变压器实用技术手册PDF电子书下载

第1章 变压器理论 1

1.1 引言 1

1.2 理想变压器——电压比 1

1.3 漏电抗——变压器阻抗 3

1.4 铁心和绕组的损耗 4

1.5 额定容量 8

1.5.1 单相变压器 8

1.5.2 三相变压器 8

1.5.3 单相变压器 8

1.5.4 三相变压器 9

1.5.5 三相星形联结 9

1.5.6 三相三角形联结 9

1.6 电压调整率 9

第2章 设计基础 11

2.1 变压器类型 11

2.2 相位关系——联结组标号 14

2.2.1 星形／星形联结变压器 15

2.2.2 曲折形联结 15

2.2.3 自耦变压器 16

2.3 每匝电压和磁通密度 17

2.4 分接 17

2.5 阻抗 18

2.6 带有第三绕组的多绕组变压器 21

2.7 零相序阻抗 25

2.8 双二次绕组变压器 26

2.9 三绕组变压器的基本情况 27

第3章 基本材料 31

3.1 介电材料 31

3.2 铁心用电工钢片 31

3.2.1 热轧电工钢片 33

3.2.2 晶粒取向电工钢片 34

3.2.3 高导磁电工钢片 35

3.2.4 磁畴细化的电工钢片 36

3.2.5 非晶合金 38

3.2.6 微晶钢片 40

3.2.7 采用改进的钢片 40

3.2.8 铁心电工钢片的牌号 41

3.2.9 更多信息 41

3.3 绕组导线 41

3.3.1 负载损耗 41

3.3.2 高导电铜的生产过程 43

3.3.3 铜的电气性能和热性能 44

3.3.4 高导电铜合金 44

3.3.5 铜绕线 46

3.4 绝缘材料 46

3.4.1 牛皮纸 47

3.4.2 棉纤维 49

3.4.3 特殊用纸 50

3.4.4 纸压板 53

3.4.5 成型绝缘件 54

3.4.6 其他绝缘材料 57

3.5 变压器油 58

3.5.1 绝缘油作冷却介质 59

3.5.2 绝缘油作绝缘介质 59

3.5.3 黏度和倾点 59

3.5.4 挥发性和闪点 60

3.5.5 化学稳定性 60

3.5.6 油的选择——提纯 60

3.5.7 油的类型 61

3.5.8 石油炼制 62

3.5.9 关于油品分类的补充说明 63

3.5.10 绝缘油的技术指标 65

3.5.11 变压器油的物理性能 66

3.5.12 油的化学性能 68

3.5.13 变压器油的电气性能 70

3.5.14 添加剂和抗氧化油 72

3.5.15 油的混合性 75

3.5.16 油中水分 76

3.5.17 变压器吸湿系统 78

3.5.18 其他绝缘液体 78

参考文献 81

第4章 变压器结构 82

4.1 铁心结构 83

4.1.1 设计特点 83

4.1.2 铁心制造 90

4.1.3 阶梯搭接接缝 92

4.1.4 铁心接地 93

4.1.5 漏磁通与磁屏蔽 93

4.2 变压器绕组 95

4.2.1 绕组结构 99

4.2.2 低压绕组 99

4.2.3 导线换位 100

4.2.4 连续换位导线 101

4.2.5 高压绕组 103

4.2.6 分接绕组 107

4.3 绕组的位置布置 114

4.4 冲击强度 120

4.5 变压器热性能 126

4.5.1 铁心、引线和内部钢结构件 131

4.5.2 变压器油的冷却 132

4.6 分接与分接开关 135

4.6.1 分接开关的使用 135

4.6.2 阻抗变化 139

4.6.3 分接开关机构 144

4.6.4 利用电抗器过渡的有载分接变换 146

4.6.5 采用切换开关的电抗式有载分接开关 147

4.6.6 采用真空开关的电抗式有载分接开关 148

4.6.7 分流电阻式分接开关 149

4.6.8 带真空切换开关的箱内式有载分接开关 154

4.6.9 油浸电阻式瞬变分接开关 156

4.6.10 介电试验 164

4.6.11 无励磁分接开关 169

4.6.12 分接开关的结构 172

4.6.13 有载分接开关的控制 176

4.6.14 移圈调压器 183

4.6.15 布伦特福德线性调压器 185

4.7 绕组短路力和短路特性 188

4.7.1 热效应 188

4.7.2 机械效应 190

4.7.3 短路力计算 193

4.7.4 辐向电磁力 195

4.7.5 轴向电磁力 196

4.7.6 各种分接结构的轴向电磁力 201

4.8 油箱与辅助设备 205

4.8.1 变压器油箱 205

4.8.2 安装在油箱上的散热器 222

4.8.3 单独安装的散热器组 223

4.8.4 水冷却变压器 227

4.8.5 冷却器的控制 231

4.9 变压器处理和器身干燥 235

参考文献 237

附录4.A 变压器典型结构图 238

第5章 变压器试验 257

5.1 制造过程中的试验和质量保证 257

5.2 成品试验 259

5.2.1 欧洲标准规定的试验 259

5.2.2 电压比和极性试验 260

5.2.3 电压比测试仪法 260

5.2.4 绕组极性和联结组标号 261

5.2.5 负载损耗和阻抗试验 261

5.2.6 绝缘电阻试验 265

5.2.7 绕组电阻 265

5.2.8 铁心损耗和空载电流试验 266

5.2.9 绝缘试验：绕组 269

5.2.10 感应耐压试验 276

5.2.11 外施耐压试验 278

5.2.12 变压器的雷电冲击试验 279

5.2.13 数字信息收集系统 290

5.2.14 温升试验——油浸变压器 291

5.2.15 声级试验 308

5.2.16 试验合格证明书 308

5.3 重要变压器的附加试验 308

5.3.1 工频过电压试验 309

5.3.2 负载电流运行 313

5.3.3 短路试验 314

5.4 运输、安装和投运 315

5.4.1 运输 315

5.4.2 现场安装 316

5.4.3 注油和投运准备 318

5.4.4 现场干燥 319

5.4.5 试运行 324

5.4.6 干式变压器的安装 326

第6章 运行和维护 327

6.1 变压器安装的设计和布局 327

6.1.1 户外变电站 327

6.1.2 由油浸变压器引发的火灾 327

6.1.3 将火灾降到最低限度 328

6.1.4 集油 329

6.1.5 隔离和分离 329

6.1.6 变电站布置的其他要求 330

6.1.7 户内变压器 332

6.2 中性点接地 335

6.2.1 高压系统接地 336

6.2.2 多点接地 337

6.2.3 变压器中性点死接地或通过阻抗接地 338

6.2.4 三角形联结变压器的接地 338

6.2.5 接地阻抗值 340

6.2.6 中性点接地装置 340

6.2.7 接地连接 342

6.2.8 低压系统的接地 343

6.2.9 接地系统的设计 343

6.3 变压器噪声 346

6.3.1 基本理论 346

6.3.2 噪声的主观性 346

6.3.3 噪声的测量方法 347

6.3.4 确定响度 349

6.3.5 声级测量仪 350

6.3.6 变压器的声级测量 351

6.3.7 计算声功率级 355

6.3.8 计算单独的声功率级 355

6.3.9 变压器噪声说明 356

6.3.10 现场降低噪声 359

6.3.11 噪声衰减 361

6.3.12 噪声的谐波分量 364

6.3.13 变压器安装位置 364

6.4 并联运行 365

6.4.1 变压器端子标记、端子位置和相量图 365

6.4.2 多相变压器 385

6.4.3 电网（包括变压器）的并联运行 394

6.5 变压器的瞬变现象 396

6.5.1 高压和高频电磁波对变压器的影响 397

6.5.2 合闸冲击电流 408

6.5.3 短路电流 418

6.5.4 由地磁场产生的感应电流 423

6.6 变压器保护 424

6.6.1 针对系统故障变压器应当采取的保护 424

6.6.2 变压器的冲击保护 430

6.6.3 对变压器故障采取的保护 442

6.6.4 对循环电流的保护 444

6.6.5 由偏磁差动谐波限制器对电力变压器快速保护 450

6.6.6 变压器双偏磁差动保护 452

6.6.7 取代电磁继电器 461

6.7 运行维护 471

6.7.1 采样程序 472

6.7.2 油中溶气分析 477

6.7.3 实际诊断 483

6.7.4 气体监测器 490

6.7.5 其他监测系统 496

6.8 在非正常条件下运行 500

6.8.1 在非额定负载或非EN 60076规定环境下运行 501

6.8.2 油浸变压器的IEC负载导则 506

6.8.3 在非额定电压和频率下运行 513

6.8.4 在不平衡负载下运行 514

6.9 变压器联结方式对三次谐波电压和电流的影响 520

6.9.1 对称三相系统的三次谐波原理 521

6.9.2 变压器中三次谐波电压和电流的起因 522

6.9.3 三次谐波的不良影响 529

6.9.4 关于三次谐波与星形／星形联结的进一步说明 530

参考文献 538

第7章 特种用途变压器的特殊性能 540

7.1 发电机变压器 540

7.1.1 特殊要求 540

7.1.2 甩负载 542

7.1.3 一般设计特点 542

7.1.4 单相发电机变压器 544

7.1.5 试运行 549

7.1.6 性能和可靠性 550

7.2 其他电厂用变压器 550

7.2.1 电厂用变压器（起动／备用变压器） 550

7.2.2 机组用变压器（单元变压器） 553

7.3 联络变压器和自耦变压器 555

7.4 高压直流换流变压器 556

7.4.1 绕组连接 557

7.4.2 绝缘设计 560

7.4.3 绝缘的影响因素 561

7.4.4 谐波 561

7.4.5 换向电抗和短路电流 563

7.4.6 分接绕组和分接开关 563

7.4.7 套管及其连接 564

7.4.8 HVDC变压器试验 565

7.5 移相变压器和正交增压变压器 566

7.6 系统变压器 572

7.7 曲折形联结的接地变压器 576

7.8 配电变压器 579

7.8.1 设计问题 580

7.8.2 安装 587

7.8.3 干式变压器和树脂浇注式变压器 590

7.8.4 树脂浇注变压器的可燃性试验 596

7.8.5 220级绝缘干式变压器 596

7.9 斯考特接线变压器和雷布兰克接线变压器 599

7.9.1 斯考特接线 599

7.9.2 雷布兰克接线 602

7.10 整流变压器 605

7.11 交流电弧炉变压器 608

7.12 牵引变压器 613

7.12.1 低压系统电压 613

7.12.2 额定容量和阻抗 614

7.12.3 冲击电压试验 615

7.12.4 结构 616

7.13 发电机中性点接地变压器 617

7.13.1 接地变压器的实用结构 619

7.13.2 负载电阻 621

7.14 静电除尘用变压器 623

7.15 电抗器 625

7.15.1 并联电抗器 625

7.15.2 串联电抗器 628

参考文献 633

第8章 变压器询价和投标 634

8.1 变压器询价 634

8.1.1 技术规定 635

8.1.2 技术规定的起草 635

8.1.3 范围 639

8.1.4 标准和运行条件 639

8.1.5 特殊要求 640

8.1.6 额定容量 640

8.1.7 额定电压比 641

8.1.8 磁通密度 641

8.1.9 绝缘水平 642

8.1.10 分接 642

8.1.11 系统接地和短路水平 643

8.1.12 甩负载 643

8.1.13 阻抗 644

8.1.14 损耗 644

8.1.15 声功率级和振动 644

8.1.16 变压器结构 645

8.1.17 清理和涂漆 645

8.1.18 油 646

8.1.19 组件 646

8.1.20 电流互感器端子和布置 649

8.1.21 控制箱 649

8.1.22 结构 650

8.1.23 照明和灯口引线 650

8.1.24 连接电缆 651

8.1.25 试验 651

8.1.26 型式试验 651

8.1.27 例行试验 652

8.1.28 油箱真空和密封试验 652

8.2 标书评估 652

8.2.1 最初选择程序 653

8.2.2 标书询问 655

8.3 经济主权和运行 656

8.3.1 典型的工业方面的损耗成本 656

8.3.2 试验贴现率 659

8.3.3 网络变压器 660

8.3.4 核定资本值 662

附录 664

附录A 变压器等效电路 664

附录B 变压器相量图的几何形状 671

附录C 变压器圆图 676

附录D 变压器电压调整率 679

附录E 不平衡三相系统的对称分量 682

附录F 并联变压器接地故障的对称分量研究 701

附录G 用有限元法计算变压器的漏磁场和介电应力分布 750

附录H 与电力变压器有关的国家和国际标准一览表 773

附录I 与变压器有关的国际大电网会议报告和文献表 778

附录J 由英国电气研究协会（ERA）技术有限公司提出的与变压器及涌流现象有关的报告一览表 780

汉英名词索引（以汉语拼音为序） 785