4.2　油浸式电力变压器 

4.2.1　油浸式电力变压器的结构

目前，油浸式电力变压器的产量最大，应用面最广。油浸式电力变压器的结构如图4-3所示，其主要由下列部分组成。

1—高压套管；2—分接开关； 3—低压套管；4—气体继电器； 5—安全气道（防爆管或释压阀）；6—储油柜；7—油位计；8—吸湿器； 9—散热器；10—铭牌； 11—接地螺栓；12—油样活门；13—放油阀门；14—活门；15—绕组；16—信号式温度计；17—铁芯；18—净油器；19—油箱；20—变压器油

图4-4是油浸式电力变压器的器身装配后的外观图，它主要由铁芯和绕组两大部分组成。在铁芯和绕组之间、高低压绕组之间及绕组中各匝之间均有相应的绝缘。图中可看到高压侧的引线1U、1V、1W，低压侧的引线2U、2V、2W、N。另外，在高压侧设有调节电压用的无励磁分接开关。

4.2.2　变压器投入运行前的检查

新装或检修后的变压器，投入运行前应进行全面检查，确认符合运行条件时，方可投入试运行。

①检查变压器的铭牌与所要求选择的变压器规格是否相符。例如各侧电压等级、连接组标号、容量、运行方式和冷却条件等是否与实际要求相符。

②检查变压器的试验合格证是否在有效期内。

③检查储油柜上的油位计是否完好，油位是否在与当时环境温度相符的油位线上，油色是否正常。

④检查变压器本体、冷却装置和所有附件及油箱各部分有无缺陷、渗油、漏油情况。

⑤检查套管是否清洁、完整，有无破裂、裂纹，有无放电痕迹及其他异常现象，检查导电杆有无松动、渗漏现象。

⑥检查温度计指示是否正常，温度计毛细管有无硬度弯、压扁、裂开等现象。

⑦检查变压器顶上有无遗留杂物。

⑧检查吸湿器是否完好，呼吸应畅通、硅胶应干燥。

⑨检查安全气道及其保护膜是否完好。

⑩检查变压器高、低压两侧出线管以及引线、母线的连接是否良好，三相的颜色标记是否正确无误，引线与外壳及电杆的距离是否符合要求。

⑪气体继电器内应无残存气体，其与储油柜之间连接的阀门应打开。

⑫检查变压器的报警、继电保护和避雷等保护装置工作是否正常。

⑬检查变压器各部位的阀门位置是否正确。

⑭检查分接开关位置是否正确，有载调压切换装置的远方操作机构动作是否可靠。

⑮检查变压器外壳接地是否牢固可靠，接地电阻是否符合要求。

⑯检查变压器的安装是否牢固，所有螺栓是否紧固。

⑰对于油浸风冷式变压器，应检查风扇电动机转向是否正确，电动机是否正常，经过一定时间的试运转，电动机有无过热现象。

⑱对于采用跌落式熔断器保护的，应检查熔丝是否合适，有无接触不良现象。

⑲对于采用断路器和继电器保护的，要对继电保护装置进行检查和核实，保护装置动作整定值要符合规定；操作和联动机构动作要灵活、正确。

⑳对于大、中型变压器要检查有无消防设施，如1211灭火器、黄沙箱等。 

4.2.3　变压器的试运行

试运行就是指变压器开始送电并带上一定负载，运行24h所经历的全部过程。试运行中应做好以下几方面的工作：

（1） 试运行的准备

① 变压器投入试运行前，再一次对变压器本体工作状态进行复查，没有发现安装缺陷，或在全部处理完安装缺陷后，方可进行试运行。

②变压器试运行前，应对电网保护装置进行试验和整定合格，动作准确可靠。

 

（2）变压器的空载试运行

①变压器投入前，必须确认变压器符合运行条件。

②试运行时，先将分接开关放在中间一挡位置上，空载试运行；然后再切换到各挡位置，观察其接触是否良好，工作是否可靠。

③变压器第一次投入运行时，可全压冲击合闸，如有条件时，应从零逐渐升压。冲击合闸时，变压器一般由高压侧投入。

④变压器第一次带电后，运行时间不应少于10min，以便仔细监听变压器内部有无不正常杂声（可用干燥细木棒或绝缘杆一端触在变压器外壳上，一端放耳边细听变压器送电后的声响是否轻微和均匀）。若有断续的爆炸或突发的剧烈声响，应立即停止试运行（切断变压器电源）。

⑤不论新装或大修后的变压器，均应进行5次全电压冲击合闸，应无异常现象发生，励磁涌流不应引起继电保护装置误动作，以考验变压器绕组的绝缘性能、力学性能、继电保护、熔断器是否合格。

⑥对于强风或强油循环冷却的变压器，要检查空载下的温升。具体做法是：在不开动冷却装置的情况下，使变压器空载运行12～24h，记录环境温度与变压器上部油温；当油温升至75℃时，启动1～2组冷却器进行散热，继续测温并记录油温，直到油温稳定为止。

（3）变压器的负载试运行

变压器空载运行24h无异常后，可转入负载试运行。具体做法是：

①负载的加入要逐步增加，一般从25%负载开始投运，接着增加到50%、75%，最后满负载试运行。这时各密封面及焊缝不应有渗、漏油现象。

②在带负载试运行中，随着变压器温度的升高，应陆续启动一定数量的冷却器。

③带负载试运行中，尤其是满负载试运行中，应检查变压器本体及各组件、附件是否正常。

4.2.4　变压器运行中的监视与检查

对运行中的变压器应经常进行仪表监视和外部检查，以便及时发现异常现象或故障，避免发生严重事故。

①检查变压器的声响是否正常，是否有不均匀的响声或放电声等。均匀的嗡嗡声为正常声音。

②检查变压器的油位是否正常，有无渗、漏油现象。

③检查变压器的油温是否正常。变压器正常运行时，上层油温一般不应超过85℃，另外用手抚摸各散热器，其温度应无明显差别。

④检查变压器的套管是否清洁，有无裂纹、破损和放电痕迹。

⑤检查各引线接头有无松动和过热现象（用示温蜡片检查）。

⑥检查安全气道有无破损或喷油痕迹，防爆膜是否完好。

⑦检查气体继电器是否漏油，其内部是否充满油。

⑧检查吸湿器有无堵塞现象，吸湿器内的干燥剂（吸湿剂）是否变色。如硅胶（带有指示剂）由蓝色变成粉红色，则表明硅胶已失效，需及时处理与更换。

⑨检查冷却系统是否运行正常。对于风冷油浸式变压器，检查风扇是否正常，有无过热现象；对于强迫油循环水冷却的变压器，检查油泵运行是否正常、油的压力和流量是否正常，冷却水压力是否低于油压力，冷却水进口温度是否过高。对于室内安装的变压器，检查通风是否良好等。

⑩检查变压器外壳接地是否良好，接地线有无破损现象。

⑪检查各种阀门是否按工作需要，应打开的都已打开，应关闭的都已关闭。

⑫检查变压器周围有无危及安全的杂物。

⑬当变压器在特殊条件下运行时，应增加检查次数，对其进行特殊巡视检查。

4.2.5　变压器的特殊巡视检查

当变压器过负载或供电系统发生短路事故，以及遇到特殊的天气时，应对变压器及其附属设备进行特殊巡视检查。

①在变压器过负载运行的情况下，应密切监视负载、油温、油位等的变化情况；注意观察接头有无过热、示温蜡片有无熔化现象。应保证冷却系统运行正常，变压器室通风良好。

②当供电系统发生短路故障时，应立即检查变压器及油断路器等有关设备，检查有无焦臭味、冒烟、喷油、烧损、爆裂和变形等现象，检查各接头有无异常。

③在大风天气时，应检查变压器引线和周围线路有无摆动过近引起闪弧现象，以及有无杂物搭挂。

④在雷雨或大雾天气时，应检查套管和绝缘子有无放电闪络现象，变压器有无异常声响，以及避雷器的放电记录器的动作情况。

⑤在下雪天气时，应根据积雪融化情况检查接头发热部位，并及时处理积雪和冰凌。

⑥在气温异常时，应检查变压器油温和是否有过负载现象。

⑦在气体继电器发生报警信号后，应仔细检查变压器的外部情况。

⑧在发生地震后，应检查变压器及各部分构架基础是否出现沉陷、断裂、变形等情况，有无威胁安全运行的其他不良因素。

4.2.6　变压器重大故障的紧急处理

 当发现变压器有下列情况之一时，应停止变压器运行。

①变压器内部响声过大，不均匀，有爆裂声等。

②在正常冷却条件下，变压器油温过高并不断上升。

③储油柜或安全气道喷油。

④严重漏油，致使油面降到油位计的下限，并继续下降。

⑤油色变化过大或油内有杂质等。

⑥套管有严重裂纹和放电现象。

⑦变压器起火（不必先报告，立即停止运行）。

4.2.7　变压器并列运行应满足的条件

为达到理想的并列运行，并列运行的各变压器应满足下列条件：

①各台变压器的一次侧和二次侧额定电压分别相等，即各台变压器的电压比应相等。否则会产生环流，环流的大小与电压比之差成正比。

②各台变压器的连接组标号必须相同。否则二次绕组存在电动势差，将会产生非常大的环流。

③各变压器的阻抗电压（曾称短路电压或短路阻抗）的标幺值应相等。否则各台变压器的负载不能按它们的额定容量成比例分配，会使阻抗电压标幺值小的变压器过载，而阻抗电压标幺值大的变压器欠载，变压器容量得不到充分合理的利用。

④并列运行的变压器中，最大容量与最小容量之比不超过3∶1。否则会引起负载分配不均。

⑤变压器在特殊情况下，不能完全满足上述条件时，要求：

a.每台变压器承担的负载不应超过本身额定容量的105%。如额定容量为100kV·A的变压器，承载不可超过105kV·A。

b.任一台变压器空载时，二次绕组产生的环流不可超过任何一台变压器的额定电流的10%。

c.并列运行的变压器承担的总负载不能长时间超过本身额定容量的110%。

d.并列运行的各台变压器的阻抗电压标幺值的差值不应超过其中一台变压器阻抗电压标幺值的10%。

e. 并列运行的各台变压器的电压比之差不应大于0.5%。

4.2.8　变压器并列运行的注意事项

变压器并列运行时，除应满足并列运行条件外，还应该注意安全操作，一般应考虑以下几方面：

①新投入运行和检修后的变压器，并列运行前应进行核相，并在空载状态下试验并列运行无问题后，方可正式并列运行带负载。

②变压器的并列运行，必须考虑并列运行的经济性，不经济的变压器不允许并列运行。同时还应注意，不宜频繁操作。

③进行变压器并列或解列操作时，不允许使用隔离开关和跌落式熔断器。要保证操作正确，不允许通过变压器倒送电。

④需要并列运行的变压器，在并列运行前应根据实际负载情况，预计变压器负载电流的分配，在并列后立即检查两台变压器的电流分配是否合理。在需解列变压器或停用一台变压器时，应根据实际负载情况，预计是否有可能造成一台变压器过负载。而且解列后也应检查实际负载电流，在有可能造成变压器过负载的情况下，不准进行解列操作。

4.2.9　切换分接开关的注意事项

如果电源电压高于变压器额定电压，则对变压器本身及其负载都会产生不良后果。通常，变压器在额定电压下运行时，铁芯中的磁通密度已接近饱和状态。如果电源电压高于额定电压，则励磁电流将急剧增大，功率因数随之降低。此外，电压过高还可能烧坏变压器的绕组。当电源电压超过额定电压的105%时，变压器绕组中感应电动势的波形就会发生较大的畸变，其中含有较多的高次谐波分量，会使感应电动势最大值增高，从而损坏绕组绝缘。

另一方面，电源电压过高，变压器的输出电压也会相应增高，这不但会导致用电设备过电压，而且还将降低用电设备的寿命，严重时甚至击穿绝缘，烧坏设备。

因此，为了保证变压器和用电设备安全运行，规定变压器的输入电压，即电源电压不得高于变压器额定电压的105%。

用户对电源电压的要求，总是希望能稳定一些，以免对用电设备产生不良影响。而电力系统的电压是随运行方式和负载的增减而变动的，因此，通常在变压器上安装分接开关，以便根据系统电压的变动进行适当调整，从而使送到用电设备上的电压保持相对稳定。

普通变压器通常采用无励磁调压。切换分接开关时，应首先将变压器从高、低压电网中退出运行，然后进行切换操作。由于分接开关的接触部分在运行中可能烧蚀，或者长期浸入油中产生氧化膜造成接触不良，所以在切换之后还应测量各相的电阻。对大型变压器尤应做好这项测量工作。

装有有载调压装置的变压器，无需退出运行就可以进行切换，但也要定期进行检查。

4.2.10　变压器过负载的处理方法

运行中的变压器如果过负载，可能出现电流指示超过额定值，有功、无功功率表指针指示增大，或出现变压器“过负载”信号、“温度高”信号和音响报警等信号。

值班人员若发现上述异常现象或信号，应按下述原则进行处理。

①向有关负责人汇报，并做好记录。

②及时调整变压器的运行方式，若有备用变压器，应立即投入运行。

③及时调整负载的分配，与用户协商转移负载。

④如属正常过负载，可根据正常过负载的倍数确定允许时间，若超过时间应立即减小负载。同时，要加强对变压器温度的监视，不得超过允许温度值。

⑤如属事故过负载，则过负载的允许倍数和时间应根据制造厂的规定执行。

⑥对变压器及其有关系统进行全面检查，若发现异常，应立即汇报调度员并进行处理。

4.2.11　变压器自动跳闸的处理方法

变压器自动跳闸后，一般应按以下步骤进行处理：

①变压器自动跳闸后，值班人员应投入备用变压器，调整负载和运行方式，保持运行系统及其设备处于正常状态。

②检查属于何种保护动作及动作是否正确。

③了解系统有无故障和故障性质。

④属于下述情况，又经调度员同意，可不经外部检查进行试送电：人员误碰、误操作和保护装置误动作；仅变压器的低压过电流或限时过电流保护装置动作，同时跳闸变压器的下一级设备发生故障而保护装置未动作，且故障点已隔离，但只允许试送电一次。

⑤如属重瓦斯或速断等保护装置动作，故障时又有冲击作用，则需要对变压器及其系统停电进行详细检查，并测定绝缘电阻。在未查清原因以前，禁止将变压器投入运行。

⑥详细记录故障情况、时间和处理过程。

⑦查清和处理故障后，应迅速恢复正常运行方式。

4.2.12　变压器油的简易鉴别方法

通常，变压器油只有经过耐压试验，才能鉴别其优劣。但是，油质不佳的油，也可大致从外观上鉴别出来。一般可以从以下几个方面进行鉴别：

①颜色：新油一般为浅黄色，长期运行后呈深黄色或浅红色。如果油中有沉淀物，油色变为深暗色，并带有不同颜色，则表明油不合格。如果油色发黑，则表明油炭化严重，不宜继续使用。

②透明度：将变压器油盛在直径30～40mm的玻璃试管中观察，在-5℃以上时应该是透明的。如果透明度低，说明油中杂质多，有游离碳。

③荧光：装在试管中的新油，迎着光线看时，在两侧会呈现出乳绿或蓝紫色反射光线，称为荧光。如果荧光很微弱或完全没有，说明油中有杂质和分解物。

④气味：合格的油没有气味或只有一点煤油味。如果有焦味，则表示油不干燥；若油有酸味，则表示油已严重老化。鉴别气味时，应将油样搅匀并微微加热；也可滴几滴油在清洁的手上研磨，鉴别其气味。

4.2.13　补充变压器油的注意事项

如果变压器缺油，可能产生以下后果：

①油面下降到油位计监视线以下，可能造成气体保护装置误动作，并且也无法对油位和油色进行监视。

②油面下降到变压器顶盖之下，将增大油与空气的接触面积，使油极易吸收水分和氧化，从而加速油的劣化。潮气进入油中，会降低绕组的绝缘强度，使铁芯和其他零部件生锈。

③因渗漏而导致严重缺油时，变压器的导电部分对地和相互间的绝缘强度将大大降低，遭受过电压时极易击穿。

④变压器油不能浸没分接开关时，分接头之间会泄漏放电而造成高压绕组短路。

⑤油面低于散热管的上管口时，油就不能循环对流，使变压器温升剧增，甚至烧坏变压器。

如果变压器出现缺油现象，通常可采取以下措施：

①如因天气突变、温度下降造成缺油，可关闭散热器并及时补充油。

②若大量渗、漏油，可根据具体情况，按规程采取相应的补油措施。

在变压器运行中，如果需要补充油，应注意以下几点：

①防止混油，新补入的油应经试验合格。

②补油前应将气体保护装置改接信号位，以防止误动掉闸。

③补油后要检查气体继电器，及时放出气体，运行24h后如果无异常现象，再将其接入跳闸位置。

④补油量不得过多或不足，油位应与变压器当时的油温相适应。

⑤禁止从变压器下部阀门补油，以防止将变压器底部的沉淀物冲入绕组内而影响绝缘和散热。

4.2.14　变压器运行中常见的异常现象及其处理方法

变压器运行中常见的异常现象及其处理方法见表4-1。