三相变压器的运行和维护方法

由于发电厂的发电机与用户的距离一般较远，电能的传输需要很长的导线，导线的电阻是不能忽略的，根据焦耳定律Q=I²Rt可知，输电过程有一定的电能损耗。为了降低损耗，一是减少输电线的电阻，那就要增大导线的截面积，但这是不现实的；二是通过提高输电电压来降低输电电流（根据P=UI，在输送功率一定的条件下，增大U，则使I降低）。提高三相交流电的电压就要用三相变压器。采用高压输电的过程如图4-34所示。

图4-34 远距离输电示意图

1.三相变压器的结构

三相变压器有三对绕组，将这三对绕组绕在同一铁心上，就构成了三相变压器，如图4-35所示。

三相变压器共有六个绕组，12个端子，相关标准规定了高压绕组的首端标志为1U₁、1V₁、1W₁；用1U₂、1V₂、1W₂表示高压绕组的末端。

用2U₁、2V₁、2W₁表示低压绕组的首端；用2U₂、2V₂、2W₂表示低压绕组的末端。

其中属于同一相的一、二次绕组的相对极性可按前面单相变压器的规定确定，须用星号“*”或黑点“.”标明。

2.三相变压器的运行

（1）三相交流发电机与三相变压器之间的连接

图4-35 三相变压器的结构

三相交流发电机与三相变压器之间的连接如图4-36所示。

图4-36 三相交流发电机与三相变压器之间的连接

该连接方法所用导线较多，成本较高，实用中不采用该方法，而采用星形联结（联结）和三角形联结（△联结），详见表4-25。

表4-25 三相变压器与发电机之间的联结和△联结

（续）

（2）电力变压器与高、低压电网的连接方式

电力变压器用于传送电能，可分为升压变压器和降压变压器。升压变压器用于将发电机的电压升高后通过电网进行传送，降压变压器用于将电网传来的电能降低成低压，送给用户使用。我们平时见到的变压器多为降压变压器。电力变压器的实物外形如图4-37所示。

(https://www.xing528.com)

图4-37 电力变压器实物外形（示例）

电力变压器的工作电压高、传送的电能大，为了增强铁心和绕组的散热和绝缘性能，一般将铁心和绕组放置在装有变压器油（注：具有较好的散热性和绝缘性）的箱体内。高、低压绕组的引出线均套有绝缘强度高的瓷套管。其结构如图4-38所示。

图4-38 电力变压器的结构示意图

图4-38中各关键点标号的含义如下：

1—油箱。

2—铁心及绕组。

3—储油柜（油枕）。储油柜装置在油箱上方，通过连通管与油箱连通，起到保护变压器油的作用。变压器油在较高温度下长期与空气接触容易吸收空气中的水分和杂质，使变压器油的绝缘强度和散热能力相应降低。装置储油柜的目的是为了减小油面与空气的接触面积、降低与空气接触的油面温度，并使储油柜上部的空气通过吸湿剂与外界空气交换，从而减慢变压器油的受潮和老化速度。

4—散热筋。

5—高压绕组引出端子。

6—低压绕组引出端子。

7—分接开关。分接开关装置在变压器油箱盖上面，通过调节分接开关来改变一次绕组的匝数，从而使二次绕组的输出电压可以调节，以避免二次绕组的输出电压因负载变化而过分偏离额定值。

8—气体继电器。气体继电器装置在油箱与储油柜的连通管道中，对变压器的短路、过载、漏油等故障起到保护的作用。

9—温度计。

10—防爆管。变压器防爆管安装在油箱上顶点，管内装有一片玻璃，当变压器内部有故障时，变压器内会产生高压气体冲破玻璃，排出变压器外，从而释放压力，保护变压器。

11—放油阀。

12—吸湿器（呼吸器）。内部装有干燥剂，用来对流动于变压器储油柜上部空间和变压器外部之间的空气进行干燥，防止因空气潮湿而使变压器油过快老化。

13—铭牌。

电力变压器与高压电网、低压电网之间的连接方式如图4-39所示。

图4-39 电力变压器与高压电网、低压电网之间的连接方式