变压器性能及安装技术的分析

黄建东，广东电网河源连平供电局电力工程师，研究方向：电力工程，广东河源，517100变压器是电力系统运行的重点设备，利用电磁感应原理对交流电压值实施有效的调控，以此满足其他连接设备的操控需要。伴随着城市电网改造活动的广泛开展，变压器在系统调控系统中的作用更加显著，尤其是电流、电压值大小的控制效果优越，满足电力生产的同时降低了意外事故的发生率。由于施工条件限制，变压器在安装阶段还存在许多不足，落后的安装技术限制了变压器功能的发挥。因此，施工单位要深入分析变压器性能，在安装期间采用试验技术检测装置的性能，以保证其在正常使用期间起到良好的控制作用。

一、变压器原理及其性能变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗、安全隔离等。在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势。此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压、电流和阻抗的器件。变压器的功能主要有：电压变换；电流变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等。

变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈，为单相变压器的运行原理。

变压器组成部件包括器身（铁芯、绕组、绝缘、引线）、变压器油、油箱和冷却装置、调压装置、保护装置（吸湿器、安全气道、气体继电器、储油柜及测温装置等）和出线套管。具体组成及功能：（1）铁芯。

铁芯是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高，厚度分别为0.35mm、0.3mm、0.27mm，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成。铁芯分为铁芯柱和横片两部分，铁芯柱套有绕组；横片是闭合磁路之用。（2）绕组。绕组是变压器的电路部分，它是用双丝包绝缘扁线或漆包圆线绕成。变压器的基本原理是电磁感应原理，现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理：当一次侧绕组上加上电压U1时，流过电流11，在铁芯中就产生交变磁通O1，这些磁通称为主磁通，在它的作用下，两侧绕组分别感应电势，后带动变压器调控装置。

单相变压器的原理二、变压器安装中绕制材料的选用鉴于变压器在电力系统中的调控作用，技术人员必须选用合适的变压器完成安装操作，这样才能发挥正常的作用。绕制材料是变压器安装需注意的首要问题，不同材质的装置所发挥的作用是不一样的。对于绕制变压器，因装置结构特殊，安装选用了漆包线、纱包线、丝包线、纸包线等材料配合，能够发挥出良好的导电、导热性能，优越的抗腐蚀性也增强了电路的稳定性。从现有的变压器产品来看，变压器安装中绕制材料一般包括：铁芯材料、绝缘材料、浸渍材料等，安装人员必须结合实际情况选用。

变压器是借助于电磁感应原理完成电流值、电压值的调控，而贴心是变压器的核心构件，其材质状况决定了变压器的调节功能。铁芯材料好选择在铁片中加入硅，以此减小低钢片的导电导热作用，避免装置运行后能耗增多。电力行业标准中规定硅钢片的磁通密度需控制在有效范围，如：黑铁片的磁通密度在7000、低硅片在10000等，安装现场可结合实际情况选用。

近年来变压器安装操作的意外事故发生率不断提升，考虑到变压器安装过程中的安全问题，现场人员需注重绝缘材料的选用，以保护系统其他设备的正常运行。目前，许多变压器已经配备了绝缘构件，如：垫圈、绝缘器具等，但由于人为操作不当依旧存在安全风险。变压器安装需从线圈框架层间的隔离、绕阻间的隔离等方面增强其绝缘性能。

浸渍处理是对绕制材料加工的后工序，主要目的是改善材料的机械性能、电力性能、绝缘性能，避免后期使用发生各种按照事故。选用绕制材料之后，安装人员要对浸渍材料涂刷油漆，在材料表面设置一道绝缘层。比较常用的漆材是甲酚清漆，经过涂刷处理后可发挥出较好的安全作用，延长了变压器设备的使用寿命。

三、变压器安装中漏油事故的处理工业化生产活动大范围进行，社会用电量日趋增多，给电力系统工程改造带来了巨大的压力。变压器作为供电系统、用电系统的重要装置，其在安装阶段常会出现意外事故，导致系统运行的安全系数降低。漏油事故是变压器安装多见的问题，油量耗损过快减短了变压装置的使用寿命，导致故障维修率不断增多。因而，技术人员在安装时要考虑漏油事故的处理。

变压器是电力系统的主要运行设备，其在正常状态下要联合其他装置才能发挥作用，焊接是变压器安装必不可少的工序。安装时要顾及到地震等自然灾害对变压器的不利影响，采取利用钢筋构件采取抗震加固安装，如。焊接环节出现的漏油问题多数是由于人工操作不当，焊接构件的配合密度不足，变压器运行后易引起漏油事故。

如：焊接缝形成针孔，针孔数量过多而影响了构件的紧密性。对于焊接漏油事故的处理，安装人员要选择高性能的焊接材料，并控制好焊接点的操作工艺，尽可能选择高分子复合材料进一步固化焊接点。

良好的密封性能是保证变压器正常使用的前提条件，若变压器箱沿与箱盖配合的紧密性不足，会造成雨水、杂物的浸入，破坏变压器的使用性能。密封漏油事故的处理需注重构件之间的配合，对变压器内外部采取针对性的密封加固。如：安装人员可采用粘合材料进行连接处理，让焊接形成的接头与构件融为整体构件，从而有效控制漏油现象。

法兰是一种高精度的配合构件，安装过程特别要注意法兰的紧密性。通常法兰漏油是因紧固件安装操作不当，导致法兰与其他构件的配合强度不足，终引起渗漏油现象。处理此类漏油事故，应对法兰进行加固处理。利用紧固螺栓加固之后，要检查法兰密封处的配合情况，特别要注意松动的螺栓应及时更换，并且严格按照工艺流程完成操作。

钢铁铸件在生产加工环节会留有质量问题，变压器安装人员未详细检查构件质量，安装后引起渗漏油事故。如：铸铁件产品存在砂眼、裂纹等问题，变压器运行时受到多方力作用的影响，裂纹会不断扩大而产生漏油事故。为避免铸铁件漏油现象，一方面要检查铸铁件产品的质量；另一方面要改善安装工艺流程，加固铸铁构件的连接形式。

四、试验法在变压器维护中的运用除了从安装环节加强变压器性能维护外，技术人员还要针对变压器使用的范围及性能要求，采取综合性的维护措施，避免各种安全事故及性能故障的发生。变压器试验是一种全面性的检测活动，其能够从内部构件、操作性能、安装工艺等方面检测变压器，根据试验结果可制定一套完整的安装方案。因此，结束变压器安装，应及时添加试验环节以检测装置的性能。

目前，预防性试验普遍采用的是在线监测技术，变压器处于运行状态时直接完成检测任务。在30线监测技术的推广避免了系统中断运行带来的不便，其运用于变压器的预防性试验能够在不影响系统运行的前提下，完成试验操作以得到可靠的数据结果。

导致变压器故障发生的因素比较复杂，维修人员在施工期间要对装置综合检测维修，不仅耗时短、难度大，且对电力工程建设的正常进程也不利。预防性试验报告为电力工程改造提供了依据，能够为变压器设备的安装提供科学的指导。

保持优越的性能是变压器持续发挥作用的基础，特别是装置的升压、降压能力至关重要。预防性试验可针对某一款型的变压器详细地检查，及时发现潜在的故障隐患。如：变压器渗漏故障的检查，试验中可观察散热器接口、平面碟阀帽子、套管、瓷瓶、焊缝、砂眼、法兰等位置，提早发现问题以尽快处理。

意外事故已经成为制约电力行业发展的一大因素，解决安全问题是变压器预防性试验的首要目的。预防性试验配合高精密仪器展开测试，从变压器的结构组合、运行性能、安装操作等环节检查故障，对存在的问题预先制定策略处理。如：结合万用表对电流变换、电压变换的参数检测，根据指标结果判断变压器装置的性能是否达标。

五、结论总之，变压器在电力系统中发挥了重要的调控作用，也是维持电力系统高效运行的基础条件。技术人员在安装变压器时要充分考虑其性能要求，采用不同的安装工艺及维护技术保证变压器性能的发挥。对于变压器安装中常见的问题，应制定有效的维护维修方案，为其创造优越的运行条件。

王祥，严志豪。行回扫变压器大输出功率测试原理及方法现代电子技术，2007，（12）。

黄永青。单相控制和信号用变压器功率选择及保护。

有色冶金设计与研究，2001，（2）。

黄必康。提高变压器绝缘性能的原理分析。广西电业，周文胜，李琳。基于阻抗电压法的变压器容量测试装置的研制湖南电力，2006，5）。