任務一 認識變壓器

常見的變壓器如圖4-4-1所示。

圖4-1-1 常見變壓器

一、變壓器的工作原理

當一次繞組接到交流電源時，繞組中便有交流電流過，并在鐵心中產生與外加電壓頻率相同的交變磁通，交變磁通分別在一、二次繞組中感應出同頻率的電動勢。二次繞組有了電動勢，便向負載輸出電能，實現了不同電壓等級電能的傳遞。由于感應電動勢的大小與繞組的匝數成正比，因此改變一、二次繞組的匝數即可改變二次繞組的電壓。

簡潔地說，電生磁：一次繞組通入交變電流，在鐵心中產生變化磁場；磁生電：變化磁場交鏈二次繞組會在二次繞組產生感應電動勢。

電力是現代工業的主要能源。電能輸送的能量之大、距離之遠，是任何其他能源無法相比的。在電力的遠距離輸送中，為了減少能量的損耗，通常都采用超高壓，如220kV、500kV，甚至向更高電壓發展。可是，發電機由于結構上的限制，通常只能發出10kV電壓。因此必須通過變壓器的升壓，才能進行遠距離輸送。電能送到目的地后，為了使用上的安全性，又要通過變壓器改變為用戶需要的380V/220V的低壓。

二、變壓器的分類

變壓器的用途極廣、種類繁多，故其分類的方法相應也很多。

（1）按變壓器的相數分 可分成單相變壓器和三相變壓器。

（2）按變壓器的繞組數分 有單繞組變壓器（即自耦變壓器）、雙繞組變壓器和三繞組變壓器。

（3）按變壓器的冷卻方式分 可分成自冷式、強迫風冷式、強迫油冷式和水冷式四種變壓器。

（4）按變壓器的用途分 可分成電力變壓器和特種變壓器。特種變壓器的種類繁多，例如：電爐變壓器、焊接變壓器、整流變壓器、試驗變壓器、隔離變壓器、控制變壓器、中頻變壓器、船用變壓器、礦用變壓器等。各種變壓器用途不同，結構也不完全一樣。

三、油浸式變壓器

10kV系統使用的配電變壓器可分為油浸式變壓器和干式變壓器兩大類。下面分別予以介紹。

1.傳統的油浸式變壓器

三相油浸式電力變壓器如圖4-1-2所示。

圖4-1-2三相油浸式電力變壓器結構

（1）繞組 可分為一次繞組（接受電能）和二次繞組（輸出電能），是變壓器的電路部分。一般用絕緣銅線或鋁線繞制而成，對繞組的要求是絕緣性能好、機械強度高、散熱條件好。

（2）鐵心 是變壓器的磁路部分，為了提高導磁性能和減少鐵損，用0.35mm厚、表面涂有絕緣漆的冷軋硅鋼片疊成。鐵心同時又是套裝繞組的骨架。鐵心由鐵心柱和鐵軛兩部分構成。鐵心柱上套繞組，鐵軛將鐵心柱連接起來形成閉合磁路。

（3）油箱 油箱是變壓器的外殼，用鋼板焊接而成。變壓器的鐵心和繞組都裝在油箱內。因而油箱起了保護變壓器鐵心和繞組的作用。油箱是密封的，里面盛滿了變壓器油。

變壓器油對變壓器是十分重要的。變壓器油是絕緣性能相當好的礦物油，亮黃色、透明，具有絕緣、散熱、滅弧、抗氧化等功能。

1）絕緣和抗氧化作用。變壓器油充滿在變壓器油箱內及鐵心、繞組間的空隙，使絕緣介質的絕緣強度得到加強，并使鐵心、繞組與空氣隔離。故油能提高繞組的絕緣強度，含水量符合要求的變壓器油能夠防止繞組受潮。

2）散熱作用。變壓器在工作中，繞組和鐵心都會發熱，這個熱量如果不及時散出去，就會使發熱部分的溫度不斷升高，使其自身受到損害，變壓器油的對流作用會把發熱部分的熱量帶走，通過油箱外部的散熱器散到變壓器外面的空氣中去，這樣，發熱部分的溫度就被限制在確定的范圍之內。

3）滅弧作用。變壓器內部因故障出現電弧如匝間短路時，變壓器油能夠在一定程度上熄滅可能產生的電弧，并分解出氣體使氣體繼電器動作，使變壓器得到保護。運行中的變壓器若出現缺油故障，會導致變壓器發生嚴重事故。

變壓器油的主要技術指標有以下幾個。

1）耐壓強度。這是變壓器油的一個最重要的技術指標。它指的是變壓器油所能承受的最大的電場強度。當超過了這個電場強度，變壓器油就會被擊穿，以致失去絕緣性。對于新投入的10kV變壓器，在2.5mm的間隙內，變壓器油必須能承受25～30kV的高電壓；對于10kV的運行中的變壓器，油應承受20kV的電壓。

2）凝固點。當溫度低到某一點時，變壓器油的黏度變為最大，此點溫度稱為變壓器油的凝固點。凝固點與變壓器油的牌號有關。常用的變壓器油有三個牌號，即10號、25號和45號，分別對應的凝固點為-10℃、-25℃和-45℃。按規定，北京地區室內應選用10號油，室外應選用25號油，邊遠寒冷山區應選用45號油。

3）閃燃點。當變壓器油的溫度緩慢升高到某個值時，它揮發出來的氣體在遇到明火時會發生閃燃，此溫度值稱為變壓器油的閃燃點。變壓器油的閃燃點要求不低于135℃。

變壓器油的其他技術指標還有黏度、密度、酸價、安定度、灰分等。

（4）儲油柜 儲油柜是一個圓筒形的油桶，安裝在變壓器一側的上方，它由油管與油箱連在一起，儲油柜里也盛有一定數量的變壓器油。

儲油柜里的油對于變壓器里的油起緩沖作用。如果不設儲油柜，油箱中的油將不能充滿油箱。油箱里的油與空氣接觸后很容易受潮及氧化，從而降低油的絕緣水平。當使用儲油柜后，油箱里的油與環境空氣接觸面積小，因而不易受潮和氧化。儲油柜里的油與空氣接觸受潮是可能的，但受潮后的油沉入儲油柜底部，而儲油柜與油箱的連接管道開在儲油柜的側下方，受潮的油不會流入油箱，最后由儲油柜下方的排污閥放出。可見，儲油柜能有效地減少油箱內的油受潮的機會。

儲油柜上還有一些附屬部件。

1）油位計。是位于儲油柜側面與儲油柜連通的一根玻璃管，根據上面標注的各種溫度下的油面線，可以判斷變壓器內的油量是否正常。變壓器油面的正常變化（滲漏油除外）決定于變壓器的油溫變化。因為油溫的變化直接影響變壓器油的體積，從而使油位計內的油面上升或下降。影響變壓器油溫的因素有負荷的變化、環境溫度和冷卻裝置運行不善等。如果油溫的變化是正常的，而油標管內油位不變化與變化異常，則說明油面是假的。運行中出現假油面的原因有：可能油位計堵塞，吸濕器堵塞、防爆管通氣孔堵塞等。為了解決假油面的問題，我們可采用兩個不同高度的油位計。

2）注油孔。位于儲油柜上方，當變壓器缺油時，補充的油由此孔加入變壓器。

（5）吸濕器 吸濕器是儲油柜內的空氣與外部大氣相通的渠道。儲油柜內的油面隨油溫的變化而變化，從而形成呼吸作用。為了防止外部的潮濕空氣進入儲油柜內，在吸濕器中裝有硅膠。硅膠具有吸收空氣中水分的能力。外部的潮濕空氣通過吸濕器進入儲油柜時，必須經過硅膠層，空氣中的水分可以被硅膠吸收，這樣進入儲油柜中的空氣變得干燥。吸足水分的硅膠由淡藍色變為粉紅色。受潮的硅膠經烘烤后可以除去水分，重新使用，其顏色由粉紅色又變為淡藍色。吸濕器的結構及吸濕器與儲油柜的連接如圖4-1-3所示。

注：變壓器吸濕器中的硅膠有兩種顏色：一種是藍色；另一種是白色，它們有區別嗎？

1）藍色硅膠是變色硅膠，受潮后變成紅色，將它干燥處理后又變成藍色。可反復使用，通常用在看得到的地方，如儲油柜下的吸濕器中，吸取進入變壓器中空氣的水分。

2）白色的硅膠是普通硅膠，受潮后仍然是白色，通常用在整臺變壓器的熱力（自然循環）濾油器中，其用量按變壓器油的總量計算。它吸取油中的水分，也可經干燥處理后反復使用。

3）這兩種硅膠其實是一種東西，只不過變色硅膠經過化學處理而已。

4）現在的變壓器多采用全密封結構，所以基本上已不用硅膠了。

圖4-1-3 吸濕器

a）呼吸器的構造 b）吸濕器與儲油柜連接 1—連接管 2一螺釘 3—法蘭盤 4—玻璃管 5—硅膠 6—螺桿 7—底座 8—底罩 9—變壓器油

（6）絕緣套管 絕緣套管是變壓器的繞組與外部線路連接的過渡裝置。變壓器繞組的引出線必須穿過絕緣套管，使引出線之間及引出線與變壓器外殼之間絕緣，同時起固定引出線的作用。它的中間是導體，外部包有瓷絕緣，保證對地絕緣和密封。不論高壓繞組還是低壓繞組，都要用絕緣套管將導電部分與變壓器外殼隔開。因電壓等級不同，絕緣套管有純瓷套管、充油套管和電容套管等形式。純瓷套管多用于10kV及以下變壓器，它是在瓷套管中穿一根導電銅桿，瓷套內為空氣絕緣。充油套管多用在35kV級變壓器，它是在瓷套管內充油，以加強絕緣性能，在瓷套管內穿一根導電銅桿，銅桿外包絕緣紙。

（7）分接開關 為了維持二次輸出電壓在額定值，又要適應電網上一次電壓的變化，電力變壓器都要設分接開關。

分接開關是為了能在小范圍內改變變壓器的輸出電壓而設置的。它利用改變繞組匝數的原理，在輸入電壓過高或過低的情況下，適當降低或提高輸出電壓。對于配電變壓器，由于一次電流較小，分接開關都用來改變一次繞組的匝數。圖4-1-4為一個利用分接開關調節繞組匝數的示意圖。

1）分接開關調整的原則：分接開關是通過改變一次繞組的匝數從而改變變壓器的電壓比來改變二次電壓的。分接開關一般有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個擋位，分別對應一次額定電壓的105%、100%、95%。分接開關的調整原則是：當電壓升高時調至Ⅰ擋，當電壓降低時調至Ⅲ擋，即通常所說的“高往高調、低往低調”。

圖4-1-4 用分接開關調節繞組匝數示意圖

利用分接開關來調整二次電壓范圍是有限的，而且是分檔調節。另外調節分接開關是比較麻煩的事，不宜頻繁操作。因此這種調整只適用于電壓長時間地偏高或偏低時進行。

2）分接開關調整的步驟：

組織準備：

①要求簽發工作票；②填寫操作票，并經模擬板試操作準確無誤；③確定工作負責人和監護人；④如需減輕負荷，應提前通知受影響的用戶。

物質準備：

①準備安全用具（絕緣桿、絕緣手套、臨時接地線、絕緣靴、標示牌）；

②萬用表和開爾文電橋（經檢查良好）；

③其他用具及材料（臨時用導線、扳手、電工工具等）。

技術準備：

按操作票步驟，將變壓器退出運行，達到“檢修狀態”（停電、驗電、掛臨時接地線、懸掛標示牌）。

切換操作：注意：分接開關是裝在一次繞組上的！

①執行安全技術措施，將運行中的變壓器停電、驗電、放電、掛好臨時接地線、懸掛標示牌等操作。

②拆除一次側高壓接線。

③取下操作手柄護罩，松開或提起分接開關的定位銷（或螺栓）。

④先用萬用表測量一次繞組的直流電阻（線間電阻），并作記錄，測試前后應放電。

⑤再用開爾文電橋精確測量一次繞組的R_uv、R_vw、R_wu直流電阻（相間電阻），并作記錄，測試前后應放電。

⑥轉動開關手柄至所需的擋位，原則：高往高調，低往低調；并反復數次以便清除觸頭表面的氧化物。

⑦用萬用表測量一次繞組的直流電阻（線間電阻），并作記錄，測試前后應放電。

⑧再用開爾文電橋精確測量一次繞組的R_uv、R_vw、R_wu直流電阻（線間電阻），并作記錄，測試前后應放電。

⑨將測量結果與調節前的測量數據做比較、計算：對應的線間電阻，兩次測量值之間，每變化一擋應約有5%的變化，第二次測量值中最大值與最小值之差與三相平均值之比不超過2%。

⑩計算結果不合格，應該重復⑥～⑨項的步驟。

?11計算結果確認合格后，鎖定定位銷（或螺栓），將護罩裝好并緊固，恢復變壓器原接線。

?21執行操作票，拆除臨時接地線及標示牌后，方可按操作票進行變壓器送電操作。

?13送電后檢查三相電壓值是否正常。

3）調整分接開關時注意事項：

①何時需要切換分接開關：當電壓長期偏高或偏低時需要切換變壓器的分接開關。

②長期是多長：時間約十天到半個月，并結合用電季節特點進行切換。

③偏多少算偏：大于或接近用戶端電壓偏離額定值時應切換。

④電壓允許波動值是多少：10kV及以下用戶和低壓電力用戶允許波動±7%；低壓照明用戶允許波動+5%～-10%。

⑤切換分接開關檔位：Ⅰ擋105%，Ⅱ擋100%，Ⅲ擋95%。

4）分接開關分為有載分接開關及無勵磁分接開關。

有載分接開關是指能在變壓器勵磁并帶有負荷的情況下調節電壓比的分接開關，而無勵磁分接開關必須在變壓器無勵磁（切除電源）情況下調節電壓比的分接開關。一般配電變壓器所用的多為無勵磁分接開關。

有載調壓變壓器與無載調壓變壓器不同點在于：前者裝有帶負荷調壓裝置，可以帶負荷調壓，后者只能在停電的情況下改變分頭位置，來調整電壓。有載調壓變壓器用于電壓質量要求較嚴的地方，加裝有自動調壓檢測控制部分，在電壓超出規定范圍時自動調整電壓。其主要優點是：能在額定容量范圍內帶負荷調整電壓，且調整范圍大，可以減少或避免電壓大幅度波動，母線電壓質量高，但其體積大，結構復雜，造價高，檢修維護要求高；無載調壓變壓器改變分接頭位置時必須停電，且調整的幅度較小（每改變—個分接頭，其電壓調整2.5%或5%），輸出電壓質量差，但比較便宜，體積較小。

注意：備用變壓器分接開關的位置應與運行中變壓器分接開關的位置保持一致。

（8）防爆管 防爆管是位于油箱上部的一根傾斜向上的管子。管口彎曲向下，并用膜片將管口密封，如圖4-1-5所示。當變壓器內部發生重大故障時，變壓器油劇烈分解，產生大量氣體，使得油箱內部壓力急劇升高。巨大的內部壓力首先沖破防爆管的膜片，油氣從防爆管噴出，從而保護了變壓器。所以，在防爆管噴口方向不得有可燃物體。

（9）溫度計 這是為了測量變壓器的上層油溫而設置的。通常裝在油箱大蓋上，并用金屬殼保護起來。上層油溫運行溫度為85℃，最高臨界溫度為95℃。

由于變壓器的使用壽命由絕緣材料的老化程度決定。引起絕緣老化的因素為溫度、氧化和絕緣材料中的水分。其中，溫度是決定性的因素。變壓器溫度的限制取決于絕緣材料的耐熱能力。按耐熱性能不同，高壓電氣設備的絕緣可分為70、90、105、120、130、155、180、200、220、250十個耐熱等級（見表4-1-1）。不同種類絕緣材料耐熱能力不同，一般油浸式變壓器的絕緣等級均屬于105（A）級。即線圈的最高熱點溫度不應超過105℃，而繞組的平均溫度比油溫高10℃，變壓器的上層油溫又要比中、下層油溫高。所以監視上層油溫不超過95℃，實際上相當于監視線圈溫度不超過105℃。另外，從防止油的劣化過速考慮，油溫越高，油的氧化速度越快，即油的老化越快。因此，上層油溫規定了一般和最高兩個數值。

圖4-1-5 防爆管與油箱、儲油柜連接示意圖

表4-1-1 空氣、絕緣油、絕緣漆、浸漬纖維制品、其他制品絕緣材料的耐熱等級

①帶括號內耐熱等級為以前表示符號。舊標準有C級，對應最高允許溫度為180℃以上，新標準中分為200級、220級和250級。

國家標準規定油浸式自然循環冷卻變壓器頂部油溫一般不宜經常超過85℃，如果超過85℃，要分析原因：

1）如果是因為室溫過高，負荷過重等慢慢上升，可以超過85℃繼續運行，但最高不能超過95℃（這時變壓器中心鐵心或繞組是105℃，會嚴重損壞絕緣，縮短使用壽命或燒毀變壓器）。

2）變壓器超過85℃運行時，變壓器頂部油溫與室溫溫差不能超過55℃，如果超過，可能是嚴重超負荷、電壓過低、電流過大、內部有故障等，繼續運行會嚴重損壞絕緣，縮短使用壽命或燒毀變壓器。

同時，如果油浸式自冷和風冷變壓器的頂層油溫達到95℃、強迫油循環風冷變壓器頂層油溫達到85℃時，應立即報上級主管部門申請減負荷。

（10）氣體繼電器 曾稱瓦斯繼電器，安裝于油箱與儲油柜之間的連接管上，當變壓器內部因故障產生氣體時發出事故跳閘信號或警告信號，其接點與控制線路接通，構成瓦斯保護，是變壓器內部故障的主保護。輕瓦斯動作于信號；重瓦斯動作于跳閘。

1）氣體繼電器的工作原理：瓦斯保護是變壓器內部故障的主要保護元件，對變壓器匝間和層間短路、鐵心故障、套管內部故障、繞組內部斷線及絕緣劣化和油面下降等故障均能靈敏動作。當油浸式變壓器的內部發生故障時，由于電弧將使絕緣材料分解并產生大量的氣體，其強烈程度隨故障的嚴重程度不同而不同。瓦斯保護就是利用反應氣體狀態的氣體繼電器來保護變壓器內部故障的。

在氣體繼電器內，上部是一個密封的浮筒，下部是一塊金屬擋板，兩者都裝有密封的舌簧接點。浮筒和擋板可以圍繞各自的軸旋轉。在正常運行時，繼電器內充滿油，浮筒浸在油內，處于上浮位置，舌簧接點斷開；擋板則由于本身重量而下垂，其舌簧接點也是斷開的。當變壓器內部發生輕微故障時，氣體產生的速度較緩慢，氣體上升至儲油柜途中首先積存于舌簧繼電器的上部空間，使油面下降，浮筒隨之下降而使舌簧接點閉合，接通延時信號，這就是所謂的“輕瓦斯”；當變壓器內部發生嚴重故障時，則產生強烈的瓦斯氣體，油箱內壓力瞬時突增，產生很大的油流向儲油柜方向沖擊，因油流沖擊擋板，擋板克服彈簧的阻力，帶動磁鐵向舌簧接點方向移動，使舌簧接點閉合，接通跳閘回路，使斷路器跳閘，這就是所謂的“重瓦斯”。重瓦斯動作，立即切斷與變壓器連接的所有電源，從而避免事故擴大，起到保護變壓器的作用。

2）使用氣體繼電器時的注意事項：

①按照規定，對800kVA及以上的室外電力變壓器和400kVA及以上的車間電力變壓器均應裝設氣體繼電器保護裝置。

②氣體繼電器使用前應經校驗合格，并與變壓器同時安裝投入運行。應做好氣體繼電器的定期校驗和日常巡視檢查維護工作，保證動作的可靠性。

③變壓器安裝檢修后投運初期，氣體繼電器內可能會積聚氣體，此時應退出跳閘保護，只投信號保護，待變壓器內殘存氣體排盡后再投入跳閘保護。

④變壓器運行中進行大量放油、補油、帶電濾油，更換凈油吸附劑、開閉繼電器連接管道閥門等工作時，易引起繼電器誤動，應退出跳閘保護，投信號保護。

⑤經常檢查和保持儲油柜正常油位，保持吸濕器通暢，防止油位下降缺油引起氣體繼電器誤動作，還應設法檢查循環油泵的密封性能，防止負壓進氣。

⑥氣體繼電器動作后，應檢查繼電器氣室有無氣體、保護裝置二次回路有無問題、儲油柜油位是否正常、有無負壓進氣現象，注意保存繼電器內的氣體，設法取氣樣和油樣盡快送檢進行色譜分析，查明變壓器故障和跳閘原因。必要時做電氣試驗檢查，切忌盲目送電。

⑦當變壓器內部故障時間較長或程度較嚴重時氣體繼電器才有動作反應，它對早期潛伏性故障反應不靈敏。需要通過油中氣體的色譜分析才能發現診斷早期潛伏性故障，因此要注意做好定期和設備異常時的色譜分析和電氣試驗。堅持預防為主，做好運行變壓器的安全保護。

（11）放油閥門 安裝于變壓器的下部，供變壓器換油或取油樣時使用。

（12）車輪 它是指變壓器底部的槽鋼支架及滾輪，它們支撐了整個變壓器，同時，便于變壓器在一定距離內移動。

2.常見的新型全密閉油浸式變壓器

三相全密封配電變壓器容量范圍30～1600kVA，共17個品種。以S11-M系列環形鐵心配電變壓器為例分析其結構特點。

S11-M系列環形鐵心配電變壓器的特點在于環形鐵心變壓器的鐵心是采用專用設備，將硅鋼片繞成三相三心柱，鐵心無間隙、無接縫，變壓器線圈采用專利設備，在封閉式鐵心上纏繞制成，整個變壓器達到了節能、降耗和保護環境的目的，具有以下突出特點：

①空載損耗比S9下降20%～35%以上，節能效果顯著；

②空載電流比S9下降70%～85%，改善了電網供電品質，降低線路損耗；

③噪聲水平降低為30～45dB，有效地消除了噪聲污染；

④超強的過載能力；

⑤由于鐵心結構合理，損耗小，電流小，因此變壓器溫升很低。S11-M系列環形鐵心配電變壓器的性能和特點符合我國電工行業產業政策的要求，符合電力行業的技術政策和裝備政策，特別適合農網負荷特點。可作為城鄉電網建設與改造工程及其他配電工程優選型號之一。

（1）主要結構

1）鐵心：采用三相三柱式內外框卷制結構，心柱為多級階梯圓形截面；鐵心卷制后經真空退火去除應力；槽形彎折夾件，用螺桿拉緊器身；鐵心表面涂刷專用膠，保證鐵心不變形、不生銹。

2）繞組及器身：低壓繞組為1～6根導線并繞的四層或雙層圓筒式（500kVA及以下）或螺旋式（630kVA及以上）繞組；導線均采用無氧銅拉制；高低壓繞組層間絕緣為菱格點膠紙；高壓繞組軸向油道高低壓間主空道油隙為撐條簾結構；鐵軛絕緣與梯形墊塊合為一體，使器身均勻受壓；器身采用新型吊板定位結構，縱向和橫向定位，確保器身穩固不移位。

3）油箱：采用波紋油箱，密封式結構，不漏油，免維護。

（2）結構特點

1）無儲油柜，高度比同類產品低。

2）變壓器封裝時，采用真空注油工藝，完全去除了變壓器油箱中的潮氣。密封后變壓器不與空氣接觸，有效地防止氧氣和水分進入變壓器而導致絕緣性能下降（絕緣材料和油老化），因此不必定期進行油樣試驗。

3）變壓器高低壓引線、器身等緊固部分都帶自鎖防松螺母，采取了不吊心結構，器身與油箱緊密配合，能承受運輸振動與顛簸。

4）被洪水浸泡后，無需修復能立即投入運行。

5）油箱有波紋油箱和膨脹式散熱器油箱兩種型式供選擇，波紋片與膨脹式散熱器不但具有冷卻功能，而且還具有“呼吸”功能，波紋片與膨脹式散熱器的彈性可補償因溫度變化而引起的油體積變化。從而替代了吸濕器和儲油柜的作用。

6）密封式：分為焊接式與可卸式兩種供選擇。

焊接式——箱子邊沿與蓋在全部試驗合格后焊接；

可卸式——采用密封膠條與螺栓緊固密封箱子邊沿與蓋子。

7）箱蓋裝有高于高壓套管油位的桿狀注油塞。

8）在正常使用壽命期內不需換油，提高了電網運行的安全性和可靠性。

9）保護裝置：

壓力釋放閥——當變壓器超載或故障引起油箱內部壓力達到35kPa時，壓力釋放閥便會動作，可靠地釋放壓力，而當壓力減小到正常值時，又恢復原狀，保證了變壓器的運行。

測溫裝置——變壓器的箱蓋上配有溫度計專用底座。

（3）型號含義S11-M-

其中，S表示三相變壓器；11表示性能水平代號；M表示全封閉；：分別表示額定容量（kVA）/電壓等級（kV）。

四、干式變壓器

簡單地說，干式變壓器就是指鐵心和繞組不浸漬在絕緣油中的變壓器。

干式變壓器是指繞組線圈外的絕緣介質為固體或空氣的電力變壓器。如圖4-1-6所示，目前以固體成型為絕緣介質的使用較多。這類變壓器具有難燃、耐潮、防霉、防塵、抗突發短路、有的還具有耐雷電沖擊等特點，因而適用于高層建筑、商業中心、醫院、劇場、火車站、地下鐵道、海上鉆井平臺等對防火要求較高的場所。

圖4-1-6 常見的干式變壓器

干式變壓器依靠空氣對流進行冷卻，一般用于局部照明、電子線路，在電力系統中，鍋爐變壓器、除灰變壓器、除塵變壓器、脫硫變壓器等都是干式變壓器，電壓比為6000V/400V和10kV/400V，用于帶額定電壓380V的負載。

干式變壓器的鐵心通常采用高磁導率晶粒取向冷軋硅鋼片、45°全斜接縫無沖孔結構，使空載損耗下降。鐵心柱用絕緣帶綁扎，鐵心、夾件及其他金屬構件均用環氧防銹漆噴涂，防潮、不生銹、耐腐蝕。

干式變壓器的繞組可分銅繞組和鋁繞組。固體成型的干式變壓器，一、二次繞組纏繞玻璃纖維，在高真空、除濕、脫氣條件下澆注環氧樹脂，固化成型。繞組表面平滑、機械強度高、電氣性能好。一、二次繞組間有冷卻氣道，采用155（F）級絕緣（最熱點溫度為155℃）工頻耐壓為標準型：28kV；加強型：35kV；雷電沖擊耐壓為75kV。

1.干式變壓器的結構形式

（1）開啟式 是一種常用的形式，其器身與大氣直接接觸，適應于比較干燥而潔凈的室內，（環境溫度20℃時，相對濕度不應超過85%），一般有空氣自冷和風冷兩種冷卻方式。

（2）封閉式 器身處在封閉的外殼內，與大氣不直接接觸（由于密封，散熱條件差，主要用于礦用，屬于防爆型）。

（3）澆注式 用環氧樹脂或其他樹脂澆注作為主絕緣，它的結構簡單、體積小，適用于較小容量的變壓器。

2.干式變壓器的防護方式

干式變壓器的防護等級可分為IP00、IP20、IP23三個等級。

根據使用環境特征及防護要求，干式變壓器可選擇不同的外殼。通常選用IP20防護外殼，可防止直徑大于12mm的固體異物及鼠、蛇、貓、雀等小動物進入，造成短路停電等惡性故障，為帶電部分提供安全屏障。若須將變壓器安裝在戶外，則可選用IP23防護外殼，除上述IP20防護功能外，更可防止與垂直線成60°角以內的水滴入。但IP23外殼會使變壓器冷卻能力下降，選用時要注意其運行容量的降低。

2.第一位特征數字（見表4-1-2）

表4-1-2 第一位特征數字所代表的防護等級

①對于第一位特征數字為3、4、5和6的情況，如果試具與殼內危險部件能保持足夠的間隙，也可認為試驗合格。

②物體試具的直徑部分不得進入外殼的開口。

3.第二位特征數字

第二位特征數字所代表的防護等級見表4-1-3。

表4-1-3 第二位特征數字所代表的防護等級

僅標志第二位特征數字為7或8的外殼不適合噴水（標志第二位特征數字為5或6），不必符合數字為5或6的要求，除非有表4-1-4的雙標志。

表4-1-4 第二位特征數字的雙標志

①指外殼必須滿足可防噴水又能短時或持續潛水的要求。

②指外殼僅僅對短時或持續潛水適合，而對噴水不適合。

3.冷卻方式

干式變壓器應安裝在通風良好的環境。

干式變壓器的冷卻條件可分自然風冷（AN）和強迫風冷（AF），自然風冷時，變壓器可在額定容量下長期連續運行。強迫風冷的配有專用的溫控器控制風機的起停。強迫風冷條件下，變壓器容量可提高40%～50%，適用于斷續過負荷運行或應急事故過負荷運行。由于過負荷時負載損耗和阻抗電壓增幅較大，處于非經濟運行狀態，故不應使其處于長時間連續過負荷運行。

4.溫度控制系統

干式變壓器的安全運行和使用壽命，很大程度上取決于變壓器繞組絕緣的安全可靠。繞組溫度超過絕緣耐受溫度使絕緣破壞，是導致變壓器不能正常工作的主要原因之一，因此對變壓器的運行溫度的監測及其報警控制是十分重要的。

（1）溫度顯示系統 通過預埋在低壓繞組中的Pt100熱敏電阻測取溫度變化值，直接顯示各相繞組溫度（三相巡檢及最大值顯示，并可記錄歷史最高溫度），可將最高溫度以4～20mA模擬量輸出，若需傳輸至遠方（距離可達1200m）計算機，可加配計算機接口，1只變送器最多可同時監測31臺變壓器。系統的超溫報警、跳閘也可由Pt100熱敏傳感電阻信號動作，進一步提高溫控保護系統的可靠性。

（2）風機自動控制 通過預埋在低壓繞組最熱處的Pt100熱敏測溫電阻測取溫度信號。變壓器負荷增大，運行溫度上升，當繞組溫度達110℃時，系統自動起動風機進行冷卻；當繞組溫度低至90℃時，系統自動停止風機。

（3）超溫報警、跳閘 通過預埋在低壓繞組中的Pt100非線性熱敏測溫電阻采集繞組或鐵心溫度信號。當變壓器繞組溫度繼續升高，若達到155℃時，系統輸出超溫報警信號；若溫度繼續上升達170℃，變壓器已不能繼續運行，須向二次保護回路傳輸超溫跳閘信號，應使變壓器迅速跳閘。

5.過載能力

干式變壓器的過載能力與環境溫度、過載前的負載情況（起始負載）、變壓器的絕緣散熱情況和發熱時間常數等有關，若有需要，可向生產廠索取干式變壓器的過負荷曲線。

如何利用其過載能力呢？提出兩點供參考：

（1）選擇計算變壓器容量時可適當減小 充分考慮某些軋鋼、焊接等設備短時沖擊過負荷的可能性——盡量利用干式變壓器的較強過載能力而減小變壓器容量；對某些不均勻負荷的場所，如供夜間照明等為主的居民區、文化娛樂設施以及空調和白天照明為主的商場等，可充分利用其過載能力，適當減小變壓器容量，使其主運行時間處于滿載或短時過載。

（2）可減少備用容量或臺數 在某些場所，對變壓器的備用系數要求較高，使得工程選配的變壓器容量大、臺數多。而利用干式變壓器的過載能力，在考慮其備用容量時可予以壓縮；在確定備用臺數時亦可減少。變壓器處于過載運行時，一定要注意監測其運行溫度：若溫度上升達155℃（有報警發出）即應采取減載措施（減去某些次要負荷），以確保對主要負荷的安全供電。

6.應用現狀

干式變壓器因沒有油，也就沒有火災、爆炸、污染等問題，故電氣規范、規程等均不要求干式變壓器置于單獨房間內。損耗和噪聲降到了新的水平，更為變壓器與低壓屏置于同一配電室內創造了條件。

目前，我國樹脂絕緣干式變壓器年產量已達10000MVA，成為世界上干式變壓器產銷量最大的國家之一。干式變壓器現已被廣泛應用于電站、工廠、醫院等幾乎所有供電系統中。隨著低噪（2500kVA以下配電變壓器噪聲已控制在50dB以內）、節能（空載損耗降低達25%）的SC（B）9系列的推廣應用，使得我國干式變壓器的性能指標及其制造技術已達到世界先進水平。

7.型號說明

目前我國10kV系統常用的環氧樹脂澆注的干式變壓器主要有SC、SCL、SCB、SCR等型號（S表示此變壓器為三相變壓器，如果S換成D則表示此變壓器為單相。C表示此變壓器的繞組為樹脂澆注成型固體。B是銅箔繞組，如果是R則表示為包繞式繞組，如果是L則表示為鋁線繞組，如果是Z則表示為有載調壓，銅線繞組不標）。容量為50～2500 kVA干式變壓器的技術數據及外形尺寸可查閱有關電氣設備手冊或產品說明書。

干式變壓器的工作原理與運行特性與油浸式變壓器相同。

8.干式變壓器和油浸式變壓器的比較（見表4-1-5）

表4-1-5 干式變壓器和油浸式變壓器比較

（續）