变压器故障诊断与修理

目 录
前言
第1章 变压器的结构及运行原理
第1节 概述
1变压器的用途
2变压器的分类
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目 录
前言
第1章 变压器的结构及运行原理
第1节 概述
1变压器的用途
2变压器的分类
第2节 电力变压器的运行原理及
结构特点
1运行原理
2结构特点
3性能参数
4低损耗油浸电力变压器
第3节 其他冷却方式电力变压器
的结构特点及运行原理
1干式电力变压器
2特种冷却方式电力变压器
第4节 整流变压器的原理及结构
1作用原理及分类
2结构特点
3特殊型式整流变压器结构特点
第5节 工业电炉变压器结构特点
1分类及用途
2结构特点
第6节 互感器的原理及结构特点
1电压互感器
2电流互感器
第7节 调压器的原理与结构特点
1运行原理及分类
2结构特点
第8节 其他特种变压器结构特点
1交流弧焊变压器
2电脱盐防爆变压器
3脉冲变压器
4铁路电气化用牵引变压器
5电抗器
6试验变压器
第9节 变压器故障的综述及判断
程序
1故障综述
2故障的判断与检测
第2章 变压器绕组的故障与修理
第1节 概述
1绕组故障类别
2绕组故障修复方法
第2节 绕组的绝缘结构及绝缘材料
1绕组结构的特点
2影响绕组绝缘的因素
3绕组绝缘结构及绝缘间隙（距离）
4绝缘材料
第3节 大中型三相油浸变压器绕组
故障
1绕组绝缘电 阻低 吸收比小故障
2三相绕组的直流电阻不平衡故障
3绕组接地故障
4绕组局部放电故障
5一次一相绕组烧毁故障
6绕组击穿的故障及排除
7变压器两相运行故障及排除
8绕组断路故障与修理
9部分绕组反接或结线错误
第4节 绕组短路故障与修理
1绕组短路故障现象
2绕组短路故障类别
3各类短路故障的原因及修理
第5节 螺旋式绕组大修绕制工艺
1工艺准备及生产准备
2工艺操作过程
3工艺要求及注意事项
4提高螺旋式绕组绕制质量的新措施
第6节 连续式绕组重绕工艺
1适用范围
2绕制准备
3绕制过程
4绕制要求及注意事项
第7节 纠结式绕组重绕工艺
1纠结式绕组的换位
2纠结式绕组重绕操作工艺
3如何看懂和熟悉纠结式绕组施工图
4连位与纠位不换位的纠结式绕组
绕制特点
第8节 内屏蔽式绕组的结构特点
及重绕工艺
1结构特点
2绕制工艺
第9节 绕组出头线及引线的焊接
1常用的几种焊接方法
2绕组接头铝一铜连接
3铝－铝导线的氩弧焊工艺
第10节 绕组修整形压紧干燥
和浸烘
1工艺适用范围
2饼式绕组的修整形及压紧
3圆筒式绕组套装操作工艺
4绕组的预烘 浸漆和干燥工艺程序
第11节 整流及电炉变压器绕组
故障
1110KV级直降式变压器绕组故障
2整流 电炉变压器绕组及引线放电
故障
3整流变压器日常维护与监测
4大容量电炉变压器绕组烧毁故障处理
5整流变压器改结线后同名端及联结
组别的测定
6整流变压器产生直流偏磁故障
7大容量整流变压器同相逆并联结线
第12节 互感器绕组故障与修理
1故障类别
2故障现象
3故障原因及修理措施
4互感器几种联结方式
5互感器更换二次绕组专用吊具
第13节 其他特种变压器绕组故障
1弧焊变压器故障
2电抗器故障
3调压器绕组等电气故障
4小型控制变压器绕组等电气故障
第14节 箔式绕组的结构及绕制
工艺
1箔式绕组结构
2绕制工艺
3箔式绕组绕线机结构性能
4箔式绕组在高阻抗变压器上应用
5铜箔式绕组采用新型层间绝缘的工艺
及效果
第3章 变压器铁心故障与修理
第1节 铁心材料及绝缘要求
1电工硅钢薄钢板的分类及性能
2电工硅钢片质量及绝缘
3非晶态铁心磁性材料
第2节 变压器铁心的正常接地
1一点接地的作用
2正常接地的具体做法
第3节 铁心多点接地故障与处理
1铁心多点接地类型
2多点接地时出现的异常现象
3多点接地产生的原因
4多点接地故障的检测
5多点接地故障的排除
第4节 变压器铁心过热故障及
修理
1铁心局部短路过热
2铁心接地不良故障及修理
3铁心片间短路
4铁轭螺杆接地
5铁心冷却油道堵塞引起铁心过热
6绕组短路引起铁心过热故障
7电源电压高铁心发热故障
8叠片周边毛刺大 叠铁心片时缝隙不均
造成铁心过热
第5节 局部更换烧损铁心的修理
1故障现象
2铁心烧损程度及原因分析
3修理方法
第6节 变压器铁心用硅钢片的
加工
1送试硅钢片试样的剪切工艺程序
2硅钢片开卷工艺的内容及要求
3铁心硅钢片斜剪工艺的内容及要求
4小型单 三相变压器铁心片加工
5纵 横剪线设备及其对叠片质量的
影响
第7节 铁心叠装工艺
1铁心叠装的两种形式
2适用范围
3工艺准备
4工艺操作过程
5小型变压器铁心不叠上轭叠装装置
第8节 铁心夹紧及绑扎工艺
1适用范围
2工艺准备
3工艺过程
第9节 变压器铁心夹紧件
1全斜接缝铁心夹紧件种类
2夹紧件加工和焊装
第10节 卷铁心结构及卷绕工艺
1结构特点
2结构形式及应用范围
3卷铁心磁路特点
4卷铁心所用材料
5卷铁心的卷绕工艺
6卷铁心的热处理
7卷铁心的绑扎和夹紧
第4章 变压器的运行及维护
第1节 电力变压器的投运及
维护
1电力变压器投运前的检查
2变压器试投运
3变压器投入运行时的操作
4变压器运行检查
5气体继电器的运行检查
6变压器分接开关投入前的检查
第2节 有载分接开关运行维护
1有载分接开关的工作原理及结构
2有载分接开关的传动机构及控制线路
3运行监视
4有载分接开关的运行维护
5分接开关运行中异常现象的检查和
处理
第3节 电力变压器允许运行方式
1额定运行方式
2变压器允许绝缘电阻值
3允许过负载运行方式
第4节 电力变压器的异常运行及
事故处理
1发现下列事故 变压器要立即停运
2发现下列情况 应及时汇报和记录
3变压器油温升高 超过允许限度
4断路器跳闸的检查及处理
5气体继电器动作的处理
6变压器着火的处理
第5节 电炉变压器试运行
1对电炉变压器的要求
2投运前对变压器的外观检查
3电炉变压器的试运行
第6节 电炉变压器的允许运行
方式
1正常运行方式
2允许过载运行方式
3机械冷却的电炉变压器运行方式
第7节 电炉变压器正常运行方式
1电炉变压器送电前的检查
2电炉变压器停 送电操作程序应符合制造
厂规定，并遵守下列各项要求
3电炉变压器运行维护检查
4对电炉变压器绕组及电抗器绕组绝缘的
监视要求
5气体继电器的运行要求
6电炉变压器绝缘油的运行要求
第8节 电炉变压器的异常运行和
事故处理
I发生下列情况之一者 应立即停运
2发生下列情况之一者 应立即向上级报告
严密监视，尽快处理
3电炉变压器自动跳闸的处理
4电炉变压器着火的处理
第9节 变压器并联运行的必要性及
并联运行条件
1变压器并联运行的必要性
2变压器并联运行条件
第10节 变压器并联运行一 二次
额定电压的要求
1概述
2变压器绕组电压不同时的循环电流
3电压不同的变压器并联运行时产生循环
电流的实例
4计算变压器绕组中循环电流另一种表示
方法
5变压器绕组匝数现场确定法
6确定变压器绕组匝数的实例
7利用分接抽头匝数确定绕组匝数法
第11节 变压器并联运行阻抗电压
的要求
1概述
2容量相同两台变压器并联运行
3两台容量不相同的变压器并联运行
4多台变压器并联运行时负载分配计算
5多台变压器并联运行负载分配几种
特例
6阻抗电压百分值调整方法
第12节 变压器并联运行容量比的
要求
1变压器容量比
2并联变压器最佳台数的确定
第13节 绕组的极性与联结
1绕组的绕向及出线端标志
2绕组的极性
3三相绕组的联结
第14节 三相变压器绕组联结组别
的构成
1概述
2变压器不同联结组别并联运行所产生的
循环电流计算
3改变变压器联结组别的方法
第15节 变压器经济运行
1变压器损耗
2按最佳负载率选用变压器
3按负载性质选择不同损耗比的变压器
4考虑全日效率的经济运行
5调整变压器台数的经济运行
6多台变压器并联运行的最佳台数确定
7考虑初投资时变压器的经济运行
8电弧炉用变压器的经济运行
9变压器经济运行综合措施
第5章 变压器现场检修
第1节 变压器检修目的 周期和
项目
1变压器检修目的
2变压器检修周期
3变压器小修项目
4变压器吊心大修项目
5故障变压器的检修项目
第2节 变压器吊心检修
1吊心前的准备
2吊心拆卸步骤
3吊心注意事项
4吊心时轻度受潮的处理问题
5绕组检查及绝缘老化状态诊断
6变压器引线选择及绝缘距离的确定
7铁心检修
8储油柜的检修
9吸湿器的检修
10净油器的检修
11油位计的检修
12温度计的检修
13安全气道（喷油管及压力释放阀）的
检修
14气体继电器的检修
15变压器冷却装置及检修
16绝缘瓷套管的检修
17调压开关检修
第3节 变压器现场检修典型
实例
1变压器铭牌数据
2现场检修项目和验收制度
3检修准备工作
4变压器拆前检查和试验
5变压器外部零部件拆装与
检修
6冷却装置检修
7箱盖、油箱 油门检修
8吊心检修
9器身现场干燥
10变压器充氮保护措施
11试验项目及标准要求
第4节 变压器渗漏油的原因及
消除
1变压器渗漏油的原因及分布点
2密封件渗漏油的原因分析及消除
3焊接处渗漏油的原因及消除办法
4螺栓或管子扣渗漏油的原因及消除
办法
5铸铁件渗漏油的原因分析及消除
办法
6法兰连接渗漏油的原因分析及消除
办法
7阀杆与填料函处密封方法
8厌氧胶密封工艺
9散热器渗漏油的原因分析及消除办法
10隔膜式储油柜法兰渗漏油的原因分析
及消除办法
第5节 变压器渗漏油故障处理
实例
1渗漏油情况调查和原因分析
2散热器渗漏油的处理
3安全气道的检修和改进
4箱盖渗漏油的处理
5加装油封吸湿器
6放油门和储油柜的改进
第6节 变压器用绝缘件加工工艺
要点
1绝缘件加工工艺要求
2撑条和燕尾垫块配制工艺要点
3铁轭绝缘配制要点
4斜绝缘端圈配制工艺要点
5绝缘纸板层压件热压工艺要点
6绝缘纸筒配制工艺要点
7木零件加工工艺要点
第7节 变压器修配零部件质量检查
标准
1重绕线圈质量检查标准
2圆筒式线圈绕制质量检查
3连续式、螺旋式线圈绕制质量检查
4绕组整型后质量检查标准
5配制绝缘件的质量标准
6夹件与夹件焊装质量检查标准
7器身装配质量标准
8引线装配质量标准
9导电杆组件装配质量标准
10器身吊入油箱的质量检查标准
11硅钢片冲剪质量检查标准
12重叠铁心时的质量检查标准
13配制油箱及附件的质量标准
14其他零部件质量标准
第8节 劣化变压器油现场处理
1变压器油的劣化
2变压器油劣化的判断
3劣化变压器油的处理
4混油的问题
第9节 采用气相色谱分析法判断
故障
1概述
2气相色谱分析试验结果判断
3利用三比值法判断变压器故障实例
4防止气相油色谱分析的误判断
5综合判断变压器内部故障实例
第10节 变压器的现场干燥
1变压器受潮的可能性
2变压器在下列情况下必须进行干燥
3变压器在下列情况下可不经干燥
4变压器有以下情况时 要进行轻度
干燥
5变压器干燥的基本条件
6油箱铁损真空干燥法
7绕组铜损干燥法
8零序电流干燥法
9真空热油雾化喷淋干燥法
10烘干实例
11零序短路干燥法
第11节 利用旧变压器油箱制做真空
干燥炉实例
1结构概况
2真空干燥炉使用原理
3真空干燥炉电气线路工作原理
4电加热器计算
5W3型真空泵的操作和维修
第6章 变压器修理计算
第1节 油浸电力变压器计算
1基本参数的确定
2基本参数的换算
3铁心计算
4绕组计算
5阻抗电压计算
6主绝缘的绝缘距离选择
7铁心重量计算
8空载损耗计算
9空载电流计算
10油箱尺寸计算
11附加损耗计算
12变压器温升计算
13油箱有效散热面积计算
14油对空气的温升
15变压器重量计算
第2节 油浸式电力变压器修理计算
实例
实例1500kVA电力变压器计算
1基本参数确定
2电压 电流计算
3铁心直径及绕组匝数计算
4绕组结构设计
5阻抗电压UK计算
6温升计算
7空载损耗P0及线圈铜重计算
8油箱外形尺寸计算
9油顶层温升计算
10变压器重量计算
实例22000kVA电力变压器计算
1技术参数和标准
2电压、电流计算
3铁心计算
4绕组匝数计算
5线圈尺寸计算
6绕组结构尺寸确定
7负载损耗计算
8阻抗电压计算
9绕组铜重GCU计算
10空载损耗P0计算
11温升计算
12油箱尺寸计算
13油顶层温升计算
14变压器重量计算
第3节 干式变压器计算
1干式变压器特点
2干式变压器特殊技术要求
3基本参数及性能指标
4铁心计算
5绕组的计算
6短路损耗计算
7阻抗电压计算
8损耗计算
9温升计算
10变压器重量计算
第4节 800kVA干式变压器修理
计算实例
1基本参数
2性能参数
3铁心计算
4绕组计算
5线圈结构选择
6阻抗电压计算
7铁损耗P0计算
8空载电流计算
9绕组负载损耗计算
10绕组温升计算
11铁心温升计算
第5节 电炉变压器计算特点
1对电炉变压器的技术要求
2电炉变压器的选用
3高低压绕组平衡组的确定
4交错式绕组绝缘的选择
5交错式绕组阻抗电压计算
6损耗计算
7温升计算
8引线电抗计算
9引线附加损耗计算
10交错式绕组机械力的计算
11 铁心电抗器计算
12 低压绕组引出铜排的选择
13 铜排开孔尺寸选择
14 铜排的布置
第6节 整流变压器计算及其实例
1整流变压器的特点
2计算整流变压器所需的原始数据
3整流变压器参数计算
4整流变压器修理计算实例
第7节 小型变压器计算
1小型单相变压器计算
2小型三相变压器计算
第8节 变压器修理计算实例
1变压器容量估算法
2变压器改电压计算
3变压器增容计算
4简易重绕计算
第9节 变压器节能改造
1我国中小型变压器主要产品系列
2老系列变压器改造的必要性
3变压器损耗的产生及降低措施
4几种常见的改造变压器方案和实例
5对某公司现用变压器调查及改造实例
6老系列铝线变压器增容改造的判断
7更换铁心改造法
8确定绕组匝数的试验法
第7章 变压器安装及现场故障修理
第1节 现场环境及条件
1对现场环境和条件的了解
2对现场故障抢修的要求
3现场安装及故障处理人员必备条件
4掌握变压器异常现象的现场分析和
判断规律
第2节 大中型变压器安装的程序及
内容
1安装程序
2安装内容
3安装质量要求
第3节 变压器安装质量要求
1电力 电炉及整流变压器安装质量
要求
2互感器的安装质量要求
3干式无铁心电抗器的安装质量要求
第4节 变压器的安装
1变压器运输 拆装 吊卸车要领及
注意事项
2变压器安装
第5节 高压互感器的安装
1安装前的检查
2安装过程及注意事项
3接线
4安装后的电气测试
5安装质量要求及收尾
6高压互惑器tgδ现场测量法
第6节 安装后变压器绝缘判断则试
及干燥处理
1变压器绝缘特性的判断与测试
2安装运行过程中绝缘状况的检测与
分析
3安装中变压器的干燥
第7节 变压器安装中出现的缺陷
及排除
1注油时空气未排净的缺陷
2分接开关运输 安装中产生缺陷及
排除
3一、二次套管安装中出现的缺陷及
排除
4安装过程中引起渗漏油缺陷及排除
第8节 安装收尾交接验收及试
运行
1安装收尾工作
2交接验收的内容及要求
3安装后变压器的试运行
4试运行过程的检验项目及内容
第9节 变压器故障现场处理
1变压器油现场过滤、脱气及净化实例
2高压互感器劣化油的现场处理
3强油循环冷却变压器进气故障处理
实例
4现场局部更换大型电力变压器绕组短路
线匝实例
5有载分接开关故障现场修理实例
第8章 变压器修理试验
第1节 变压器修理试验的目的 项目
及检修周期
1预防性试验和交接时的试验目的
2变压器重绕线圈的试验目的
3验证变压器技术指标和性能
4变压器运行检修试验项目及检修周期
第2节 变压器修理试验项目
1变压器零部件试验项目
2器身入箱内之前的试验项目
3变压器出厂试验项目
4全部或局部更换线圈时出厂试验项目
第3节 变压器修理试验标准
1线圈绝缘电阻和吸收比试验标准
2介质损耗角试验标准
3泄漏电流试验标准
4工频耐压试验标准
5穿心螺栓及铁轭绝缘试验标准
6直流电阻试验标准
7感应高压试验电压标准
8变压器油的电气强度试验标准
9油中溶解气体的正常值和注意值
10变压器油的介质损耗角试验标准
11套管介质损耗角试验标准
12绝缘套管和绝缘子外施高压试验
电压标准
13正常绝缘变压器冲击试验电压标准
14油浸变压器的温升限值
15突发短路试验标准
16变压器额定性能数据允许偏差
17干式变压器各部位的允许温升
18热带型油浸变压器温升标准限值
19单绕组带气隙铁心电抗器的额定
性能数据允许偏差
20电炉变压器的额定性能数据的允许
偏差
21整流变压器的低压绕组及辅助装置（平
衡电抗器、阳极分流器）的外施耐压
试验电压标准
22整流变压器各部位的温升限值
23试验变压器高压绕组感应耐压试验
标准
24试验变压器温升限值
25绝缘油的绝缘电阻测定
26层间耐压试验标准
27电压比试验标准
28三相变压器联结组别及单相变压器的
极性测定
29空载试验和短路试验
30额定电压下的冲击合闸试验
第4节 变压器外观检查
1器身外观检查
2箱体及各附件的外观检查
第5节 绝缘电阻和吸收比试验
1测试目的
2测试绝缘电阻和吸收比的方法
3测试绝缘电阻和吸收比的部位和顺序
4吸收比试验
5铁心和铁轭螺杆以及夹件的绝缘
电阻测试
6测试时的注意事项
第6节 变压器组装前主要零部件
的检查试验
1分接开关检查试验
2套管检查试验
3散热器和油箱密封试验
4线圈检查试验
5铁心检查试验
第7节 变压器油试验
1概述
2取油样的要求
3变压器油电气强度试验
4简化试验
5全分析试验
6介质损耗角的测定
7混油试验
8介质损耗角试验标准
第8节 介质损耗角测量
1测量要求及测量部位
2tgδ测量方法
3被试变压器的tgδ和电容CX计算
4试验时的注意事项
第9节 变压器泄漏电流试验
1接线方法
2操作方法
3试验时的注意事项
第10节 变压器绕组的直流电阻
测量
1测量的目的
2测量方法
3操作注意事项
4测量结果的判断
5直流电阻的换算
第11节 电压比测试
1测试电压比的目的及其允许偏差
2试验方法
3试验示例
第12节 变压器绕组联结组别试验
1变压器联结组标号
2决定变压器联结组别标号的三个因素
3联结组标号的试验方法
第13节 外施耐压试验
1概述
2试验变压器容量的估算
3被试变压器的电容的确定
4外施耐压试验接线图
5试验电压的测量
6试验操作时的注意事项
第14节 空载试验
1试验目的
2空载试验线路联结方法
3对试验电源的要求
4额定条件下的空载试验
5非额定条件下的空载试验
6三相变压器采用单相电源做空载试验
第15节 感应高压试验
1试验目的
2试验电源频率与试验时间的要求
3试验电源容量的估算
4试验电源接线图
5全绝缘变压器感应耐压试验
6分级绝缘变压器感应高压试验
7励磁法的选择
8低压侧非被试相励磁法
9试验注意事项及合格条件
第16节 变压器短路试验
1试验方法及试验目的
2试验线路和仪表选择
3额定条件下的短路试验
4短路试验时所需电源设备容量
5降低电流的短路试验
6三相变压器的单相电源短路试验
7非额定频率试验时的校正
8线圈电阻损耗计算
第17节 突发短路试验
1概述
2突发短路电磁力造成绕组损坏分析
3试验方法
4突发短路试验结果判断
第18节 变压器温升试验
1试验目的和有关规定
2变压器温升试验方法
3温度测量方法和有关规定
4温升计算与校正
第19节 特种变压器修理试验特点
1电炉变压器修理试验特点
2试验变压器修理试验特点
3整流变压器修理试验特点
4移圈调压器修理试验特点
5有载分接开关的试验
附录 常用变压器技术数据
附表1BK系列单相控制变压器技术数据
附表2BX1系列弧焊机变压器绕组数据
附表3BX2系列弧焊机变压器绕组数据
附表4BX3系列弧焊机变压器绕组数据
附表5ZXG系列直流焊机变压器技术
数据
附表6SKL－100～1000/10型干式电力变压
器技术数据
附表7SJL系列电力变压器技术数据
附表8SJL1系列电力变压器技术数据
附表9SJ1系列电力变压器技术数据
附表10SJ6系列电力变压器技术数据
· · · · · · (收起)