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1、关于电气设备的运行和维护第一页，讲稿共七十四页哦电气设备的运行和维护电气设备的运行和维护变压器构造原理变压器构造原理变压器的运行维护变压器的运行维护电动机的构造原理电动机的构造原理电动机的运行维护电动机的运行维护二次控制设备二次控制设备继电保护系统继电保护系统第二页，讲稿共七十四页哦第一章：变压器第一章：变压器一.变压器的种类和作用：1.按用途可分为：电力变压器：升压和降压实验变压器：产生高电压实验电气设备。调压器：自耦调压器，移圈式调压器，磁饱和调压器。测量变压器：电压互感器、电流互感器。其他用途变压器：电炉变压器、整流变压器、电焊变压器、控制变压器、冲击变压器等。2.按结构分：双绕组变压器
2、（双圈）用的最多。第三页，讲稿共七十四页哦 三绕组变压器(三圈）自耦变压器3.按相数分：单相 三相 多相（整流用多相变）4.按冷却条件分：油浸变压器（油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环、强迫风冷、强迫水冷）干式变压器 充气式变压器（变压器箱内充满特种气体）5.按调压方式分：无激磁（无载）调压变压器 有载调压变压器6.按中性点绝缘水平可分：第四页，讲稿共七十四页哦全绝缘变压器（变压器绝缘水平与首端水平相同。半绝缘变压器(中性点绝缘水平比首端低二.变压器的作用：1.降低变压器各级别的电压等级，以满足各种不同电压等级的电气设备使用。2.提高电压，减少送电损失（电力系统传送电能过程中，必然会产生
3、电压和功率的损耗，在输送统一功率时，电压损耗与电压成反比，功率损耗与电压的平方成反比。）第五页，讲稿共七十四页哦三.变压器的工作原理：U11一次侧二次侧主磁通铁芯U2工作原理：在主磁通的作用下，两侧线圈分别感应起电势E1和E2,电势的大小与匝数成正比，忽略内阻抗压降，感应电势旧等于端电压，电势大小不同即电压大小不同，这就是变压的原理。（电生磁，磁生电的电磁现象。）第六页，讲稿共七十四页哦要点：如果不考虑变压器的损耗，二次输出功率一次输入功率；即二次电压二次电流一次电压一次电流 变比KU1/U2W1/W2变压器二次电流增加，一次电流也自动增加（当变压器二次空载时，一次侧仅流过产生主磁通的激磁电流
4、，外加一次电压不变激磁电流不变主磁通不变当二次侧加负载电流后，也在铁心中产生磁通，主磁通的变化影响到一次，一次侧要保持主第七页，讲稿共七十四页哦 磁通不变，必将另外再流过一部分电流，这一部分的电流是随二次电流的增减而增减的。）这是从磁路上的理解，从电路上也可以看出：当二次电流产生的磁通改变了一次电流所产生的磁通时，相当于一次线圈的感抗起变化，即阻抗变小了，这样在外加电压不变的前提下，由于电路中阻抗变小，一次电流当然要增加，这增加部分即是一次电流中用来平衡二次电流的部分。第八页，讲稿共七十四页哦第九页，讲稿共七十四页哦第十页，讲稿共七十四页哦四.变压器的构造：1.铁芯：用导磁性能很好的硅钢片叠放
5、组成闭合磁路（为减少涡流损失，硅钢片的螺栓均做绝缘处理。）2.线圈：原、副线圈是用铜线或铝线绕成园筒形的多层线圈，绕在铁心柱上导线外边采用纸绝缘或纱包绝缘。3.油箱：室变压器的外壳，内装铁心、线圈并充满变压器油，变压器油起绝缘和散热的作用。4.油枕：当油随油温膨胀或缩小时，油枕起储油及补油的作用，保证变压器充满油。同时，由于装了油枕，室变压器缩小了与空第十一页，讲稿共七十四页哦气的接触面，减少油的劣化速度，侧面装有一个油位计（油标管），监视油的变化。5.呼吸器：由铁管和玻璃容器组成，内装干燥剂（硅胶），当油枕内的空气随变压器油的体积膨胀或缩小时，排出或吸入的空气都经呼吸器过滤，保证油的清洁和干
6、燥。6.气体继电器：是油浸式变压器所用的一种保护装置，由于变压器内部绝缘击穿、匝间短路、铁心烧毁等故障二使油分解产生气体或造成油流涌动时，使继电器的接点动作，接通指定的控制回路，并及时发出信号或自动切除变压器。还可以取气样进行观察分析气体的颜色和数量。第十二页，讲稿共七十四页哦7.瓦斯继电器：变压器主保护，装在变压器的油箱和油枕的连接管上。瓦斯继电器的上接点接信号回路，下接点接跳闸回路。8.散热器（又称散热翅、冷却器）扇形、园形、排管等，散热面积愈大，散热效果愈好，当变压器上层油温和下部油温产生温差时，通过散热器形成油的对流。9.绝缘套管：引接线（有纯瓷、充油、和电容等不同形式。）10.分接开
7、关：调压用，一般变压器的一二次线圈都有3至5个分头位置（三分头中间分头2为额定电压，相临分头相差5%，多分头的相差2.5%）操作部分装于变压器顶部，经传动杆伸入变压器油箱。第十三页，讲稿共七十四页哦11.温度计：包括一个带电接点的温度计和测温管（外包），这两者用金属软管连接，测温包固定在油箱顶盖上的一个开口套筒内，套管内注满绝缘油，测温管内充满氯化或乙醚液体，当油温变化室，氯化甲烷的压力也跟着变化，使弹簧管变形而使表计的指针偏转，指示出相应的温度，在指针的轴上固定有一个接触板，它沿着两个带有触头的扇形片滑动，当温度上升到指针整定值时，两对接点分别导通，给出信号或启动自动冷却系统。第十四页，讲稿
8、共七十四页哦第十五页，讲稿共七十四页哦五.变压器的几个重要参数：1.额定容量：(P）:厂家规定的使用条件下，在额定电压、电流连续运行时所输送的容量。2.额定电压：指变压器长期运行时，所能承受的工作电压（指中间分接头）3.额定电流：额定电流：指在变压器额定容量下，允许长期通过的电流。4.容量比：变压器各侧的额定容量之间的比值。如某变压器容量为31500千伏安，其容量比为100%、100%、67%，即变压器的一次容量、二次容量、第十六页，讲稿共七十四页哦 三次容量分别为31500、31500、21000千伏安，运行中注意按各侧所规定的容量监视负荷。5.电压比（变比）：指变压器各侧之间的电压比。6.
9、铜损（短路损耗）：指第一、二次电流流过改线圈电阻所消耗的能量之和。由于线圈多为铜导线，故简称铜损。铜损与一、二次电流的平方成正比，铭牌上所标的千瓦数系指线圈在75时通过额定电流的铜损。7.铁损：指变压器在额定电压下，（二次开路），在铁芯中消耗的功率。其中包括激磁损耗和涡流损耗。8.百分阻抗（短路电压%）：指指变压器二次短路，一次施加电压，并慢慢使电压加大，第十七页，讲稿共七十四页哦 当二次产生的短路电流等于额定电流时，一次所施加的电压叫短路电压，铭牌上用的是百分数来表示，即：（短路电压%）短路电压/额定电压100%注意：注意：三圈变压器的百分阻抗有高、低压间、高中压间和中低压间三个百分阻抗，测
10、高低压百分阻抗时，中压线圈需路，测高中压百分阻抗百分阻抗值时，低压线圈需开路，测中低间百分阻值时，高压线圈需开路。9.空载电流：指变压器在额定电压下空载（二次开路）运行时，一次线圈中通过的电流。一般以额定电流的百分数表示。即o%o/e100%第十八页，讲稿共七十四页哦六.变压器的极性:本来，交流电路里是没有+极性的，但在一个极短的时间中，变压器一次线圈的两个接头必定有一个接头的电流流入的，另一个是流出的，二次线圈也一样，一个流入，一个流出，当一次电流流入的接头和二次电流流出的接头为同方向便是同极性。一般单相变压器一二次引线上标有+符号，相同的为同极性，所以用“+”或“”标志不是说这一端永远是正
11、或永远是负的意思，而是说明这个线圈标标“+”的一端和那个线圈标“+”的一端是同极性。对于两个线圈的连接来说，如果两个线圈的同极性端连在一起，称为减极性，连接此时两线圈的电势是相减的，如果两线圈的异端连在一起，称加极性连接，两线圈的电势是相加的。第十九页，讲稿共七十四页哦那如何检查判断变压器的同极性？干电池变压器或互感器接好线后，如果连接线搭接在变压器高压侧未接上线的一端上，万用表指针正转，说明接在电池正极上的端头和接在万用正极上的端头属于同极性。如果指针反转，那旧说明接在电池正极的端头和接在万用表负极的端头属于同级性。低压侧高压侧变压器万用表第二十页，讲稿共七十四页哦为什么要搞清楚变压器的极性
12、呢？因为变压器两侧线圈中的电压和电流是存在油相位关系的，而在日常工作中遇到要考虑变压器的接线组别及几台单相变压器进行串并联连接时，就都要搞清楚它们的极性。第二十一页，讲稿共七十四页哦七.变压器的接线组别：三相变压器的一次线圈和二次线圈间电压或电流的相位关系就叫变压器的组别。相为关系实际上就是角度关系，而变压器的一二次各量的相位差都是30度倍数，这刚好与时钟一样有30度的分时针关系，这就有了变压器组别的最常用方法-时钟表示法：时钟表示法就是把变压器高压侧的线电压（或线电流）的向量作为长针，第二十二页，讲稿共七十四页哦 永远固定在12上，低压侧的线电压（或线电流）向量作为短针，再根据角度关系固定在
13、时针上。如：Y/Y0-12接线，由于一次绕组和二次绕组同相，线端标号一致，所以一二次侧相对应的相电势是同相，其向量图如下图所示，若将图中A和a重合绘在一起看，则二次侧线电压向量Uab与一次侧线电压向量UAB也是同相，按规定UAB永远固定在12点上，即二次Uab也是12点，所以此此接线为12，记做Y/YO-12第二十三页，讲稿共七十四页哦ABCEAEaUabUAB向量图向量图接线图接线图线电压线电压相电压向量图相电压向量图abcEcEcEbEBECEaEbEAEBEC第二十四页，讲稿共七十四页哦 又如：Y/-11接线，其连接顺序为ax-cz-bg,根据减极性的特点，两侧相电势为同相，又由于二次三
14、相绕组接成形，其线电压与相电势相等，从向量图可以看出，二次侧线电压Uab等于相电势Ebc,若将向量图中A和a重合绘在一起来看，则二次侧线电压向量Uab越前于一次侧线电压UAB30度，当向量UAB指在钟表12点，则向量Uab应指在11点，故这种接线组别记作Y/-11,如下图：EAabcxyzzyxBCAEaUABY/-11向量图向量图Y/-11接线图接线图UababcabcABCCAB00第二十五页，讲稿共七十四页哦八.变压器的接线方式:接线方式的不同,直接关系到变压器的运行性能,制造和运行的经济性.下面介绍两种常用连接方式的优缺点:一.Y/Y接线(包括Y/Y0)优缺点:1.Y形和形相比,在承受
15、同样线电压情况下,Y形的每相线圈承受的电压较小,故在制造上的绝缘材料较少,二由于每相流过的电流较大(Y形相电流等用线电流)选用导线截面较粗,故线圈的机械强度较好,较能耐受短路时的机械力.第二十六页，讲稿共七十四页哦2.中性点可以任意抽取,适用于三相四线制且Y接抽头放在中性点。3.在同样的绝缘水平下,Y接比接可获取较高的电压。4.由于选用导线较粗,可使匝间有较高的电容,能耐受较高的冲击电压。其缺点是：1.这种接线因磁通种有三次谐波存在,将使油箱发热和影响变压器运行效率。2.中性点应直接接地，否则中性点电位不稳定会严重位移。（规定中线电流不超25%）第二十七页，讲稿共七十四页哦3.一相发生故障只好
16、停用。不象形接法的变压器可暂时接成形使用。二.Y0/或/Y接线:优点:1.二次电势中没有三次谐波和Y/Y接线中的主要弊病。2.根据需要可在一次侧（采用Y0/)或在二次侧（采用/Y0)抽取中性点。3.由于其中有一侧接成形，可基本维持另一侧Y接的中性点稳定。4.因为接线组别是单组数，即原来有不同组别的两台变压器可以在改变外部首尾端标号的条件下并列，不需抽出器身重新接线。第二十八页，讲稿共七十四页哦缺点:三.有关三次谐波：非正弦波总可以分解成许多不同频率的正弦的高次谐波和基波，这些高次谐波中影响最大的是三次谐波。三次谐波的特点是三相的量在时间上同相、幅值相等。一台变压器运行中带上额定电压，铁心饱和后
17、电流再增加,并不能使铁心里的磁通增加多少，磁通是平顶波（非正弦波），这时在铁心中会有三次谐波出现，它是以变压器外壳为通路，借铁心的铁件、空气、第二十九页，讲稿共七十四页哦 油等构成回路，使铁壳中通过有150周/秒的三次谐波磁通,三次谐波磁通会产生涡流损耗,降低效率(最高可达变压器铁心损耗的50-65%)。三次谐波产生的2电势可达基波电势的40-50%叠加在基波上数值就相当高了,好在实际上三相三柱式变压器捉弄的三次谐波磁通的磁路中磁阻很大,三次谐波磁通不多,这使得总磁通仍接近正正弦波,固电势也接近正弦波.第三十页，讲稿共七十四页哦九.变压器分接头的调压作用：改变分接头位置，就是改变变压器的匝数，
18、也即改变变压器的变比。变比KW1/W2U1/U2,很容易看出:分头在一次侧,改变一次侧线圈匝数改变K,K值一改变,加同样的电压U1情况下二次电压U2U1/K自然起变化,这就起了调节电压的作用.如:一台60005%/400的降压变压器,分接头放在额定电压位置室,变比K6000/40015,这时当高压侧加6000伏时,低压电压为400伏,现在要降低二次电压,根据公式U2U1/K来看,应增加K,也即增大K,也即增大高压侧的匝数,第三十一页，讲稿共七十四页哦 调分接头旧应该往5%这个分接头调,这时,变比K6300/40045.8,二次电压就可以调到6000/15.5380伏.从原理上讲,抽分头从哪一侧
19、抽都可以,但一般无激磁(无载)调压变压器抽分头都在高压侧,这是因为:变压器高压线圈套在低压线圈外面,抽头抽出和连接更方便.高压侧电流小,引出线和分接开关的载流部分可以截面小些,接触不良的问题也较易解决.第三十二页，讲稿共七十四页哦十.变压器油的作用：变压器油由石油提炼而成。其作用是绝缘和冷却。变压器油的指标有十几项，主要有:粘度：粘度说明油的流动性好坏。粘度越低，流动性越大变压器冷却越好，老化时粘度就增高。运行中常用“安氏度”计量变压器油的粘度，称“条件粘度”，即规定50时油流出的时间与20时统一体积的水流出的时间之比，规程规定粘度不应超1.8。（新油）闪光点：在一定条件下油被加热到某一温度，
20、其蒸气与空气形成的混合物，若将小火苗移近，该混合物着火，这温度就叫闪光点。闪光点标志着油的蒸发量，当油蒸发时，体积就缩小，粘度增大，并出现有爆炸性的气体。第三十三页，讲稿共七十四页哦规程规定：闪光点不得低于135，如果运行中油的闪光点比初始低5，说明有问题。而油的老化（如由于线匝短路，铁心起火等局部高温引起老化）会使闪光点剧烈降低。溶解于水的酸和碱：由于油在加工过程中清洗得不够，可能残留一部分矿物酸和碱，另外油的氧化也会形成一部分酸，这些可溶于水的酸和碱会促使油又早又快地老化，且会腐蚀金属部分和绝缘材料，降低绝缘强度，因此规定不论时新油或运行油，都部应含有不溶于水的酸和碱。第三十四页，讲稿共七
21、十四页哦酸价：为了中和一克油中所含自由酸性化合物所必须的氢氧化钾的毫克数称为酸价。酸价增大，说明油已处于氧化初始阶段，这时油的其他特性尚为改变，根据酸性的大小，可以判断油的老化程度，规定;油的酸价不得大于0.4。机械混合物：加油过程落入的脏物，运行中由于油被电弧烧糊留下的碳末，以及绝缘部分掉下纤维等，都叫机械混合物，既可造成导电的路径影响绝缘强度，油可能沉积于绝缘表面或堵塞油道影响散热，所第三十五页，讲稿共七十四页哦 以必须在大修时或运行中用滤油机或真空分离机加以净化。电气绝缘强度（抗电强度）：油的抗电强度是以击穿1厘米的油层所需的电压（伏数）计量。规程规定：用于35KV及以上的变压器油，1厘
22、米后的油击穿电压应在35KV以上运行油和40KV以上（新鲜油），用于6KV-35KV变压器，击穿电压应在25KV(运行油）和30KV(新鲜油）以上，油于6KV以下的变压器油，击穿电压应在20KV(运行油和25KV（新鲜油）以上。第三十六页，讲稿共七十四页哦 击穿电压于油中含有水分和机械混合物的多少油很大的关系，因它能反应油中是否含有水和杂物。水分：运行中油于空气接触常从空气中吸收潮气，使油中油了水分。水分的存在有两个害处：已是使机械混合物的油耐压水平更加降低，二是水分易和别的元素化合成低分子酸，腐蚀绝缘，不过，油的吸潮也是易饱和的，（实验发现：随着水分含量的增大，水分对击穿电压的影响反而减少。
23、）第三十七页，讲稿共七十四页哦油的颜色：新鲜油通常是亮黄色的或天蓝色透明的，运行中由于油在老化时形成的沥青和污物影响，油的颜色会变暗，严重时呈棕色。注意：炭末对油的颜色油很大运行。两种牌号的油最好不要混合使用，因为油的添加成分不同，混合后可能影响油质，如果混合使用，必须将混合油做抗氧化安定兴实验，并检查混合油的其他油质标准是否合格。第三十八页，讲稿共七十四页哦十一自耦变压器与普通变压器的区别：与普通变压器相比，自耦变压器的一二次侧线圈不仅油磁的联系还油电的联系。而普通变压器一二次线圈仅有磁的联系。如下图：U1U212aAXxaaAXX1X铁芯公共线圈串联线圈电压互感器的原理接线图：第三十九页，
24、讲稿共七十四页哦十二电压互感器和普通变压器的区别 电压互感器实际上时一致降压变压器它的一次线圈匝数很多，二次线圈匝数很少，一次侧并联地接在电力系统中，二次侧可并接仪表、继电器线圈等负载，由于这些负载阻抗很大，通过的电流很小，因此电压互感器的工作状态相当于变压器空载情况。U1U2ZZ12z1z2第四十页，讲稿共七十四页哦十三电流互感器与普通变压器的区别：电流互感器的工作原理：当一次线圈流过电流时，铁芯中产生交变磁通，该磁通在二次闭合回路中感应出电势电流。电流表接在二次侧，油串接的电流表测出的二次电流值乘上互感器变比，就是代表一次电流值。电流互感器的一次匝数很少仅一匝或几匝，而二次线圈匝数却很多，
25、互感器的一次是个强大的电流源，一次电流在铁芯中产生磁通的多少取决于二次回路的情况，第四十一页，讲稿共七十四页哦 因为二次电流产生的磁通对一次电流产生的磁通是起去磁作用的所以可以把一次电流看成两部分，一部分是激磁用的激磁电流，一部分是用于平衡二次电流所产生的磁通的，如果二次开路，则全部电流都用于激磁，就会产生磁饱和而产生危险的高电压。二次电流一般为5安,也有的为1安。与普通变压器相比的不同处：电流互感器的二次回路所串的负载是电流表和继电器线圈，阻抗很小，因此相当于二次短路状态下运行的变压器。第四十二页，讲稿共七十四页哦变压器的一次电流随二次电流的增减而增减，可以说是二次起主导作用，而电流互感器的
26、一次电流油主电路负载决定而不由二次电流决定，故是一次起主导作用。变压器的一次电压决定了铁芯中的主磁通，因此一次电压不变，二次电势也基本不变，而电流互感器却不然，当二次回路的阻抗变化时，也会影响二次电势。电流互感器之所以能用来测量电流，即二次即使串上几个电流表也不减少电流，是因为它是一个恒流源，且电流表的阻抗小，串进回路对电流影响小，它不象变压器，二次侧第四十三页，讲稿共七十四页哦 一加负载，对各个电量影响很大。（但这个看法只适用于额定负载范围内，一旦负载增大到超过允许值，也会影响二次电流，且使误差增大到不能允许的程度。）第四十四页，讲稿共七十四页哦第二章：变压器的运行和维护：一.变压器自身方面
27、采取的过电压保护措施：变压器运行中因某种原因使变压器上的电压超过额定值叫“过电压”，分两类：一种是大气过电压：是因打雷引起的过电压，可达额定相电压的8-12倍；另一种是操作过电压：因系统开关操作时，电气设备投入或退出运行过程中，因系统中电磁能的转换产生的过电压，其数值一般为额定相电压的2-4.5倍。第四十五页，讲稿共七十四页哦 因为操作过电压是电力系统内部产生的，所以它的大小与系统的额定电压有关，系统的额定电压高了，操作过电压的绝对值也高，因此，绝缘的耐电强度在220千伏以下系统，主要由大气过电压决定，而220千伏以上系统，操作过电压将占主要地位。过电压具有短时脉冲性质，而操作过电压常会引起周
28、期性的冲击波，大气过电压的冲击波如下图所示：第四十六页，讲稿共七十四页哦第四十七页，讲稿共七十四页哦 变化过程很快的冲击波作用在变压器上与工频电压作用在变压器上的后果不同，这是因为冲击波的频率很高，波前陡度很大，就好像一个很高频率的正弦波的一部分，如一个波前时间为1.5微秒的冲击波，其频率相当于160千周。如果说我们在分析工频电压下变压器内部的电压分布情况时，只需考虑变压器的电阻和电感（或感抗）的影响就行可在分析冲击波作用下变压器内部电压分布情况时，则还要考虑电容（变压器线圈间，各线圈间和线圈与铁心间都存在一定数值的电容）的影响。第四十八页，讲稿共七十四页哦 变压器的构造虽然很复杂，但从电路的
29、观点来看：变压器不外乎是由电阻、电感、电容组成，过电压的冲击波从起始电压分布（曲线1）过渡到最终电压分布（曲线2），有震荡现象。因为在这个过程中，发生作用的不仅有线圈的电容，还有线圈的电感，这两者构成震荡现象回路，在震荡过程中，在线圈不同的点上将分别在不同的时刻出现最大电位（对地电压），线圈各部分可能出现的最高对地电压如下两图中的曲线3所示，这个电压可升至2倍的冲击电压值，有可能造成线圈对地主绝缘的损坏。第四十九页，讲稿共七十四页哦 而不论变压器的中性点是否接地，在起始得瞬间的电压分布，都使线圈的首端几匝线圈间出现很大匝间电压（或叫“电位梯度”），因此头几匝线圈的匝间绝缘受到威胁最严重。（这时
30、最高匝间电压可能高达额定电压下运行的50-200倍）。如下两图所示：（注：曲线1为为冲击波的起始电压分布；曲线2为过渡到最终电压分布 曲线3为线圈各部分可能出现的最高 对地电压分布）：第五十页，讲稿共七十四页哦第五十一页，讲稿共七十四页哦 在2.5倍额定电压下的过电压，变压器是能够承受的因设计时已考虑了必要的绝缘强度，超过2.5倍，不管哪种过电压，变压器绝缘都有损坏的可能，故一般都要采取保护措施：1.装设避雷器：如在一二次母排安装避雷器2.加强绝缘：加厚绝缘 改善匝间电容：如在高压侧线圈端部加静电板（静电环）或绕在绝缘纸板上制成的一个金属开口环，放在高压线圈的上端，第五十二页，讲稿共七十四页哦
31、 并且在电路方面和高压线圈的首端相连，其作用就是增加附加电容因为静电板与线圈端部各匝之间存在着附加电容使变压器线圈各匝的对地电容电流可由通过附加电容的电流供给，这样使得各匝间电容中流过的电流近似地相等，从而使起始电压分布变得比较均匀，使线圈首端的砸间电压降低了，且过渡阶段的震荡现象也大大减弱了。如下图所示：第五十三页，讲稿共七十四页哦第五十四页，讲稿共七十四页哦第五十五页，讲稿共七十四页哦 除了使用静电板外，也还有使用静电圈的，工作原理相似，它是一个开口金属环，罩在最初几个线圈的外面，作用也是增加附加电荣，改善起始电压分布，减小震荡。二二.运行电压太高或太低对变压器的影响：运行电压太高或太低对
32、变压器的影响：最理想的电压是额定电压。但由于系统电压在运行中随负荷变化波动相当大。两种情况：1.电压低：这对变压器本身没有任何不良后果（当然会受制于用电设备）第五十六页，讲稿共七十四页哦2.电压高于额定值：此时铁心的饱和程度增加，这会使电压和磁通的波形发生严重畸变，并使变压器的空载电流大增。铁心饱和后，电压波形中的高次谐波值大大增加，如磁通密度在10000高斯的情况下，三次谐波等于基波的21.4%，在14000高斯的情况下，三次谐波等于基波的27.5%，而在20000高斯的情况下，则达到基波的69.2%，电压波形的畸变也即出现高次谐波其害处是：引起用户电流波形的畸变，增加电机和线路上的附加损耗
33、。第五十七页，讲稿共七十四页哦可能在系统中造成谐波共振现象，并导致过电压使绝缘损坏。影响电讯线路，干扰电讯的正常。规程规定：不论电压分接头在任何位置，变压器外加电压不超过额定值的105%，则变压器二次侧可带额定电流。三三.变压器的不对称运行：变压器的不对称运行：出现不对称运行的三中情况:三相负载不平衡；由三台单相变压器组成三相变压器组其中有一台变比或阻抗电压不同；不对称接线如二火一地制；最常见的为三相负载不一样造成的不对称运行。例如小变压器供电给照明、电焊、加热、单相电机等性质的负载，使流过变压器的三相电流不对称，第五十八页，讲稿共七十四页哦 造成二次侧三相电压不对称，这种不对称运行，主要需要
34、考虑的是，在运行中要监视按Y/Y0-12接线的变压器的中性线电流不得超过低压线圈额定电流的25%。如下图所示的三相电路，若只在某相加负载，会使该相电压明显加大，（即该相端电压下降，另两相端电压升高）:第五十九页，讲稿共七十四页哦第六十页，讲稿共七十四页哦 从图中可以看出：由于各项叠加了零序电势，使三相电压变得不对称，中性点发生了严重的位移现象，（三个线电压仍保持对称），从向量图中可以看到，加负载的那相端电压下降，另两相端电压升高。如果该相负载加得很大，就可能使该相端电压急剧下降，就象一些配电变压器当某相接单相电焊机，电焊时使接在另两相上的照明灯等单相用电设备烧坏就是这个道理。第六十一页，讲稿共
35、七十四页哦四四.变压器运行中出现异常高热的原因和判断方法：变压器运行中出现异常高热的原因和判断方法：1.分接开关接触不良：使接触电阻增大引起发热，由于损耗R，R大损耗大，于是形成异常发热。分接开关接触不良的原因是：接触点压力不够；开关接触处有油泥堆积，使动静触点有一层油泥膜；接触面小使接点熔伤；定位指示与开关实际位置不太对应；判断方法：注意轻瓦斯动作情况；取油样化验作色谱分析（观察油的闪点是否迅速下降）检测三相分接头的直流电阻值；第六十二页，讲稿共七十四页哦2.线圈匝间短路：（约占变压器损坏的77%-80）线圈制造时敲打，弯头、压紧等机械损伤，或铜刺铁刺伤绝缘留下隐患；运行日久绝缘老化，变松脆
36、使导线联通；油的堵塞、油流死角使局部绕组高热；油位下降，使线圈露出失去冷却介质；电动力使某些线匝发生轴向或幅向位移将绝缘磨损；油位下降使线圈露出油面失去冷却介质；长期过负荷运行，使铜线温度太高绝缘变脆。第六十三页，讲稿共七十四页哦判断方法：（注意：匝间短路往往发生在过电压或过电流后)油温不正常上升；从电流表观察发现；轻瓦斯动作（尤其短路匝处高热时，油象沸腾似的注意听能听到“咕噜咕噜”声）；取气体分析：做变压器三相绕组的直流电阻测试；3.铁芯硅钢片间存在短路回路：原因：外力损伤或绝缘老化等原因使硅钢片之间漆皮绝缘损坏，严 重时会熔伤造成所谓的“铁芯起火”；铁芯的穿芯螺杆绝缘套管损坏，也会造成环流
37、（包括两端的绝缘垫圈夹件等因拧紧损伤；第六十四页，讲稿共七十四页哦判断方法：色谱分析：检测空载电流损耗比原来的明显增加；测穿心螺杆对铁芯的绝缘电阻；吊芯检查；综上所述，高热、油的劣化是上述故障的共同现象，对运行人员来说，直接判断是哪个部位的故障是比较困难的，但是可根据变压器的历史与当前的运行现状比照，和综合分析，监视油温，听变压器声音及轻瓦斯动作后引起及时注意，是可以发现变压器的运行故障。第六十五页，讲稿共七十四页哦五.变压器的耐热能力与允许温升：变压器的耐热分析：1.变压器的材料组成为两大类即金属材料和绝缘材料。因金属材料可耐住较高温度，所以主要就考虑耐热较低的绝缘材料，而不同种类的绝缘材料
38、耐热能力也不同，一般油浸电缆纸或纸板等为105，而云母石棉玻璃灯为基础的绝缘材料的耐热温度为130，一般有油浸变压器各部分允许温升如下表所示：第六十六页，讲稿共七十四页哦第六十七页，讲稿共七十四页哦 根据实验得出这么一条法则：温度每增加10，变压器的2氧化速度增加一倍，也即老化速度加快，而油的老化会使油的一切性能都变坏，如油色变深暗、混浊、粘度酸度灰度增加，绝缘性能变坏等；（油在其温差20-30时散热效率比空气高15倍）3.再看不变压器寿命，引起绝缘老化的主要原因是温度，研究结果显示：若在正常的运行条件下，也即线圈温度连续地维持在98时，变压器的寿命一般为20年。第六十八页，讲稿共七十四页哦允
39、许温度：规定变压器一般允许运行温度不高于85，而上层油温不得超95，这个数值是和线圈最高温度105相对应得，因为当上层油温为95时，即油的最高温升为55，而对应的油平均温升为40，而一般变压器线圈对油的温升为25，所以当规定上层油温为95时，则线圈的最高允许温度为：周围气温最大值40加上油对空气的平均温升40，再加上线圈对有的温升25，即404025105，监视上层油温不超过95，也就是相当于监视线圈的温度不超过105.第六十九页，讲稿共七十四页哦 需要说明的是：105并不是说变压器可以长期处在这个温度下运行，如果连续处在105这个温度下，绝缘会很快损坏，应当说，变压器的大部分时间处在较低的稳
40、定，只有异常时短短几个小时处在这个较高允许温度，那是没有危险的。五五.变压器的短时过负荷运行：变压器的短时过负荷运行：变压器是可以过负荷（即高出额定容量）运行的。而正常过负荷的必须条件是：不损害变压器的使用期限。那么，变压器过负荷的能力哪里来呢?第七十页，讲稿共七十四页哦原来，变压器的寿命由绝缘材料的老化程度决定，而绝缘材料的老化又取决于温度、氧气、含潮率（绝缘材料中的水分），不过温度是起决定性的作用。实践证明：温度每增加8，变压器的寿命就要减少一半，（注意：寿命是指变压器绝缘材料的工作温度经常保持在98，仅在很少的时间内达到A级绝缘材料最高温度105）下图所示为几种绝缘材料的寿命曲线：第七十一页，讲稿共七十四页哦第七十二页，讲稿共七十四页哦 实际上变压器的运行温度是受季节和负荷变动影响的，只要绝缘材料的稳定不超过98，变压器可以带任何负荷，这就引出了“过负荷能力”的概念，第七十三页，讲稿共七十四页哦06.04.202306.04.2023感感谢谢大大家家观观看看第七十四页，讲稿共七十四页哦