⼜称为杂类变压器）；按相数分：单相变压器，三相变压器和多相变压器；按绕组分：双绕组变压
器，⾃耦变压器，三绕组变压器和多绕组变压器；按冷却条件分：油浸式变压器（包括油浸⾃冷，油浸风冷，强风冷却，
强油⽔冷等），⼲式变压器和充⽓式变压器；按调压⽅式分：有载调压和⽆励磁调压等。
6、变压器产品型号的表⽰⽅法
变压器产品型号的表⽰⽅法我们⽤⼀个图来表⽰：
□□□□□□□□⼕吗⼝⼀防护代号（⼀般不标，TH湿热，AT⼲热）⾼压绕组额定电压等级（kV）
额定容量（kVA）设计序号（1，2，3等；半铜半铝加 b）调压⽅式（⽆励磁调压不标，Z表⽰有载调压）导线材质（铜线不标，L表⽰铝线,B铜箔，LB铝箔）绕组数（双绕组不标,S三绕组，F双分裂绕组）循环⽅式（⾃然循环不标，P强迫循环）
______________________________________________ 冷却⽅式（J油浸⾃冷，亦可不标，G⼲式空⽓⾃冷，C⼲式浇注绝
缘，F油浸风冷，S油浸⽔冷）相数（D单相，S三相）绕组耦合⽅式（⼀般不标， O⾃耦）例如：OSFPS—25000/220表⽰⾃耦三相强迫油循环风冷三绕组铜线有载调压，额定容量
25000kVA,⾼压绕组额定电压220 kV级电⼒变压器。
有些⼚家⾼压绕组额定电压等级后⾯还把低压绕组的电压等级也表⽰岀来了的，这时，在⾼低压之间应该⽤冒号隔开。如：SCB—1250/10 : 0.4。
7、变压器的调压⽅式
变压器的调压⽅式分为两种，⽆励磁调压和有载调压。所谓⽆励磁调压指的是变压器⼆次侧不带负载，⼀次侧也与电⽹断开（⽆电源励磁）的调压⽅式。
带负载进⾏变换线圈分接的调压，称为有载调压。
8、变压器的技术数据
对变压器性能的描述得依靠变压器得技术数据。技术数据是变压器⽣产和使⽤、询价和订货时的主要依据。变压器的技术数据⼀般都标在铭牌上。变压器的技术数据内容包括：
①、相数和额定频率
变压器分为单相和三相两种。⼀般均制成三相变压器以直接满⾜输配电的要求，⼩型变压器有制成单相的，特⼤型变压器为了满⾜运输的要求，做成单相运输到现场后组装成三相变压器。
变压器的额定频率就是所设计的变压器的运⾏频率，我国为50Hz。当频率由50Hz变为60Hz时，变压器的电抗值增加
1.2倍，负载损耗增加1.12倍，总损耗增加，温升增加，输岀容量要降低，空载电流的⽆功分量和空载损耗要降低。
②、额定电压、额定电压组合和额定电压⽐
a、额定电压变压器的⼀个重要作⽤就是改变电压，因此额定电压是变压器的⼀个重要数据。变压器的额定电压应与所
连接的输变电线路的电压相符合，我国的输变电线路的电压等级（kV）为
0.38 3 6 10 15 （20）35 63 110 220 330 500
输变电线路电压等级就是线路终端的电压值，因此与线路终端侧连接的变压器的额定电压与上⾯的数值相同。线路始
端（电源端）电压考虑到线路的压降将⽐上⾯的数值⾼。35 kV以下电压等级的始端电压⽐电压等级⾼5%，⽽35 kV及以
上的要⾼10 %，因此，变压器的额定电压也相应提⾼。线路始端电压值（kV）为
0.4 3.15 6.3 10.5 15.75 38.5 69 121 242 363 550
额定电压是指线电压，且均以有效值表⽰。
b、额定电压组合变压器的额定电压就是各绕组的额定电压，是指施加的或空载时产⽣的电压。空载时，某⼀绕组施加
额定电压，则变压器其它绕组都同时产⽣额定电压。绕组之间额定电压组合是有规定的，⽐如⾼压为10 （6） kV时，低压为0.4kV等。
ttx2基板
c、额定电压⽐额定电压⽐是指⾼压绕组与低压或中压绕组的额定电压之⽐，所以额定电压⽐K>1o
③、额定容量
变压器的主要作⽤就是传输电能，因此额定容量是它的主要数据。它是表观容量的惯⽤值，表征传输电能的⼤⼩。变压器的额定容量与绕组的额定容量有所区别：双绕组变压器的额定容量即为绕组的额定容量；多绕组变压器应对每个绕组的额定容量加以规定，其额定容量为最⼤绕组的额定容量；当变压器容量由冷却⽅式⽽变更时，则额定容量是指最⼤的容量。
我国现在的变压器的额定容量等级是按1°10倍数增加的R10优先系数，只有30kVA和63000kVA以上的容量等级与优
先系数有所不同，具体的容量等级见表
按国内传统习惯变压器也可按其额定容量⼤致分为：
⼩型变压器（w 1600kVA，中型变压器（630 - 6300kVA），⼤型变压器（8000-63000kVA）和特⼤型变压器
（>63000kVA）o
④、额定电流
变压器的额定电流是由绕组的额定容量除以该绕组的额定电压及相应的相系数（单相为1，三相为J3 ），⽽算出的流经绕组线段的电流。'' 因此，变压器的额定电流就是各绕组的额定电流，是指线电流，也以有效值表⽰。但是，组成三相组的单相变压器，
如绕组为三⾓形联结，绕组的额定电流以线电流为分⼦，为分母表⽰，例如500/ 3 A o变压器在额定容量运⾏时， 绕组的电流为额定电流。' “
⑤、绕组的联结组标号
a、绕向与极性
线圈中感应电势的⽅向与线圈的绕向有关。因此，绕向决不能搞错。线圈的绕向分两种，即左绕向和右绕向。绕组的绕向是按绕组的⾸端起头算起的线匝绕制⽅向。
左绕向：由起绕端开始，线匝沿左螺旋⽅向前进（层式、螺旋式），或⾯对绕组起绕端观察时，线匝由起绕头开始，按
逆时针⽅向旋转时为左绕向。
右绕向：由起绕端开始，线匝沿右螺旋⽅向前进（连续式）
，或⾯对绕组起绕端观察时，线匝由起绕头开始，按顺时针
⽅向旋转时为右绕向。
（⽞）左務向⑹右址向
E2-5-1竣址的境向
1 ?境代
2 ?经紡模
3 ■⼯⼈位置
在变压器中，虽然原电压与付电压都是交变的，但在某⼀瞬间原绕组的两个端头中必定有⼀个具有⾼电位，另⼀端头具有低电位。同时，付绕组也必定是⼀个端头为⾼电位，另⼀个端头为低电位，通常，
把原付绕组中同时具有⾼电位或低电位的端头称作同名端，或同极性端。端头的标号按国标规定：⼀律把⾼压或低压绕组的同极性端标为⾸端或末端，⾼压绕组⾸端⽤英⽂字母⼤写的A
B、C，末端⽤⼤写的字母X、Y、Z表⽰；低压绕组⾸端⽤⼩写字母a、b、c，末端⽤⼩写的字母x、y、z表⽰，中压绕组⽤⼤写字母右下⾓加 m表⽰。
下⾯我们研究⼀下极性、绕向与感应电势三者之间的关系（原付绕组套在⼀个铁⼼柱上的情况）
2-5 - 2-a，假设原绕组感应电势正⽅向是从
2-5 — 2-b，如果原绕组感应电势从 A ―?
180°。
A —X，显然付绕组的感应电势也是从
擀筋棒
X，则付绕组感应电势从 X—i^a，即原、
2-5 - 2-C，可见原付绕组感应电势也是反相的。
2-5- 2-d，如果原电势从 A X，由于付绕组的绕向相反，所以付电势反相，⼜
由于标号是反标注的，所以付电势仍由 a x，那么原付电势为同相位。
从上⾯的讨论可以看岀，感应电势的⽅向决定于绕向，对于同⼀铁⼼柱上的⼆个绕组，如果绕向相同则感应电势的⽅向也相同，绕向相反则感应电势的⽅向也相反。⾄于极性，则是⼈为规定的⼀种规律，由于极性也决定感应电势的⽅向，因此极性既不能搞错⼜要符合规律。从图中可以看岀，如要使原付感应电势保持同相或反相，改变付绕组的标号就能满⾜
要求。但在实际上这是不可能的，如 2 -5-2 - d，按规律付绕组的端头 a应标在上⾯，x标在下⾯，这是就相当于付绕组
的绕向反了，为了保持感应电势同相，再将标号反过来象图d那样标注，那么在三相联结引线时，就要将引线结构进⾏很
⼤的改动，这种改动往往是不可能的。
对三相变压器⽽⾔，各相绕组同极性端，是由铁⼼三相磁通的正⽅向所确定，当三相变压器其三相磁通在正常运⾏时，
应满⾜的极性关系为①A+①B+①K0，这⼀关系确定了三相变压器绕组的电势也有⼀定的极性关系，当A、B C绕组均
为左绕向，则磁通按右⼿定则均向上，反之，A、B C绕组的极性均向下端，则三绕组必为右绕向。在三相变压器的设计
中，若绕组的绕向有错误，绕组间的电势极性关系就不可能正确，变压器就不可能正常运⾏，甚⾄造成事故，如三相D接的绕组，其中⼀相绕组绕向有错误，联结成D后，则造成三相总电势不为零⽽形成短路，易发⽣绕组烧毁。
1、绕向相同，标号相同，如图
a _ x，即原付边感应电势同相位
2、标号相同但绕向相反，如图
付绕组感应电势反相，也就是相位差
3、绕向相同但标号相反，如图
4、绕向相反，标号相反，如图
(0 (b)
(c)
图2-5-2绕向、极性与感应电势的关系
b、绕组联结组
绕组的联结组是变压器⾼压侧或低压侧各相绕组之间的联结⽅式。
单相变压器除相线圈的内部联结外，没有线圈之间的联结，所以其联结符合⽤I表⽰。
三相绕组的联结⽅式最基本的有以下⼏种
1、星型联结，或写成 Y接。在星型接法中，将三相绕组的尾端直接联结在⼀起，三相⾸端引岀。
2、有中性点引岀的星型联结，或写成Y o接，接线同Y接，只是将中性点也要引岀。
3、三⾓形联结，或写成D接。联结⽅式之⼀是：A接Y、B接Z、C接X；之⼆是：A接Z、B接X、C接Y。A B、C
引出。
4、曲折型接法，或写成 Z接。它的接线特点是将⼀个铁⼼柱上的绕组分成两部份。
三种联结⽅式对⾼压绕组⽤丫、D Z表⽰；对中压和低压绕组分别⽤ y、d、z表⽰。有中性点引出时分别⽤符合YN ZN和yn、zn表⽰。
变压器按⾼压、中压、低压绕组联结的顺序组合起来就是绕组的联结组。⽐如：⾼压为丫、低压为yn联结，则绕组联结组为Y，yn；⾼压为YN中压为yn、低压为d联结，则绕组联结组为 YN, yn，d。
c、绕组联结组标号同侧绕组联结后，不同侧间电压相量有⾓度差⼀相位移。这种绕组间的相位移⽤时钟序数表⽰。
它的含义是这样的：把变压器⾼压侧的线电压相量作为时钟的长针，并且把它固定的指在12点。把低压侧相应的线电压相
量作为时钟的短针，它将随着不同的接法⽽指向不同的数字，即它是动的。（⽤分针表⽰⾼压线端与中性点间的电压相量，
且指向定点0 （⑵点；⽤时针表⽰低压（或中压）线端与中性点间的电压相量，则时针所指的⼩时数就是绕组的联结组）‘如果⾼低压的线电压同相位，则短针也指向12点。时钟上的12个数字将⼀个圆分成12等分，每⼀个等分就表⽰ 300的相
位差。这样，当原、付边电压有 180°的相位差时，短针就应指向 6点；当原、付电压有300的相位差时，短针指向1点或11点均表⽰有3O0的相位差，到底指向⼏点，要看 U^b是越前还是落后U AB如果U ab是越前于LAB短针指向11点，如果落后则应指向1点。同理可以确定其它相位差，短针指向的数字。联结组标号=联结组+组别
原、付电压间的相位差决定于绕组的绕向和标号。所以应根据这两点来判断原、付电压的相位差，如果不能判断，可通过向量图来帮助解决。
⑥、分接范围为了调整所需的电压，变压器的绕组要有分接抽头以改变电压⽐。在分接抽头中：主分接⼀与额定电压、额定电流和额定容量相对应的分接；
分接因数⼀某⼀分接时的匝数与主分接时匝数之⽐，既U d/U N或以百分数表⽰的（U/U N）X 100。其中U d为某分接的
电压，U N为额定电压。分接因数⼤于 1的为正分接，⼩于1的为负分接，等于1时为主分接。
分接级（调压级）⼀相邻分接间以百分数表⽰的分接因数之差。
分接范围（调压范围）⼀最⼤、最⼩两个以百分数表⽰的分接因数与100相⽐的范围，如在（100 + a—100-b）内，
则分接范围为+ a %、⼀ b%。如果a = b，则分接范围为⼟ a%。
分接⼯作能⼒⼀主分接的⼯作能⼒就是额定电压、额定电流和额定容量。其它分接的⼯作能⼒就是其它分接的绕组分接电压、电流和容量。
⼀般情况下，是在⾼压绕组上抽岀分接头。因为⾼压绕组或其单独的调压绕组常常套在最外边，引岀分接头⽅便；其次是⾼压侧电流⼩，引岀的分接引线和分接开关的载流部分截⾯⼩，分接开关接触部分容易解决。
双绕组变压器常⽤联结组的特性
⑦、阻抗电压和负载损耗表--双绕组变压器常⽤联结组的特性
双绕组变压器当⼆次绕组短路，⼀次绕组流过额定电流时施加的电压称为阻抗电压U Z，通常阻抗电压以额定电压的百
分数表⽰，即 U z%=（ U/U N）X 100%
阻抗电压百分数U z=Vu x2 4 u r2其中u x为电抗电压百分数，U r为电阻电压百分数。
阻抗电压⼤⼩与变压器成本和性能、系统稳定性和供电质量有关。从运⾏⾓度来看，希望短路阻抗值要⼩些，使变压器的输岀电压随负载变化波动较⼩，从安全⾓度来看，希望短路阻抗值⼤些，使变压器短路电流倍数较⼩。⼀般来说，中⼩型变压器的U z=4%—
草甘膦母液10.5 %，⼤型变压器 U z= 12.5 %— 17.5 %。
⼆次绕组短接，⼀次绕组流过额定电流时所汲取的有功功率称为负载损耗P f。.
⑧、温升和冷却⽅式
a、温升运⾏中，⼲式变压器和油浸式变压器⼀样，铁⼼由于磁滞损耗、涡流损耗，绕组由于电阻损耗、杂散损耗及引
线损耗等⽽产⽣热量。其中⼀部分热量储存于变压器的发热体中，使发热体本⾝温度升⾼，另⼀部分热量则周围的介质中。⼲变所有的电磁载体，如铁⼼、绕组、引线以及漏磁场所能交链的结构件等，
均为发热体，其中铁⼼和绕组则为主要的发热体。发热体产⽣的热量，除使⾃⾝的温度升⾼外，也使周围介质温度升⾼，特别是局部温升过⾼可能造成绝缘过早损坏，或由于绝缘介质长期受⾼温作⽤⽽发⽣绝缘⽼化，也会逐渐丧失绝缘性能。众所周知，变压器的寿命就是绝缘寿命，当要求变压器具有⼀定的寿命（20— 30年），则其绝缘材料就应保证在⼀定温度下具有相应的寿命。
各种绝缘材料的耐热等级的允许最咼⼯作温度是⼀定的。如表
表
玻璃钢蓄水池由于应⽤B、F、H绝缘材料。
提⾼绝缘材料的耐热等级，采⽤ H级绝缘材料是⼲式变压器当前的发展⽅向。
⼲式变压器各部位的温度是不同的。在额定运⾏条件下，并保证绝缘具有正常寿命时，各部位的温度不应超过相应的绝缘材料的允许最⾼⼯作温度。
⼲式电⼒变压器各部位的温升是指发热体对周围空⽓的温升，但周围空⽓温度在⼀年四季是变化的，负载也是随时间⽽变化的，因⽽变压器各部位的温度也是随时间⽽变化的。变压器绝缘寿命取决于变压器整个绝缘系统的最热点温度，⼲式变压器在额定负载下，最热点温度不超过绝缘允许的最⾼⼯作温度，在此温度下⼲式电⼒变压器可连续运⾏20—25年对于不同耐热等级的⼲式电⼒变压器，绕组最热点与平均温度之差是不同的。对于H级绝缘⽽⾔，由于绝缘的耐热等
级提⾼，变压器体积的相对减少，散热条件变差，从⽽使温度增⼤。在⼲式电⼒变压器中，虽然在⼀定的时间允许绕组最热点温度达到各耐热等级绝缘材料允许的最⾼温度，但是不能长时间维持此温度，否则也会影响绝缘的寿命。
为提⾼⼲式变压器的负载能⼒，对于容量较⼤的采⽤强迫风冷，以提⾼⼲变的散热效果。
⼲式变压器的铁⼼和绕组中产⽣的热量靠热传导、对流和辐射形式直接散于周围的冷却介质（空⽓）
中去。它的主要散热⽅式为对流散热。对流分为⾃然对流和强迫对流两种。
（1）、⾃然对流
对流散热是使⽓体（空⽓）流过固体（发热体）表⾯，在发热体与空⽓之间发⽣热交换过程，参加⾃然对流过程的冷却介质层的厚度不⼤，空⽓的对流层⼀般为12— 15mm为了提⾼绕组的冷却效果，在绕组内部设置了冷却⽓道，以增加散
热⾯积，⽓道由于位于绕组内部，所以只有对流散热作⽤，⽽⽆辐射散热作⽤。同时由于⽓道壁与空⽓的摩擦⽽产⽣⽓阻，对对流有⼀定的影响，故⽓道不是完全有效散热⾯。
（2）、强迫对流
在对流散热情况下，最⼤温差岀现在紧贴于发热体表⾯的介质不动层中。在⾃然对流时，空⽓流动速度约为每秒⼏⼗厘⽶。当采⽤轴流风机或其它冷却系统来加速空⽓流动时，即可减少发热体表⾯空⽓不动层厚度，从⽽减少温差。此时空⽓的流速将明显影响换热的效果。
b、冷却⽅式变压器的冷却⽅式由冷却介质种类及其循环种类来标志。冷却介质种类和循环种类的字母代号如下表
表2—8—2 冷却介质、循环种类的字母代号
冷却⽅式由⼆个或四个字母代号表⽰，依次为线圈冷却介质及其循环种类；外部冷却介质及其循环种类。冷却⽅式的代号标志及其应⽤范围如表2—9—3。
⑨、空载电流，空载损耗
当变压器⼆次绕组开路，⼀次绕组施加额定频率的额定电压时，⼀次绕组中流过的电流称为空载电流⼁0。其较⼩的有
功分量l oa⽤以补偿铁⼼的损耗，其较⼤的⽆功分量l or⽤于励磁以平衡铁⼼的磁压降。空载电流
I 0=Vl 0a2+ I 0r2
通常I o以额定电流的百分数表⽰
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议