变压器基础知识 2012年2月 前言
本章节内容是针对市场部新进厂销售人员了解变压器基本知识的读本。为便于销售人员尽快熟悉所销售产品的特性，本手册采用问答的形式，将目前电网的配套情况、配电变压器（尤其是干式变压器）的运行要求以及变压器的工作原理等基本概念做了简要的陈述。
变压器基本知识
变压器是如何分类的？
根据用途，变压器一般分为电力变压器和特种变压器两大类。
电力变压器又可分为升压变压器、降压变压器、配电变压器和联络变压器等。
※升压变压器：把电压升高，以便远距离输送电能。因为输送的电功率一定时，只有将电压升高，电流才可能减少，从而可以减少输电线路的能量消耗。
P = I2 R
——电流越小，能量损失就越少，线路损耗就越低
※降压变压器：变压器还能把电压降低，满足用户的需求。在用电的地方，建立一次和二次变电站，用降压变压器把传输来的高压电能降到合适的电压，最后用配电变压器把电能直接送给用户。
我国输变电线路的电压等级有哪些？ 我国输变电线路的电压等级有：
6、
10、
35、60、
110、220等。
由于线路的始端（电源端）电压要比这些数据高。10kV以下的电压等级始端要高5％，10kV以上的电压等级要高10％。因此变压器的额定电压也相应提高，所以线路始端变压器的额定电压为
6.3、10.5（11）、38.
5、6
6、1
21、242等。 变压器的工作原理是怎样的？
变压器的基本工作原理就是电磁感应原理，及“电生磁，磁生电”的一种具体应用。 干式变压器本体由哪些主要部分组成？
干式变压器主要由铁心、线圈和绝缘材料组成。 铁心
铁心是变压器的基本部件，是变压器的磁路和器身安装的骨架。
※在原理上，铁心的磁导体是变压器的磁路，它把一次电路的电能转换为磁能，又将自己的磁能转换成二次电路的电能，是能量转换的媒介。 ※在结构上，铁心的夹紧装置不仅使磁导体成为一个机械上完整的结构，而且在其上面套有的带绝缘的线圈，支撑着引线，并几乎安装了变压器内部的所有部件。 铁心的绝缘
铁心的绝缘与变压器其它绝缘一样，占有重要地位。铁心绝缘不良，将影响变压器的安全运行。铁心绝缘有两种：铁心间的绝缘和铁心与结构件间的绝缘。
※铁心间的绝缘：铁心片间要有一定的绝缘。通常，绝缘电阻应在60～105Ωcm2左右，现采用的冷轧取向硅钢片表面敷设厚δ＝0.0015～0.003的无机磷化膜以满足这一要求。
※铁心片与结构件间的绝缘：铁心片与结构件间的绝缘，包括与夹件、拉板、螺杆及垫脚间的绝缘应保持良好，绝缘电阻值应在2～3MΩ以上（2500V兆欧表）。
b）铁心的接地
铁心及其金属结构件在线圈地交变电场作用下，因所处位置不同，感应地电动势也不同，因而会产生放电现象。为防止铁心放电，铁心及其金属结构件必须可靠接地。 铁心是由许多硅钢片叠压而成，如铁心有两点或两点以上接地，则铁心中磁通变化时就会在接地回路中产生感应环流。因此，铁心必须是一点接地。 线圈
对线圈的要求： 绝缘强度要求
变压器在运行中既要承受大气过电压和操作过电压的冲击，又要受到运行电压的长时期作用，因此，绝缘强度很重要。这就要求线圈的设计和制造要有足够的裕度。常规产品10kV级 工频耐压
35kV 雷电冲击
75kV
b）动稳定要求 当发生短路故障时，变压器要求要承受强大的短路电流的冲击，故要求线圈有足够的机械强度能承受强大的电磁力的冲击而结构不发生损坏。通过突发短路试验给予验证。
c）散热能力要求
在绝缘加工中，均有由撑条、垫块等组成的满足电气强度的散热气道，以达到热稳定性能的要求。可通过温升试验给予验证。 绝缘材料
绝缘材料在变压器中用以将导电部分彼此之间和导电部分对地（零电位）之间的绝缘隔离。用于各种支撑件时，应有良好的机械性能。对绝缘材料除了有电气性能和机械性能的要求外，耐热要求也十分重要。
变压器对绝缘材料的要求主要有：
a.良好的电气性能，电阻系数要大，耐电压值要高；
b.足够的机械强度，在一定力的作用下不发生变形和破坏；c.足够的耐温性能，极小的介电损耗，较高的导热系数； d.较小的收缩率。
变压器有哪些主要技术要求？ 变压器的额定容量
按8√10倍数增加的R10的优先系列，变压器的容量为：
10、20、30、50、6
3、80、100、1
25、160、200、250、
315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500kVA等等。
2）额定电压组合和联结组别 配电变压器常见的电压组合为： 高压：6（6.3、6.6）、10（10.
5、11）、35（38.5）kV 低压：0.4kV 配电变压器通常联结组别有两种，即Yyn0和Dyn11。 空载电流和空载损耗
二次绕组开路，一次绕组施加额定频率的额定电压时，所流通的电流即空载电流I0。常用额定电流的百分比表示：
i0 = I0 / In×100％
在额定频率与额定电压下所消耗的有功功率为空载损耗，也称铁耗。
P0 = k0 Pt Gt
k0 ——加工增大系数1.2～1.5
Pt ——硅钢片的单位损耗（W/kg）
Gt ——铁心重量（kg） 阻抗电压和负载损耗
当二次绕组短路，一次绕组流通额定电流而施加的电压就称为阻抗电压。 当额定电流流过以个绕组的线路端子而另一绕组短路时，变压器在额定频率下所吸收的有功功率称为负载损耗，也称铜耗。 变压器空载合闸时为何有励磁涌流？ 当变压器空载投入线路时，励磁电流立即处于不正常状态而产生过渡现象，其峰值可能会超过额定负载电流的5倍，比正常的励磁电流，即变压器的空载电流大几百倍。该电流称励磁涌流。因此，变压器投运前常用此方法检验变压器的抗冲击能力。 7）干式变压器规格型号的字母含义是什么？ 干式变压器型号中字母的含义
SCR9-1000/10 电压等级，10kV级 额定容量，1000kVA 性能等级，9型 包封式绕组外绝缘 相数，三相
若为有载调压变压器，则为SCRZ9-1000/10 若为高原型变压器，则为SCRZ9-1000/10 GY
SGB10-1000/10 低压为铜箔绕制 非包封型干式变压器
8）干式变压器的适用场所 在防火要求较高的场所、人员密集的重要建筑物内和企业主体车间的无油化配电装置中（如电厂、钢厂、石化等）。
随着城市规模的迅速发展，人口密度增加，高层建筑大量出现，城市用电量达幅度增长。为了减少电能损失，供电设备的设置越来越靠近人口密集的区域，如学校、医院、车站、机场、办公楼、购物中心、居民住宅区等。因此，对电气的安全性、环保性要求越来越高。而干式变压器具有运行安全可靠，维护简单，能满足环境保护地特殊性能，可深入负荷中心等优点，能较好地满足上述要求。
9）干式变压器的实行标准及其市场前景如何？ 符合现行国家标准，《干式电力变压器》GB/T6450、《干式电力变压器负载导则》GB/T17
211、《干式电力变压器技术参数和要求》GB/T10228等规定及工程设计要求。
近年来，我国干式变压器发展迅速，由于其运行安全可靠，维护简单等特点，越来越受到广大用户地认可，新结构的干式变压器也不断问世，主要有环氧树脂浇注式、非包封缠绕浸渍式和缠绕包封式等结构，耐热等级有F级、H级、C级。目前，市场上仍以F级绝缘的环氧树脂浇注干式变压器占有率最高，但随着人们对环保要求的不断提高及新工艺、新材料的不断运用，H级和C级绝缘的干式变压器将具有广阔的市场前景。 10）变压器的绝缘耐热等级及温升限值有哪些？
根据GB/T6450所规定的原则，变压器的绝缘耐热等级及温升限值如下表 温度限值表表1 绝缘耐热等级℃
105 （A）
120 （E）
130 （B） 155 （F）
180 （H）
220 （C）
额定电流下绕组平均温升限值 60 75 80 100 125 150
参考温度℃
80 95 100 120 145 170
绕组热点温度℃
额定值
K
95 110 120 145 175 210
最高允许值
140 155 165 190 220 250
云南赛格迈变压器产品特点
11）Reliatran®包封式干式变压器有何技术特点？（云南赛格迈变压器产品特点） SCR系列干式变压器是1996年从法国Transfix公司引进的专利技术，经消化吸收而开发出来，代表国内先进水平的H级绝缘新型干式变压器。它的出现，大大提高了我国干式变压器的技术水平，同时，该产品也是国内第一家按欧洲标准在意大利CESI欧洲独立实验室顺利通过了三项特殊试验：防火等级达到F1级、承受热冲击能力达到C2级、环境适应能力达到E2级。 产品特点
高技术水平采用的技术标准高，除符合国标外，还采用欧洲和法国标准。
高可靠性
SCR系列干式变压器主要绝缘材料为C级绝缘的 NOMEX纸，而产品的绝缘等级为H级，因此，具有较大的过载裕度。
安全性好变压器在运行中不会释放有害气体，不会助燃及爆炸，不会对环境和人造成危害。 环保性好产品在制造、运输、储运和运行时都不会对环境造成污染。产品在使用寿命结束后，能回收，资源可以再利用。 防护能力强变压器线圈采用专门的NOMEX材料和有机硅作外包封，具有良好的抗污秽能力和防潮防腐能力。 运行与维护
一、结合SCR系列产品的特点，对干式变压器的运行作如下规定： 1.运行前检查
变压器器身和变压器的气道内无异物（特别是金属异物）。 所有紧固件是否拧紧。特别是高压分接点进出线连接点。 变压器各接地连线是否已可靠接地。
温控器接线是否完好，风机接线是否正确，器身表面是否清洁。
运行条件户内使用。运行环境应清洁、干燥，通风良好。如通风不畅或在地下室等潮湿的环境，需配备强制通风装置。
运行电压应不高于额定电压的105%，不低于额定电压的95%（无载调压）。 变压器带电部分对地的安全距离应符合下表：表2 电压等级（kV）
1 10 35
安全距离（mm）
≥150
≥300
≥500
有明显受潮或进水时，应先进行干燥处理，绝缘应满足下表要求： 表3 项目
高压对低压及地
低压对地
铁心对地
绝缘电阻（MΩ） ≥200
≥200
≥5
现场工频耐压试验。其试验值为出厂试验值的85%。工频耐压试验时，温控器与传感电缆插头必须分离。
新产品投入运行，须进行5次冲击试验，以考核变压器的机械强度，同时考核励磁涌流衰减初期是否会造成继电保护误动作。第一次和第二次冲击应相隔5~8分钟。无异常情况后，空载运行24小时。
二、无人值班的配电室其检查周期和次数应符合现场运行规程的规定： 日常检查项目表4 检查项目
检查要点
措施
运行状况
电压、电流、负荷、频率、功率因数、环境温度有无异常。
及时记录各种上限值，发现异常要查明原因。
变压器温度
分别记录温控器的温度显示值。温度异常升高，不仅影响变压器的使用寿命，甚至终止运行。
温度异常时，检查测量仪器必须确保准确，发现温度计失灵，应及时修理或更换。
异常响声
外罩内有无共振音；
有无接地不良引起的放电声； 附件有无异常音及异常振动。
从外部能直接检测出共振或异常噪声时，应立即处置；变压器主体有放电声及异常响声时，应立即切换电源并进行检查。
风冷系统
除正常声音外，确认有无振动和异常温度。
附件有过热等异常情况时，应分解修理或与制造厂联系。
引线接头、电缆、母线
通过涂料变色情况或根据仪器判断引线接头、电缆、母线有无过热现象。
如发现异常，应退出运行并作检查。
线圈铁心等污染情况
绕组是否有附着脏物，铁心、套管上是否有污物。
有异常时应尽早清除、处置。
绝缘件、线圈外观等
绝缘件和线圈表面有无炭化或放电痕迹，绝缘件是否烧焦，发出臭味。
有异常时应尽早清除、处置。
有载分接开关、触点、丝杆
有无过热，电源指示有无不正常。
有异常时，应退出运行并作检查及修理。
外罩
检查是否有异物进入、雨水滴入和污染。
经常检查和清扫。
配电室
门窗、照明是否完好，温度是否正常。
有异常时，应修理。
定期检查隔3~5年检查一次。 定期检查项目表5 检查部位
检查项目
检查要点和措施
线圈、铁心、风道等
有无尘埃堆积，有无生锈。
1.尘埃堆积明显时，用干燥的压缩空气吹拂，或用真空扫除机清扫。
2.铁心和套管表面应经常用布擦拭，但注意不要碰伤线圈和绝缘件表面。检查夹件及引线裸露部分有无腐蚀。
温控器
最高温度
记录曾出现的最高温度，持续时间。
引线、分接头及 其他导电部位
过热、紧固松弛
检查引线连接、分接头连接及其他导电部位有无过热，紧固部分有无松弛。
风冷系统
风冷装置
对冷却系统各部位进行检查，如使用断风报警装置时，应确认其动作。
线圈压紧
是否松动
查明紧固部分是否有松动，如有松动应立即紧固，重新加固防止转动的锁扣。
绝缘
绝缘老化判断
检查绝缘电阻，未达到要求时应进行干燥，或与制造厂联系。
SCR系列与SG系列技术方案的对比表6 产品种类 比较内容
SCR系列
SGB系列
产品型号
SCR包封型
SGB非包封型
绝缘等级
H级
C级
按欧洲标准测试情况
SCR系列产品是国内第一家已在意大利CESI独立实验室按欧洲标准HD464通过了如下特殊试验的干式变压器： SGB系列产品未按欧洲标准HD464作过三项特殊试验。
1．F1级耐火能力试验
2．C2级承受热冲击能力试验
3．E2级适应环境能力试验
工艺特点
以美国杜邦（DUPONT）公司独家生产的NOMEX（C级绝缘）纸为主绝缘材料，无需真空浇注。该工艺特点是对设备及环境要求不高，工艺简单，工艺装备成本低，人和环境对工艺稳定性的影响较小。
以美国杜邦（DUPONT）公司独家生产的NOMEX（C级绝缘）纸及其它绝缘材料构成产品整个绝缘系统。在真空状态下进行线圈浸渍，最后高温固化。
线圈材料
主绝缘材料：NOMEX纸（C级）
主绝缘材料：NOMEX纸（C级）
结构特点
1．线圈结构：低压线圈使用铜箔绕制，增强了线圈的稳定性，提高了抗短路能力。高压线圈使用NOMEX纸包铜导线绕制为分段层式，有效的降低了层间电压并增强了抗雷电冲击能力。
1．高压线圈为饼式，低压线圈为铜箔绕制，具有一定抗短路能力及抗雷电冲击能力，散热性能较好。
2．本产品所有的匝间、层间、段间绝缘以及绝缘筒都用NOMEX纸或成型件组成。高低压线圈也都用NOMEX纸进行包封。
2．由于该系列产品为非包封型，在线圈绕制完成后必须经过真空压力浸渍VPI高温固化工艺。
应用情况
在常规使用条件下，该系列产品为免维护产品，同时由于该系列产品的抗短路能力及抗雷电冲击能力都非常强，广泛使用于全国各大、中城市。
在常规使用条件下，该系列产品为免维护产品。该系列产品自2005年推向市场，已得到市场认可及好评，已使用于电厂、医院等重要场所。
