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变压器的基本知识及测量方法 变压器如何操作

时间：2020-07-05    来源：仪多多仪器网    作者：仪多多商城     
【导读】  变压器的基本知识及测量方法一、简介： 变压器是借助于电磁感应，在绕组之间交换交流电压或电流的一种电气设备。从电厂发出的电能，要经过很长的输电线路输送给远方的用户，为了减少输电线路

 变压器的基本知识及测量方法
一、简介： 变压器是借助于电磁感应，在绕组之间交换交流电压或电流的一种电气设备。从电厂发出的电能，要经过很长的输电线路输送给远方的用户，为了减少输电线路上的电能损耗，必须采用高压或超高压输送。而目前一般发电厂发出的电压，由于受到绝缘水平的限制，电压不能太高，这就要经过变压器将电厂发出的电压进行升高送到电力网。这种变压器统称升压变压器。对各用户来说，各种电气设备所要求的电压又不太高，也要经过变压器，将电力系统的高电压变成符合用户各种电气设备要求的额定电压。作为这种用途的变压器统称降压变压器。电力变压器是电力系统中，用以改变电压的主要电气设备
二、 变压器的分类
变压器有不同的使用条件、安装环境，有不同的电压等级和容量级别，有不同的结构形式和冷却方式，所以应按不同原则进行分类。
分类方式
名 称
备注
按容量
中小型变压器
35KV及以下，容量630~6300KVA
大型变压器
110KV及以下，容量8000~63000KVA
特大型变压器
220KV及以上，容量3150及以上
按用途
电力变压器
升压、降压、配电、联络、专用变压器
仪用变压器
电压、电流互感器
电炉变压器
 
试验变压器
 
整流变压器
 
调压变压器
 
矿用变压器
 
其他变压器
 
按相数分为
三相
 
单相
 
按铁心结构
心式变压器
 
壳式变压器
 
按调压方式
无载调压
 
有载调压
 
按铁心型式
叠片式
 
卷铁心
 
按冷却方式
油浸自冷
 
油浸风冷
 
油浸水冷
 
干式空气自冷
 
干式空气风冷
 
干式浇注绝缘
 
按绕组数量
双绕组
 
三绕组
 
按绕组耦合方式
普通变
 
自耦变
 
 
三、 结 构
1.铁心
普通变压器硅钢片叠成，变压器的铁芯由硅钢带绕制而成。铁芯是完成电能---磁能---电能转换的主体。
 
2.绕组(俗称线圈)
一般用绝缘扁铜线或圆铜线在绕线模上绕制而成。包含一次、二次（高压、低压）两组。连接方法（D角接或Y星接）连接的。
 
3．器身绝缘
包括初次级绝缘，匝间绝缘和与铁芯绝缘，与外壳间绝缘。所用材料有：纸板，环氧树脂，各种绝缘材料，变压器油，电工木材等。其中变压器油除了具备良好的绝缘作用外，还有帮助变压器散热的作用，用以冷却运行的铁芯和线圈。
 
4.油箱及底座 
油箱装有绝缘和冷却用的变压器油，用钢板加工制成，要求机械强度高，变形小，焊接处不渗漏。 
5．附 件
1）套管和引线  
一、二次绕组与外部线路的连接部件。既可固定引线，又起引线对地的绝缘作用。
2）分接开关
连接和切断变压器绕组分接头，实现调压的装置。分无载分接开关和有载分接开关。无载分接开关必须在切断变压器 电源 后进行调压。
3）压力释放阀:
当变压器内部压力达到一定值时，压力释放阀动作，可排除油箱内的过压。内部压力经释放后，释放阀自动关闭。
4）气体 继电器
气体 继电器 是变压器重要的保护组件。当变压器内部发生故障，油中产生气体或油气流动时，则气体 继电器 动作，发出信号或切断 电源 ，以保护变压器，另外，发生故障后，可以通过气体 继电器 的视窗观察气体颜色，以及取气体进行分析，从而对故障的性质做出判断。
四、主要技术参数
主要包括：额定容量、额定电压及其分接、额定频率、绕组联结组以及额定性能数据（阻抗电压、空载电流、空载损耗和负载损耗）和总重。
五、预防性实验关于直流电阻标准
 
 绕组直流电阻
 1)1～3年或自行规定
 2)无励磁调压变压器变换分接位置后
 3)有载调压变压器的分接开关检修后(在所有分接侧)
 4)大修后
 5)必要时
 1)1.6MVA以上变压器，各相绕组电阻相互间的差别不应大于三相平均值的2%，无中性点引出的绕组，线间差别不应大于三相平均值的1%
 2)1.6MVA及以下的变压器，相间差别一般不大于三相平均值的4%，线间差别一般不大于三相平均值的2%
 3)与以前相同部位测得值比较，其变化不应大于2%
 4)电抗器参照执行
 1)如电阻相间差在出厂时超过规定，制造厂已说明了这种偏差的原因，按要求中3)项执行
 2)不同温度下的电阻值按下式换算
 式中R1、R2分别为在温度t1、t2时的电阻值；T为计算用常数，铜导线取235，铝导线取225
 3)无励磁调压变压器应在使用的分接锁定后测量
六、测量直流电阻的目的、
测量变压器绕组的直流电阻是一个很重要的试验项目，在《电力设备试验规程》中，其次序排在变压器试验项目的第二位，《规程》规定在变压器交接、大修、小修、变更分接头位置、故障检查及预试等，必须测量变压器绕组的直流电阻，
1.检查绕组内部导线和引线的焊接质量
2.检查分接开关各个位置接触是否良好；
3.检查绕组或引出线有无折断处；
4.检查并联支路的正确性，是否存在由几条并联导线绕成的绕组发生一处或几处断线的情况；
5.检查层、匝间有无短路的现象。
 
 
七、三相绕组的不平衡率计算方法、
用三相中*大数减*小数除以三相平均数即为不平衡率。如OA=5.761, OB=5.772, OC=5.758
直流电阻不平衡率=（OB-OC）/((OA+OA+OC)/3)=(5.772-5.758)/((5.761+5.772+5.758)/3)=0.014/5.7636667=0.002429*100%=0.2429
八、直流电阻测试仪的原理
四线法测试，通过欧姆定律计算电阻。
九、直流电阻测试仪的选型及常见问题
仪器特点

1、采用高速16位A/D转换器，测量数据稳定，重复性好。

 
2、自动测试无需量程选择，自动程控电流源技术，电流档位无级可调，由内部微控制器根据被测电阻自动控制，从而达到比较宽的测量范围和*佳的测量状态，也可手动切换电流换档。
3、抗干扰能力强，保护功能完善，避免反向电压打坏仪器，具有自动放电声音指示功能，充放电速度快。
4、测试重复性好，仪器内部程序采用防脉冲干扰平均滤波法将瞬间干扰造成的错误数据滤除。
5、响应速度快，采用增强型单片处理器，速度是普通单片机的12倍。
 6、可显示测量电流，电阻，同时显示测量时间。
7、仪器内部时钟电路，方便记录测试时间和日期。
8、可储存100次测量数据，同时可以删除，单次打印，全部打印，测试数据掉电不丢失。
9、仪器内部可充电电池，现场无需电源可测试
 
仪器选型 原则上变压器容量越大要求测试电流越大,一般
35KV以上用10A 20A
35KV 以下用 3A 5A 10A
10A及以上都不带电池
3A 5A可带电池
型号意义 DCR-10AP DCR –直流电阻测试仪 10A-电流为10A   P为带打印机 
现场常见问题
1、大型变压器特别是120MVA以上容量低压三角形接法变压器应尽量使用助磁法测量，但是有些变压器无法利用高压侧绕组，在这种情况下要利用铁芯的剩磁特性，注意测量的顺序。在测量时按顺序分别测量Rab→Rac→Rbc。
2、在直流电阻测试完成后，变压器有时会有剩磁，造成不能立即运行的情况出现，在测试完成后，将测试线正负极颠倒，进行一下反向充电，可有效避免上述情况出现。具体时间，根据变压器容量不同，以及测试电流的大小，灵活掌握。
3、有载调压的变压器测量高压侧电阻时从1或17*大电阻档开始测量。
4、为节约时间，测试过程中可按复位键 不必等待放电过程结束，便可直接再次启动测量。
5、量程范围内尽量选用大电流以增强稳定性能，同时也应考虑试品电流的承受能力。
数据的判读
1、时间经验：不同容量变压器，不同的测量方法，不同的电压等级，不同的铁芯结构等测量的时间不一样。对于一台2400MVA的变压器其低压侧电阻若采用助磁法每相大约用8~10分钟，若直接在低压侧单相测量需要用40~50分钟测量一相。对于150MVA的变压器助磁法测量每相大约需用3~5分钟，不助磁，每相大约用30分钟左右。以上是针对低压三角形接法三芯五柱式变压器，一般电压等级在110KV以上的情形。对于电压等级在35KV的变压器，其测量时间大大缩减不用使用助磁法，对于120MVA以下的三芯变压器，也不用助磁法，可直接进行测量一般不超过20分钟，而对于星形接法，测量数据显示出来就是稳定的。
2、阻值经验：在进行直阻测量之前先了解一下各线圈阻值大小，以便于进行数据真实性判断。比如240MVA或360MVA的巨型变压器，其低压侧电阻一般1mΩ或2mΩ左右。若不用助磁法测量，初始的测量数据大概在4mΩ~10mΩ之间，且数据非常稳定大约经过10分钟左右数据才开始变小。
3、数据的变化规律：在进行大型变压器低压侧直阻测量时，**个显示出的数据与真实值相差甚远，且保持一段时间的稳定，然后逐渐开始变化，变大或变小，变化的速度逐渐加快，然后逐渐变馒*后达到几乎不在变化，得到真实阻值。这种变化一般是朝一个方向变化，比如一直变小到真实值。出现忽大忽小，长时间飘忽不定，或很长时间数据保持不变或变化甚小且距真实值相差甚远则应检查接线是否有误。但对于超大型变压器如370MVA或400MVA变压器在助磁测量时有一个过冲，在变小过程中有一个低于真实值区然后回升到真实值。
4、真实值判数：根据以上三点综合判断，认为*后数据接近真实值且1分钟内数据变化不超过1~2字，此时可认为数据可靠，可作为*终的测量值。
十、直流电阻测试仪的关键字
直流电阻测试仪
变压器直流电阻测试仪
感性负载直流电阻测试仪
变压器直流电阻测量仪
感性负载直流电阻测量仪
变压器直流电阻速测仪
互感器直流电阻测试仪
感性负载直流电阻速测仪
发电机直流电阻测试仪
发电机直流电阻速测仪
电动机直流电阻测试仪
电动机直流电阻速测仪
直流低电阻测试仪
直流微电阻测试仪
毫欧电阻测试仪
变压器直流低值电阻测试仪
直流电阻速测仪
变压器直流电阻速测仪
直流低电阻测量仪
直流电阻快速测试仪
线圈电阻快速测试仪
一、简介： 变压器是借助于电磁感应，在绕组之间交换交流电压或电流的一种电气设备。从电厂发出的电能，要经过很长的输电线路输送给远方的用户，为了减少输电线路上的电能损耗，必须采用高压或超高压输送。而目前一般发电厂发出的电压，由于受到绝缘水平的限制，电压不能太高，这就要经过变压器将电厂发出的电压进行升高送到电力网。这种变压器统称升压变压器。对各用户来说，各种电气设备所要求的电压又不太高，也要经过变压器，将电力系统的高电压变成符合用户各种电气设备要求的额定电压。作为这种用途的变压器统称降压变压器。电力变压器是电力系统中，用以改变电压的主要电气设备
二、 变压器的分类
变压器有不同的使用条件、安装环境，有不同的电压等级和容量级别，有不同的结构形式和冷却方式，所以应按不同原则进行分类。

分类方式

 
名 称
备注
按容量
中小型变压器
35KV及以下，容量630~6300KVA
大型变压器
110KV及以下，容量8000~63000KVA
特大型变压器
220KV及以上，容量3150及以上
按用途
电力变压器
升压、降压、配电、联络、专用变压器
仪用变压器
电压、电流互感器
电炉变压器
 
试验变压器
 
整流变压器
 
调压变压器
 
矿用变压器
 
其他变压器
 
按相数分为
三相
 
单相
 
按铁心结构
心式变压器
 
壳式变压器
 
按调压方式
无载调压
 
有载调压
 
按铁心型式
叠片式
 
卷铁心
 
按冷却方式
油浸自冷
 
油浸风冷
 
油浸水冷
 
干式空气自冷
 
干式空气风冷
 
干式浇注绝缘
 
按绕组数量
双绕组
 
三绕组
 
按绕组耦合方式
普通变
 
自耦变
 

 

 
三、 结 构
1.铁心
普通变压器硅钢片叠成，变压器的铁芯由硅钢带绕制而成。铁芯是完成电能---磁能---电能转换的主体。
 
2.绕组(俗称线圈)
一般用绝缘扁铜线或圆铜线在绕线模上绕制而成。包含一次、二次（高压、低压）两组。连接方法（D角接或Y星接）连接的。
 
3．器身绝缘
包括初次级绝缘，匝间绝缘和与铁芯绝缘，与外壳间绝缘。所用材料有：纸板，环氧树脂，各种绝缘材料，变压器油，电工木材等。其中变压器油除了具备良好的绝缘作用外，还有帮助变压器散热的作用，用以冷却运行的铁芯和线圈。
 
4.油箱及底座 
油箱装有绝缘和冷却用的变压器油，用钢板加工制成，要求机械强度高，变形小，焊接处不渗漏。 
5．附 件
1）套管和引线  
一、二次绕组与外部线路的连接部件。既可固定引线，又起引线对地的绝缘作用。
2）分接开关
连接和切断变压器绕组分接头，实现调压的装置。分无载分接开关和有载分接开关。无载分接开关必须在切断变压器 电源 后进行调压。
3）压力释放阀:
当变压器内部压力达到一定值时，压力释放阀动作，可排除油箱内的过压。内部压力经释放后，释放阀自动关闭。
4）气体 继电器
气体 继电器 是变压器重要的保护组件。当变压器内部发生故障，油中产生气体或油气流动时，则气体 继电器 动作，发出信号或切断 电源 ，以保护变压器，另外，发生故障后，可以通过气体 继电器 的视窗观察气体颜色，以及取气体进行分析，从而对故障的性质做出判断。
四、主要技术参数
主要包括：额定容量、额定电压及其分接、额定频率、绕组联结组以及额定性能数据（阻抗电压、空载电流、空载损耗和负载损耗）和总重。
五、预防性实验关于直流电阻标准
 

 绕组直流电阻

 
 1)1～3年或自行规定
 2)无励磁调压变压器变换分接位置后
 3)有载调压变压器的分接开关检修后(在所有分接侧)
 4)大修后
 5)必要时
 1)1.6MVA以上变压器，各相绕组电阻相互间的差别不应大于三相平均值的2%，无中性点引出的绕组，线间差别不应大于三相平均值的1%
 2)1.6MVA及以下的变压器，相间差别一般不大于三相平均值的4%，线间差别一般不大于三相平均值的2%
 3)与以前相同部位测得值比较，其变化不应大于2%
 4)电抗器参照执行
 1)如电阻相间差在出厂时超过规定，制造厂已说明了这种偏差的原因，按要求中3)项执行
 2)不同温度下的电阻值按下式换算
 式中R1、R2分别为在温度t1、t2时的电阻值；T为计算用常数，铜导线取235，铝导线取225
 3)无励磁调压变压器应在使用的分接锁定后测量

 

六、测量直流电阻的目的、
测量变压器绕组的直流电阻是一个很重要的试验项目，在《电力设备试验规程》中，其次序排在变压器试验项目的第二位，《规程》规定在变压器交接、大修、小修、变更分接头位置、故障检查及预试等，必须测量变压器绕组的直流电阻，
1.检查绕组内部导线和引线的焊接质量
2.检查分接开关各个位置接触是否良好；
3.检查绕组或引出线有无折断处；
4.检查并联支路的正确性，是否存在由几条并联导线绕成的绕组发生一处或几处断线的情况；
5.检查层、匝间有无短路的现象。
 
 
七、三相绕组的不平衡率计算方法、
用三相中*大数减*小数除以三相平均数即为不平衡率。如OA=5.761, OB=5.772, OC=5.758
直流电阻不平衡率=（OB-OC）/((OA+OA+OC)/3)=(5.772-5.758)/((5.761+5.772+5.758)/3)=0.014/5.7636667=0.002429*100%=0.2429
八、直流电阻测试仪的原理
四线法测试，通过欧姆定律计算电阻。
九、直流电阻测试仪的选型及常见问题
仪器特点

1、采用高速16位A/D转换器，测量数据稳定，重复性好。

2、自动测试无需量程选择，自动程控电流源技术，电流档位无级可调，由内部微控制器根据被测电阻自动控制，从而达到比较宽的测量范围和*佳的测量状态，也可手动切换电流换档。
3、抗干扰能力强，保护功能完善，避免反向电压打坏仪器，具有自动放电声音指示功能，充放电速度快。
4、测试重复性好，仪器内部程序采用防脉冲干扰平均滤波法将瞬间干扰造成的错误数据滤除。
5、响应速度快，采用增强型单片处理器，速度是普通单片机的12倍。
 6、可显示测量电流，电阻，同时显示测量时间。
7、仪器内部时钟电路，方便记录测试时间和日期。
8、可储存100次测量数据，同时可以删除，单次打印，全部打印，测试数据掉电不丢失。
9、仪器内部可充电电池，现场无需电源可测试
 
仪器选型 原则上变压器容量越大要求测试电流越大,一般
35KV以上用10A 20A
35KV 以下用 3A 5A 10A
10A及以上都不带电池
3A 5A可带电池
型号意义 DCR-10AP DCR –直流电阻测试仪 10A-电流为10A   P为带打印机 
现场常见问题
1、大型变压器特别是120MVA以上容量低压三角形接法变压器应尽量使用助磁法测量，但是有些变压器无法利用高压侧绕组，在这种情况下要利用铁芯的剩磁特性，注意测量的顺序。在测量时按顺序分别测量Rab→Rac→Rbc。
2、在直流电阻测试完成后，变压器有时会有剩磁，造成不能立即运行的情况出现，在测试完成后，将测试线正负极颠倒，进行一下反向充电，可有效避免上述情况出现。具体时间，根据变压器容量不同，以及测试电流的大小，灵活掌握。
3、有载调压的变压器测量高压侧电阻时从1或17*大电阻档开始测量。
4、为节约时间，测试过程中可按复位键 不必等待放电过程结束，便可直接再次启动测量。
5、量程范围内尽量选用大电流以增强稳定性能，同时也应考虑试品电流的承受能力。
数据的判读
1、时间经验：不同容量变压器，不同的测量方法，不同的电压等级，不同的铁芯结构等测量的时间不一样。对于一台2400MVA的变压器其低压侧电阻若采用助磁法每相大约用8~10分钟，若直接在低压侧单相测量需要用40~50分钟测量一相。对于150MVA的变压器助磁法测量每相大约需用3~5分钟，不助磁，每相大约用30分钟左右。以上是针对低压三角形接法三芯五柱式变压器，一般电压等级在110KV以上的情形。对于电压等级在35KV的变压器，其测量时间大大缩减不用使用助磁法，对于120MVA以下的三芯变压器，也不用助磁法，可直接进行测量一般不超过20分钟，而对于星形接法，测量数据显示出来就是稳定的。
2、阻值经验：在进行直阻测量之前先了解一下各线圈阻值大小，以便于进行数据真实性判断。比如240MVA或360MVA的巨型变压器，其低压侧电阻一般1mΩ或2mΩ左右。若不用助磁法测量，初始的测量数据大概在4mΩ~10mΩ之间，且数据非常稳定大约经过10分钟左右数据才开始变小。
3、数据的变化规律：在进行大型变压器低压侧直阻测量时，**个显示出的数据与真实值相差甚远，且保持一段时间的稳定，然后逐渐开始变化，变大或变小，变化的速度逐渐加快，然后逐渐变馒*后达到几乎不在变化，得到真实阻值。这种变化一般是朝一个方向变化，比如一直变小到真实值。出现忽大忽小，长时间飘忽不定，或很长时间数据保持不变或变化甚小且距真实值相差甚远则应检查接线是否有误。但对于超大型变压器如370MVA或400MVA变压器在助磁测量时有一个过冲，在变小过程中有一个低于真实值区然后回升到真实值。
4、真实值判数：根据以上三点综合判断，认为*后数据接近真实值且1分钟内数据变化不超过1~2字，此时可认为数据可靠，可作为*终的测量值。
 

 



    变压器有载开关测试仪采用计算机控制，通过特殊设计的测量电路，可实现对有载分接开关的过渡时间、过渡波形、过渡电阻、三相同期性、等参数的测量。全新的测试原理，运用微机技术，使生产现场无需拆卸和吊装开关，就能对各种电力变压器的有载分接开关的性能进行测试，显示和打印过度波形极其参数。

    变压器有载开关测试仪强大功能无疑给了我们很大的帮助，但我们在使用该仪器时会遇到一些常见故障，应该如何解决它呢？

    故障一：开机后无显示

    解决方法：检查是否接AC220V电源；更换保险管。

    故障二：仪器开机后显示混乱

    解决方法：关机一分钟重新开机。

    故障三：确认选择后，仪器出现请稍候一直处于等待状态

    解决方法：检查测试线是否接好；检查线钳是否接触好。

    故障四：打印机不打印

    解决方法：检查打印纸是否装好。

    采用计算机控制，通过特殊设计的测量电路，可实现对有载分接开关的过渡时间、过渡波形、过渡电阻、三相同期性、等参数的测量。全新的测试原理，运用微机技术，使生产现场无需拆卸和吊装开关，就能对各种电力变压器的有载分接开关的性能进行测试，显示和打印过度波形极其参数。

    变压器有载开关测试仪强大功能无疑给了我们很大的帮助，但我们在使用该仪器时会遇到一些常见故障，应该如何解决它呢？

    故障一：开机后无显示

    解决方法：检查是否接AC220V电源；更换保险管。

    故障二：仪器开机后显示混乱

    解决方法：关机一分钟重新开机。

    故障三：确认选择后，仪器出现请稍候一直处于等待状态

    解决方法：检查测试线是否接好；检查线钳是否接触好。

    故障四：打印机不打印

    解决方法：检查打印纸是否装好。








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