第1章 概论 1
1．1 电力变压器在电力工业中的地位和作用 1
1．1．1 电力变压器的发展历史 1
1．1．2 电力变压器在国民经济中的作用 2
1．2 电力变压器的基本结构 3
1．2．1 铁心 3
1．2．1．1 晶粒取向电工钢带 3
1．2．1．2 非晶合金 4
1．2．2 绕组 5
1．2．2．1 导体材料 5
1．2．2．2 绕组结构 6
1．2．3 油浸式变压器油箱 6
1．2．4 变压器的热性能 8
1．2．5 变压器耐受短路的能力 9
1．2．5．1 变压器耐受短路的热稳定能力 9
1．2．5．2 变压器耐受短路的动稳定能力 10
1．2．5．3 变压器的短路试验 10
1．3 电力变压器按结构分类 12
1．3．1 心式变压器 12
1．3．2 壳式变压器 13
1．4 电力变压器按绝缘和冷却介质分类 15
1．4．1 油浸式变压器 15
1．4．2 聚氯联苯绝缘变压器 16
1．4．3 充硅油变压器 16
1．4．4 β油绝缘变压器 17
1．5 干式变压器 17
1．5．1 树脂型干式变压器 18
1．5．1．1 树脂加填料浇注 18
1．5．1．2 树脂浇注 19
1．5．1．3 树脂缠绕式 19
1．5．1．4 树脂真空压力浸渍 19
1．5．2 聚酰芳胺绝缘变压器 20
1．5．3 SF6气体绝缘变压器 21
1．5．3．1 SF6气体的绝缘性能 23
1．5．3．2 SF6气体的散热及变压器的冷却 25
1．5．3．3 SF6气体绝缘变压器组件 27
1．5．3．4 SF6的温室效应问题 27
1．5．4 电缆型干式变压器 29
1．6 变压器按调压方式分类 31
1．7 组合式变压器 31
1．8 电力变压器的参数和有关标准 32
1．8．1 电力变压器的有关标准 32
1．8．2 变压器型号表示方法中符号代表的意义 32
1．8．3 电力变压器的重要参数 34
1．8．3．1 额定容量 34
1．8．3．2 绕组的额定电压 34
1．8．3．3 额定电压比 35
1．8．3．4 绝缘水平 35
1．8．3．5 空载损耗和空载电流 35
1．8．3．6 负载损耗和短路阻抗 35
1．8．3．7 总损耗 35
1．8．3．8 零序阻抗 35
1．8．3．9 变压器油温升 35
1．8．3．10 变压器绕组温升 35
1．8．3．11 绕组联结组标号 35
1．9 变压器的选用、主要性能参数与制造成本的关系 36
1．9．1 性能参数对成本的影响 36
1．9．1．1 短路阻抗 36
1．9．1．2 负载损耗 36
1．9．1．3 空载损耗 37
1．9．1．4 声级水平 37
1．9．1．5 变压器的容量、重量、尺寸和性能之间的关系 37
1．9．2 变压器的损耗评价 37
1．9．3 油浸式电力变压器的性能标准 38
1．9．4 干式电力变压器的性能标准 51
第2章 变压器的基本原理 56
2．1 变压器的工作原理 56
2．1．1 理想变压器的工作原理 56
2．1．2 变压器实际的工作状态 57
2．1．3 变压器的阻抗参数和标幺值 58
2．2 变压器的效率 59
第3章 变压器短路阻抗与电压调整率 60
3．1 引言 60
3．2 高度相等磁动势均布的双绕组心式变压器的短路阻抗计算 60
3．3 多绕组变压器的等效漏电抗计算 63
3．3．1 双绕组变压器 63
3．3．1．1 高低高结构 63
3．3．1．2 高低低高结构 64
3．3．1．3 低高低高结构 64
3．3．1．4 两绕组自耦结构 65
3．3．2 三绕组变压器 65
3．3．2．1 普通三绕组变压器 65
3．3．2．2 三绕组自耦变压器 66
3．3．2．3 中性点带调压绕组的三绕组自耦变压器 67
3．3．3 分裂变压器 67
3．3．4 对称交错式绕组漏电抗计算 68
3．4 短路漏抗的有限元计算方法的主要公式 69
3．5 三相双绕组变压器的电压调整率 70
3．6 变压器的并联运行 70
3．6．1 三相联结组和相位关系配合 71
3．6．2 电压比的差异及环流 72
3．6．3 短路阻抗不相等的变压器的并联运行 72
3．6．4 并联运行的其他技术内容 73
第4章 变压器的损耗和温升 74
4．1 概述 74
4．2 变压器的损耗 74
4．2．1 空载损耗 74
4．2．1．1 磁性钢片(硅钢片)材料 74
4．2．1．2 我国磁性钢片标准 76
4．2．1．3 日本晶粒取向磁性钢带 79
4．2．2 变压器的空载损耗 83
4．2．2．1 铁心片材质 83
4．2．2．2 铁心的结构 83
4．2．2．3 铁心的接缝形式 84
4．2．2．4 铁心叠积加工的影响 86
4．2．2．5 取向磁性钢片的损耗系数 86
4．2．2．6 不同频率下的空载损耗 87
4．3 变压器的负载损耗 88
4．3．1 绕组的直流电阻损耗 88
4．3．2 绕组导线在漏磁场中的涡流损耗 89
4．3．3 并联导线内不平衡电流的损耗 90
4．3．4 引线的损耗 91
4．3．5 变压器油箱的损耗 91
4．3．5．1 绕组漏磁通引起的油箱壁的损耗 92
4．3．5．2 不同材料的损耗 93
4．3．5．3 磁屏蔽 94
4．3．5．4 电磁屏蔽 95
4．3．5．5 大电流引线在油箱壁产生的损耗 96
4．3．5．6 套管电流在开孔箱盖中的损耗 96
4．3．6 铁心拉板的损耗 98
4．3．7 冷却装置的损耗 100
4．3．7．1 风扇的损耗 100
4．3．7．2 油泵的损耗 100
4．4 油浸式变压器的温升 100
4．4．1 变压器的温升和温度 100
4．4．1．1 标准规定 100
4．4．1．2 绝缘材料的老化 102
4．4．1．3 加权环境温度 102
4．4．2 变压器的发热和冷却 103
4．4．2．1 变压器的散热方式 103
4．4．2．2 变压器的冷却方式 108
4．4．3 油浸式变压器的发热和冷却 113
4．4．4 油浸式变压器绕组的温升 116
4．4．4．1 绕组内的油流 116
4．4．4．2 绕组温升的工程计算方法 117
4．4．5 变压器油箱的散热 120
4．4．5．1 对流散热 120
4．4．5．2 辐射 121
4．4．6 管式变压器油箱的温升 122
4．5 变压器油温升的工厂计算法 123
4．5．1 变压器油箱的有效散热面积 123
4．5．1．1 管式油箱 123
4．5．1．2 波纹油箱 123
4．5．1．3 带散热器的油箱 124
4．5．2 油浸自冷和风冷变压器的油顶层温升计算 126
4．5．3 强油风冷(水冷)式变压器的油温升 127
4．6 铁心的温升 128
4．6．1 铁心内最热点相对铁心表面的温升 129
4．6．2 铁心表面对变压器油的温升 129
4．7 变压器的短路温升 130
4．8 日光辐射对变压器温升的影响 131
4．9 干式变压器的温升 133
4．9．1 非树脂型干式变压器的温升 135
4．9．1．1 非树脂型干式变压器的散热面 135
4．9．1．2 非树脂型干式变压器的热负荷 139
4．9．1．3 非树脂型干式变压器的温升 139
4．9．2 树脂型干式变压器的温升 140
4．9．2．1 树脂型干式变压器铁心的温升 140
4．9．2．2 树脂型干式变压器绕组的温升 140
第5章 变压器的短路力和短路强度 142
5．1 引言 142
5．2 变压器的短路电流计算 142
5．2．1 三相稳态短路电流计算 142
5．2．2 瞬变短路电流 143
5．2．3 变压器的三相非对称短路 145
5．2．4 中性点接地的三相三绕组变压器的短路电流计算 146
5．2．4．1 系统Ⅱ单相接地故障的短路电流计算 147
5．2．4．2 系统Ⅰ单相接地故障的短路电流计算 149
5．2．4．3 系统Ⅱ两相接地故障的短路电流计算 150
5．2．4．4 系统Ⅰ两相接地故障的短路电流计算 152
5．2．4．5 三相短路时绕组Ⅲ的短路电流计算 154
5．3 变压器漏磁通分布与短路力的关系 155
5．3．1 双绕组变压器漏磁分布的特点 156
5．3．2 不平衡安匝产生的辐向漏磁通 157
5．3．3 磁场中心不在同一高度时的辐向漏磁通 158
5．3．4 三绕组变压器的漏磁通分布 158
5．4 动态短路力与静态短路力 159
5．4．1 短路力是动态力而不是静态力 159
5．4．2 动态短路力的频率 160
5．4．3 用静态的方法计算动态短路力的先决条件 160
5．4．4 短路力的静态计算方法 160
5．4．5 绕组的固有振动频率 161
5．4．6 短路力的动态计算 161
5．4．7 轴向预压紧力的选取原则 162
5．4．8 短路力的超静定计算 162
5．5 绕组受力情况分析 162
5．5．1 短路力作用方向的判断原则 162
5．5．2 三相双绕组变压器受力情况分析 163
5．5．2．1 轴向漏磁分量产生的辐向短路力 163
5．5．2．2 磁力线在绕组端部弯曲产生的轴向短路力 166
5．5．2．3 安匝不平衡产生的轴向短路力 167
5．5．2．4 磁场中心不在同一高度上产生的轴向短路力 169
5．5．2．5 绕组的轴向预压紧力必须始终大于轴向短路力的合力 169
5．5．2．6 轴向漏磁分量引起的周向旋转短路力 169
5．5．2．7 辐向漏磁分量引起的相间短路力 169
5．5．3 三相三绕组变压器的受力情况分析 170
5．5．3．1 三相三绕组变压器的辐向短路力 170
5．5．3．2 三相三绕组变压器的轴向短路力 170
5．5．4 受辐向压缩力与拉伸力作用的不同绕组的受力情况比较 171
5．6 绕组损坏的主要模式 171
5．6．1 绕组变形导致匝绝缘破裂从而引起匝间短路 171
5．6．2 绕组变形导致主绝缘强度降低进而造成绝缘击穿 172
5．6．3 绕组的辐向失稳 172
5．6．4 绕组的轴向失稳 172
5．7 绕组辐向失稳的分析计算 173
5．7．1 造成绕组辐向失稳的主要原因 173
5．7．2 在计算绕组辐向稳定性时必须考虑的主要问题 174
5．7．3 绕组辐向失稳平均临界应力的计算方法 174
5．7．3．1 国际大电网会议论文中经常采用的计算公式 174
5．7．3．2 前苏联经常采用的计算公式 175
5．7．3．3 日本变压器专业委员会推荐的计算方法 176
5．7．3．4 波兰电工协会的研究结论 178
5．7．4 提高绕组辐向稳定性的主要技术措施 178
5．8 绕组轴向失稳的分析与计算 179
5．8．1 绕组轴向失稳的机理 179
5．8．2 造成轴向失稳的主要原因 179
5．8．2．1 轴向预压紧力不够是导致轴向失稳的主要原因之一 179
5．8．2．2 垫块的残余(永久)变形是导致轴向失稳的主要原因之二 180
5．8．2．3 当绕组的某一固有频率与轴向短路力的频率相接近时会产生谐振 180
5．8．3 轴向失稳的计算 181
5．8．4 提高绕组轴向稳定性的主要措施 182
5．8．4．1 准确地选取与保持足够的轴向预压紧力 183
5．8．4．2 垫块处理 183
5．8．4．3 绕组恒压干燥处理 183
5．8．4．4 总装配时轴向预压紧力的准确控制 184
5．9 提高绕组抗短路能力应采取的主要技术措施 184
5．9．1 设计计算方面 184
5．9．2 制造工艺方面 185
5．9．2．1 绝缘件制造方面 185
5．9．2．2 绕组绕制方面 185
5．9．2．3 器身装配与整体套装方面 185
5．10 绕组变形的测量 186
5．11 变压器短路强度的计算验证 186
5．12 短路力计算的有限元方法的主要公式 187
5．12．1 静态短路力计算 187
5．12．2 动态短路力计算 188
5．12．3 绕组短路机械强度计算 189
5．12．3．1 轴向弯曲应力 189
5．12．3．2 由纵向漏磁通产生的外绕组所受的抗拉应力 189
5．12．3．3 由纵向漏磁通产生的内绕组的压应力和弯曲变形 190
5．13 结束语 190
第6章 变压器噪声 192
6．1 变压器噪声的来源 192
6．1．1 变压器本体噪声 192
6．1．2 冷却装置的噪声 193
6．2 变压器噪声的传播路径 193
6．3 变压器噪声的度量 193
6．3．1 声压级 193
6．3．2 声强级 193
6．3．3 声功率级 194
6．3．4 响度级和等响度曲线 194
6．3．5 变压器噪声以A计权方式度量 194
6．4 影响变压器噪声的因素 195
6．4．1 硅钢片的磁致伸缩对噪声的影响 195
6．4．2 铁心结构对噪声的影响 195
6．4．3 铁心装配工艺对噪声的影响 196
6．4．4 谐振对噪声的影响 197
6．5 降低变压器噪声的措施 197
6．5．1 降低本体噪声 197
6．5．1．1 降低铁心噪声 197
6．5．1．2 降低油箱及其结构件噪声 198
6．5．2 降低冷却装置噪声 198
6．5．2．1 降低冷却风扇噪声 198
6．5．2．2 降低自冷式散热器噪声 199
6．5．2．3 降低油泵噪声 199
6．5．3 在传播路径上采取隔声措施 199
6．5．4 在传播路径上采取消声措施 199
6．6 变压器噪声的设计计算 200
6．6．1 变压器本体噪声的计算 200
6．6．1．1 自冷式变压器本体噪声 200
6．6．1．2 变压器噪声在空气中的衰减 200
6．6．2 冷却装置噪声的计算 201
6．6．3 变压器噪声的计算 201
6．6．4 铁心固有频率的计算 201
6．6．5 高效隔声板的降噪计算 202
6．6．5．1 高效隔声板的基本结构 202
6．6．5．2 高效隔声板隔声量的计算 202
6．7 变压器噪声的测定 203
6．7．1 测定方法的选择 203
6．7．2 测量仪器的校准 203
6．7．3 被测变压器试验时的负载状态 203
6．7．4 测量位置 204
6．7．5 声压法 205
6．7．5．1 测量环境 205
6．7．5．2 测量环境修正值K的确定 205
6．7．5．3 被试变压器的运行状态 206
6．7．5．4 平均声压级的计算 206
6．7．6 声强法 207
6．7．6．1 测量环境 207
6．7．6．2 被试变压器的运行状态 207
6．7．6．3 平均声强级的计算 207
6．7．7 声功率级的计算 207
6．7．8 变压器额定负载状态时的声功率级 208
6．8 变压器声级 208
第7章 铁心 210
7．1 概述 210
7．2 变压器铁心材料 210
7．2．1 热轧磁性钢片 212
7．2．2 冷轧晶粒取向磁性钢片 212
7．2．3 非晶合金材料 214
7．3 变压器铁心结构 215
7．3．1 心式变压器铁心 215
7．3．1．1 心式变压器铁心叠片图 216
7．3．1．2 心式变压器夹件 219
7．3．1．3 铁心拉板 221
7．3．1．4 铁心柱绑扎带 222
7．3．1．5 铁心的绝缘 223
7．3．1．6 铁心的冷却油道 223
7．3．1．7 铁心的接地 224
7．3．2 壳式变压器铁心 225
7．3．2．1 壳式变压器铁心叠片图 225
7．3．2．2 壳式变压器铁心的夹紧 226
7．3．2．3 壳式变压器铁心油道和叠片绝缘 226
7．3．3 卷铁心 227
7．3．3．1 单相卷铁心 227
7．3．3．2 三相卷铁心 227
7．4 铁心性能参数 228
7．4．1 铁心的空载损耗 228
7．4．2 铁心的空载电流 229
7．4．3 铁心的制造工艺对空载性能的影响 229
7．4．3．1 磁性钢片变形和机械应力对空载损耗的影响 229
7．4．3．2 铁心片毛刺和绝缘损伤与空载性能 229
7．4．3．3 铁心冲孔对空载损耗的影响 229
7．4．3．4 铁心接缝尺寸对空载损耗的影响 230
7．4．4 铁心设计对空载损耗的影响 230
7．4．4．1 铁心叠片图对空载损耗的影响 230
7．4．4．2 每叠片数与空载性能 232
7．4．4．3 交错接缝和阶梯接缝的空载损耗 233
7．4．4．4 铁心截面形状对空载损耗的影响 236
7．4．5 晶粒取向磁性钢片铁心的损耗系数 238
7．5 联结组别与铁心空载性能 238
7．6 励磁涌流 239
7．7 噪声 241
7．7．1 变压器产生噪声的原因 241
7．7．2 变压器铁心噪声和磁性钢片品种与磁通密度的关系 242
7．7．2．1 变压器噪声和铁心磁通密度的关系 242
7．7．2．2 变压器噪声级和铁心夹紧力的关系 242
第8章 绕组 244
8．1 导体 244
8．1．1 常规导体材料铜和铝 244
8．1．2 高温超导材料 246
8．2 绕组用导线 247
8．2．1 圆导线 247
8．2．2 扁导线 248
8．2．3 组合导线 251
8．2．4 换位导线 251
8．3 绕组的分类与结构 252
8．3．1 变压器绕组结构的一般性介绍 252
8．3．1．1 绕组的绕向 252
8．3．1．2 绕组的连接图和联结组 253
8．3．1．3 绕组中的换位 258
8．3．1．4 绕组中的绝缘 265
8．3．2 变压器绕组结构的分类 265
8．3．2．1 层式绕组 265
8．3．2．2 饼式绕组 269
第9章 变压器器身绝缘及引线绝缘 283
9．1 变压器的主要绝缘材料及其绝缘特性 283
9．1．1 液体绝缘材料 283
9．1．1．1 变压器油 283
9．1．1．2 α油、β油 291
9．1．1．3 复敏绝缘液体 292
9．1．1．4 聚氯联苯 292
9．1．1．5 硅油 293
9．1．2 气体绝缘材料 295
9．1．2．1 空气 295
9．1．2．2 SF6气体 296
9．1．3 固体绝缘材料 298
9．1．3．1 绝缘纸、绝缘纸板和纸制品 298
9．1．3．2 木材和木制品 312
9．1．3．3 胶纸板、胶布板、胶纸管、胶布管 313
9．1．3．4 纤维制品 316
9．1．3．5 化学制品 317
9．1．4 油、纸绝缘结构 318
9．1．4．1 覆盖 318
9．1．4．2 绝缘层 318
9．1．4．3 绝缘隔板 318
9．2 变压器的绝缘水平 319
9．2．1 变压器绕组及引出线的绝缘水平 319
9．2．2 变压器套管对地和套管之间的空气间隙 320
9．2．2．1 Um＜300kV的绕组 320
9．2．2．2 中性点套管带电部分的对地空气间隙 321
9．2．2．3 Um≥300kV的绕组 321
9．3 变压器内、外部的典型电场和典型绝缘结构 322
9．3．1 变压器中绝缘的分类 322
9．3．2 变压器内部的典型电场 322
9．3．3 变压器内部的典型绝缘结构 323
9．3．4 变压器外部电场 324
9．4 变压器的主绝缘 324
9．4．1 变压器主绝缘结构的选择原则 324
9．4．2 变压器的主绝缘结构 324
9．4．3 变压器主绝缘结构的发展前景 326
9．4．4 变压器器身绝缘典型结构 326
9．4．4．1 高压为40kV及以下电压等级变压器器身绝缘典型结构 326
9．4．4．2 高压为66kV级的器身绝缘 328
9．4．4．3 高压为110kV级的器身绝缘 328
9．4．4．4 高压为220kV级的器身绝缘 330
9．5 变压器的纵绝缘 332
9．5．1 工频电压、雷电冲击电压、操作冲击电压在变压器绕组上的分布 332
9．5．1．1 变压器上的作用电压的种类 332
9．5．1．2 几种不同类型电压的波形和在绕组上的电压分布 333
9．5．2 变压器绕组结构的选择 349
9．5．3 变压器绕组纵绝缘的设计 354
9．5．3．1 不同电压等级的变压器绕组的结构型式的选择 354
9．5．3．2 匝绝缘和匝绝缘与油道绝缘配合的冲击绝缘强度的校核 355
9．6 变压器的局部放电 356
9．6．1 引起变压器局部放电的原因 356
9．6．2 无局部放电变压器的设计与工艺制造 359
9．7 变压器工频感应和外施耐压试验时的绝缘特性 360
9．7．1 工频电压作用下变压器绝缘系统的绝缘特性 360
9．7．2 工频电压作用下变压器绝缘结构中采取的对策 361
9．7．2．1 绝缘材料的选择 361
9．7．2．2 充分利用提高变压器油的放电特性的一切手段 361
9．7．2．3 提高沿面放电的措施 361
9．8 变压器中其他典型结构的电场 362
9．8．1 变压器的端绝缘 362
9．8．1．1 变压器端部电场的描述 362
9．8．1．2 变压器端部电场的基本结构 362
9．8．2 变压器的引线绝缘 364
9．8．2．1 变压器引线的选择 364
9．8．2．2 变压器引线绝缘 370
9．8．2．3 变压器引线绝缘距离 372
9．9 变压器绝缘表面的沿面放电 378
9．9．1 引起变压器绝缘表面沿面放电的结构原因 378
9．9．2 引起变压器绝缘表面沿面放电的因素 380
9．9．3 防止变压器绝缘表面发生沿面放电的对策和措施 380
9．10 快速瞬态过电压 383
9．10．1 快速瞬态过电压的产生和特点 383
9．10．1．1 快速瞬态过电压的产生过程 383
9．10．1．2 快速瞬态过电压的特点 383
9．10．2 快速瞬态过电压对变压器绝缘的影响 383
9．10．2．1 快速瞬态过电压的最大幅值 383
9．10．2．2 快速瞬态过电压作用在变压器上时的电压分布情况 383
9．10．3 快速瞬态过电压作用下变压器绕组上应采取的措施 384
附录9．A 按GB／T 7595—2000《运行中变压器油质量标准》，油中溶解气体组分含量色谱分析检验周期和要求 384
附录9．B 不同电极形状及操作方法对变压器油击穿电压测定值的影响 385
附录9．C 计算式(9-39)和式(9-40)中系数φ求取时所用的附图 386
第10章 变压器油箱 388
10．1 概述 388
10．2 对变压器油箱的基本要求 388
10．2．1 6kV、10kV电压等级 388
10．2．2 35kV电压等级 390
10．2．3 66kV电压等级 391
10．2．4 110kV电压等级 393
10．2．5 220kV电压等级 394
10．2．6 330kV电压等级 396
10．2．7 500kV电压等级 397
10．3 油箱的分类与结构 398
10．3．1 油箱的分类 398
10．3．1．1 按冷却方式进行分类 398
10．3．1．2 按油箱外形进行分类 400
10．3．2 常用油箱的结构 401
10．3．2．1 中小型变压器油箱 401
10．3．2．2 大型变压器油箱 404
10．4 油箱结构设计要点 411
10．4．1 箱沿结构 411
10．4．2 吊攀结构 412
10．4．3 法兰连接结构 413
10．4．4 变压器的密封 415
10．4．4．1 密封的基本知识 415
10．4．4．2 密封结构的设计 416
10．4．4．3 变压器密封的特点 418
10．4．5 油箱的器身定位结构 420
10．4．5．1 器身的下部定位结构 420
10．4．5．2 器身的上部定位结构 420
10．4．6 强油导向冷却时的导油结构 421
10．4．6．1 利用下夹件进行导油 421
10．4．6．2 利用导油管进行导油 421
10．4．6．3 箱底导油结构 422
10．4．7 油箱磁屏蔽 422
10．4．7．1 油箱磁屏蔽的结构 422
10．4．7．2 油箱磁屏蔽的设计 424
10．4．8 油箱电磁屏蔽 424
10．4．8．1 油箱电磁屏蔽与磁屏蔽的比较 424
10．4．8．2 油箱电磁屏蔽的结构 425
10．4．9 油箱的隔声降噪结构 425
10．4．9．1 变压器本体噪声的产生机理 425
10．4．9．2 油箱降噪的技术措施 425
10．4．9．3 隔声技术措施 426
10．4．10 套管升高座及管接头的设计 426
10．4．10．1 利用套管升高座旋转保证外绝缘距离 426
10．4．10．2 斜升高座的设计 427
10．4．10．3 斜管接头的设计 429
10．4．10．4 箱壁端部圆弧形、顶盖梯形的油箱上所用套管升高座壁展开尺寸的计算 429
10．4．11 油箱设计的注意问题 431
10．5 变压器油箱耐压力学性能分析与计算 432
10．5．1 油箱力学性能简化计算的传统解析方法 432
10．5．1．1 箱壁力学性能计算 432
10．5．1．2 各种加强铁的强度估算 435
10．5．1．3 箱沿密封部件的机械强度计算 437
10．5．1．4 箱底的机械强度计算 438
10．5．1．5 盖板的应力与挠度 438
10．5．1．6 箱壁及其加强铁力学性能的计算举例 439
10．5．2 油箱耐压力学特性的计算机分析与结构优化设计 440
10．5．2．1 油箱耐压力学特性的计算机分析 440
10．5．2．2 油箱结构的优化设计 440
10．5．3 油箱耐压试验的失效形式与材料的许用应力 442
10．5．3．1 油箱耐压试验的失效形式 442
10．5．3．2 油箱材料的许用应力 442
10．5．4 油箱加强铁的结构 443
第11章 变压器结构件设计与力学性能分析 444
11．1 变压器内部结构件及其力学性能分析 444
11．1．1 变压器内部器身结构简介 444
11．1．1．1 铁心磁路结构 444
11．1．1．2 铁心夹紧结构 444
11．1．2 绑扎铁心结构的结构件力学性能分析 447
11．1．2．1 力学分析的基本假设 449
11．1．2．2 铁心柱叠片绑扎力所对应相关结构件的机械强度计算 450
11．1．2．3 铁心拉板及其相关件的机械强度计算 451
11．1．2．4 铁轭夹件的机械强度计算 455
11．1．2．5 铁轭拉带的应力计算 462
11．1．2．6 上铁轭撑板的应力与变形计算 464
11．1．2．7 器身垫脚的机械强度计算 465
11．1．2．8 下定位钉及上部定位件焊缝的应力计算 467
11．1．2．9 器身上部压板及下部托板的应力计算 468
11．1．3 螺杆夹紧铁轭结构的机械强度计算 470
11．1．3．1 铁心叠片的夹紧力 470
11．1．3．2 铁心柱绑扎带的绑扎厚度计算 471
11．1．3．3 三相三柱铁心结构机械强度计算 472
11．1．3．4 三相五柱铁心结构机械强度计算 475
11．1．3．5 器身压钉的机械强度计算 478
11．1．3．6 下夹件上肢板的机械强度计算 480
11．2 变压器抗地震性能分析 480
11．2．1 与地震有关的常用术语解释 480
11．2．2 地震时变压器的破坏形式 483
11．2．2．1 动态损坏 483
11．2．2．2 静态损坏 483
11．2．2．3 保护装置误动作 483
11．2．3 变压器的抗震计算 483
11．2．3．1 变压器本体的抗震能力计算 484
11．2．3．2 变压器套管的抗震能力计算 485
第12章 变压器组件 490
12．1 无励磁分接开关 490
12．1．1 无励磁分接开关的标准 490
12．1．2 无励磁分接开关的性能要求 490
12．1．2．1 额定值 490
12．1．2．2 性能要求 490
12．1．3 无励磁分接开关的型号 491
12．1．4 无励磁分接开关的结构形式 492
12．1．4．1 鼓形结构无励磁分接开关 492
12．1．4．2 楔形结构无励磁分接开关 493
12．1．4．3 笼形结构无励磁分接开关 494
12．1．4．4 条形结构无励磁分接开关 494
12．1．4．5 盘形结构无励磁分接开关 495
12．1．5 无励磁分接开关的分接布置 495
12．1．5．1 中性点调压 495
12．1．5．2 绕组中部调压 496
12．2 有载分接开关 496
12．2．1 有载分接开关的有关定义 498
12．2．1．1 分接选择器 498
12．2．1．2 切换开关 498
12．2．1．3 选择开关 498
12．2．1．4 转换选择器 498
12．2．1．5 过渡阻抗 498
12．2．1．6 驱动机构 498
12．2．1．7 触头组 498
12．2．1．8 切换开关和选择开关的触头 498
12．2．1．9 循环电流 499
12．2．1．10 开断电流 499
12．2．1．11 恢复电压 499
12．2．1．12 分接变换(操作) 499
12．2．1．13 操作循环 499
12．2．1．14 绝缘水平 499
12．2．1．15 额定通过电流In 499
12．2．1．16 最大额定通过电流Inm 499
12．2．1．17 额定级电压Ui 499
12．2．1．18 最大额定级电压Uim 499
12．2．1．19 额定频率 499
12．2．1．20 分接开关的分接位置数 499
12．2．1．21 型式试验 499
12．2．1．22 出厂(例行)试验 500
12．2．2 有载分接开关的技术要求 500
12．2．2．1 额定特性 500
12．2．2．2 对设计和结构的要求 500
12．2．2．3 触头温升 500
12．2．2．4 切换能力 501
12．2．2．5 有载分接开关开断容量 501
12．2．2．6 短路电流耐受能力 501
12．2．2．7 有载分接开关的机械寿命 501
12．2．2．8 试验电压 501
12．2．2．9 局部放电试验 502
12．2．2．10 耐受压力及真空的能力 502
12．2．3 有载分接开关电动机构的技术要求 503
12．2．3．1 辅助电源电压的允许变动范围 503
12．2．3．2 逐级控制 503
12．2．3．3 分接位置指示器 503
12．2．3．4 分接变换在进行的指示 503
12．2．3．5 极限装置 503
12．2．3．6 并联控制装置 503
12．2．3．7 旋转方向的保护 503
12．2．3．8 过电流闭锁装置 503
12．2．3．9 重起动装置 503
12．2．3．10 变换操作计数器 503
12．2．3．11 电动机构的手摇操作 503
12．2．3．12 电动机构的机械寿命 503
12．2．3．13 电动机构辅助线路的绝缘 504
12．2．4 有载分接开关的型号及技术数据 504
12．2．4．1 基本型号 504
12．2．4．2 相数 504
12．2．4．3 额定电压等级 504
12．2．4．4 分接选择器绝缘等级 504
12．2．4．5 基本接线图 507
12．2．4．6 调压方式 507
12．2．5 MR公司典型产品 508
12．2．5．1 V型有载分接开关 508
12．2．5．2 M型有载分接开关 512
12．2．5．3 VV型有载分接开关 513
12．2．5．4 保护继电器 518
12．2．5．5 滤油机 518
12．2．5．6 电动机构 519
12．2．5．7 有载分接开关电子运行控制系统 523
12．2．6 长征电器一厂生产的有载分接开关 523
12．2．6．1 ZY1A(M)型有载分接开关 523
12．2．6．2 FY30型有载分接开关 525
12．2．6．3 KY1型真空有载分接开关 527
12．2．6．4 KY2型真空有载分接开关 528
12．2．6．5 电动机构 529
12．2．6．6 开关附件 529
12．2．7 华明电力设备制造有限公司生产的有载分接开关 533
12．2．7．1 CM型有载分接开关 533
12．2．7．2 CV型有载分接开关 534
12．2．7．3 SM型有载分接开关 535
12．2．7．4 CVT型干式真空有载分接开关 535
12．2．7．5 开关操作机构 537
12．2．8 沈阳变压器厂开关制造厂生产的有载分接开关 537
12．2．8．1 仿MR公司M型有载分接开关 537
12．2．8．2 仿MR公司V型有载分接开关 537
12．2．9 英国Associated(联合)有载分接开关公司生产的有载分接开关 538
12．2．9．1 AT型和ATV型有载分接开关 538
12．2．9．2 AE型有载分接开关 540
12．2．9．3 有载分接开关附件 541
12．2．10 ABB公司生产的有载分接开关 541
12．2．10．1 UZE型和UZF型有载分接开关 541
12．2．10．2 UB型有载分接开关 543
12．2．10．3 UC型有载分接开关 544
12．2．10．4 操动机构 545
12．3 套管 546
12．3．1 套管的型号表示 546
12．3．2 套管的技术要求 547
12．3．2．1 套管的试验电压 547
12．3．2．2 套管的介质损耗角正切和电容量 548
12．3．2．3 套管的局部放电量及无线电干扰 549
12．3．2．4 套管测量端子、电压抽头的电容、介质损耗角正切和工频耐受电压试验 549
12．3．2．5 套管的热稳定性能 549
12．3．2．6 套管各部位的发热温度和温升 550
12．3．2．7 套管的密封性能 551
12．3．2．8 套管的弯曲耐受负荷 551
12．3．2．9 套管耐受的热短时电流 552
12．3．2．10 油浸纸电容套管内变压器油的要求 553
12．3．3 套管的分类 553
12．3．4 典型套管的结构 554
12．3．4．1 复合瓷绝缘导杆式套管 554
12．3．4．2 单体瓷绝缘导杆式套管 555
12．3．4．3 有附加绝缘导杆式套管 557
12．3．4．4 35kV级穿缆式套管 559
12．3．4．5 35kV级电容式大电流套管 561
12．3．4．6 60～550kV电容式套管 567
12．3．4．7 硅橡胶绝缘套管 571
12．3．4．8 特高压变压器套管 571
12．3．4．9 环氧浸纸高压和超高压套管 575
12．3．4．10 南京电气集团公司(南京电瓷厂)油纸电容套管 581
12．3．4．11 西安高压电瓷厂电容套管 585
12．3．4．12 抚顺雷诺尔公司油纸电容套管 596
12．4 冷却器 599
12．4．1 风冷却器 599
12．4．1．1 风冷却器的额定冷却容量 599
12．4．1．2 技术要求 599
12．4．1．3 风冷却器的结构 600
12．4．1．4 风扇 602
12．4．1．5 油泵 604
12．4．1．6 流量指示器(油流继电器) 607
12．4．1．7 典型冷却器 610
12．4．1．8 低噪声强油循环风冷却器 612
12．4．2 变压器用强迫油循环水冷却器 614
12．4．2．1 冷却器的额定冷却容量 614
12．4．2．2 技术要求 614
12．4．2．3 单管水冷却器 615
12．4．2．4 双重管水冷却器 615
12．5 片式散热器 619
12．5．1 概述 619
12．5．2 片式散热器标准 619
12．5．2．1 产品型号、规格 619
12．5．2．2 主要技术要求 620
12．5．3 散热器的有效散热面积 620
12．5．3．1 散热器的几何面积 620
12．5．3．2 自冷和风冷的有效散热面积 621
12．5．4 片式散热器用的风扇 622
12．5．5 片式散热器的数据 624
12．5．5．1 保定多田冷却设备有限公司生产的散热器技术数据 624
12．5．5．2 涿州华丰机械厂生产的片式散热器技术数据 627
12．5．5．3 沈阳天通电力设备厂生产的片式散热器技术数据 639
12．6 气体继电器 644
12．6．1 气体继电器的标准 644
12．6．1．1 气体继电器的型号及其意义 644
12．6．1．2 气体继电器的技术要求 644
12．6．2 气体继电器的工作原理和结构 646
12．6．3 集气盒 647
12．6．4 其他规格的气体继电器 648
12．6．4．1 皮托(Pitot)继电器 648
12．6．4．2 日本BR-1型继电器 650
12．6．4．3 英国P&B Weir(威尔)公司的MK-10型气体继电器 650
12．7 压力释放阀 652
12．7．1 压力释放阀的标准 652
12．7．1．1 压力释放阀的型号及其意义 652
12．7．1．2 压力释放阀的技术要求 652
12．7．2 压力释放阀的规格 653
12．7．3 压力释放阀的喷油有效口径 653
12．7．4 压力释放阀的工作原理和结构 654
12．8 速动油压继电器 655
12．8．1 速动油压继电器型号 655
12．8．2 速动油压继电器的技术要求 655
12．8．3 速动油压继电器的工作原理和结构 655
12．8．3．1 Qualitrol公司生产的速动油压继电器 655
12．8．3．2 沈阳中大电器公司生产的速动油压继电器 656
12．9 变压器用温度计 657
12．9．1 变压器温度计的型号表示 658
12．9．1．1 压力式温度计的型号 658
12．9．1．2 绕组温度计 658
12．9．2 压力式温度计 658
12．9．2．1 压力式温度计的技术要求 658
12．9．2．2 压力式温度计的结构 659
12．9．3 变压器绕组温度计 661
12．9．3．1 绕组温度计的型号 661
12．9．3．2 绕组温度计的参数及主要技术要求 661
12．9．3．3 绕组温度计的工作原理 661
12．9．4 干式变压器温度计 663
12．9．4．1 电阻温度计的型号表示 663
12．9．4．2 电阻温度计的参数 664
12．9．4．3 电阻温度计的技术要求 664
12．9．4．4 电阻温度计和温度传感器的安装 664
12．9．4．5 热电偶型干式变压器温度计 665
12．9．5 计算机型变压器温度监控装置 666
12．9．5．1 AKM公司的变压器温度监控装置 666
12．9．5．2 Messko公司的变压器监控装置 669
12．9．5．3 Qualitrol公司的电子温度监视器 669
12．9．6 变压器热点温度计 669
12．9．6．1 ABB公司的FT1010型热点温度计 670
12．9．6．2 Luxtron公司的WTS型热点温度计 670
12．10 套管电流互感器 674
12．10．1 电流互感器的标准 674
12．10．2 电流互感器的技术要求 674
12．10．2．1 测量用电流互感器 674
12．10．2．2 保护用电流互感器 675
12．10．2．3 暂态保护用电流互感器 676
12．10．2．4 TPX、TPY、TPZ级电流互感器的误差限值 677
12．10．3 保护用电流互感器“级”的选用 678
12．10．3．1 P级电流互感器 678
12．10．3．2 TPS级电流互感器 678
12．10．3．3 TPX级电流互感器 678
12．10．3．4 TPY级电流互感器 678
12．10．3．5 TPZ级电流互感器 678
12．11 变压器储油柜 679
12．11．1 变压器用储油柜的标准 680
12．11．2 储油柜的技术要求 680
12．11．3 敞开式储油柜 680
12．11．4 密封式(隔膜式)储油柜 681
12．11．5 密封式(胶囊式)储油柜 681
12．11．6 叠形波纹式储油柜 681
12．11．6．1 叠形波纹式储油柜的结构 682
12．11．6．2 叠形波纹式储油柜的性能 683
12．11．6．3 储油柜的型号和规格 683
12．11．6．4 储油柜的安装 684
12．11．6．5 注油 684
12．11．7 波纹膨胀式储油柜 684
12．11．7．1 波纹膨胀式储油柜的结构 684
12．11．7．2 波纹膨胀式储油柜的规格 685
12．11．8 密封式(胶囊)储油柜的胶囊 686
12．12 排油-注氮式变压器灭火装置 689
12．12．1 排油-注氮式变压器灭火装置的标准 689
12．12．2 排油-注氮式变压器灭火装置的总体结构及工作原理 690
12．12．3 排油灭火装置的电气线路 691
12．12．4 排油灭火装置的技术数据 691
12．13 变压器油中溶解气体分析仪 692
12．13．1 分析变压器油中溶解气体的标准 693
12．13．2 油中溶解气体分析结果的判断 693
12．13．2．1 油和固体绝缘材料产生的气体 693
12．13．2．2 油中溶解气体的注意值 694
12．13．2．3 对一氧化碳和二氧化碳的判断 695
12．13．2．4 判断故障性质的三比值法 695
12．13．3 油中溶解气体分析系统 697
12．13．3．1 气敏半导体检测方式 697
12．13．3．2 燃料电池技术 697
12．13．3．3 气相色谱技术 697
12．13．4 Hydran公司的油中溶解气体分析系统 697
12．13．4．1 溶解气体分析系统 697
12．13．4．2 技术性能 698
12．13．4．3 检测和控制元件的安装 698
12．13．4．4 检测结果的显示 699
12．13．5 Serveron公司True Gas系统 700
12．13．5．1 True Gas系统的工作原理 700
12．13．5．2 True Gas油相分析仪的测量范围和准确度 701
12．13．6 北京理工大学TRAN-A型变压器故障在线检测仪 702
12．14 冲撞记录仪 702
12．14．1 冲撞记录仪的结构及工作原理 702
12．14．2 几种冲撞记录仪 703
第13章 变压器制造工艺 706
13．1 铁心制造工艺 706
13．1．1 铁心片纵剪下料 706
13．1．1．1 设备的调整 706
13．1．1．2 常见故障及排除方法 708
13．1．2 铁心片横剪下料 709
13．1．2．1 普通剪床的剪切下料 709
13．1．2．2 自动化横剪线的剪切下料 710
13．1．3 铁心片冲孔 714
13．1．3．1 冲剪机理 714
13．1．3．2 冲床与模具 715
13．1．3．3 冲模的安装与更换 715
13．1．3．4 冲制 715
13．1．3．5 冲制注意事项 716
13．1．4 铁心片压毛 716
13．1．5 铁心片的涂漆 716
13．1．5．1 涂漆准备 717
13．1．5．2 涂漆操作 717
13．1．5．3 涂漆注意事项 717
13．1．6 铁心的预叠 717
13．1．6．1 预叠前准备 718
13．1．6．2 三相三柱不拼接标准柱的预叠 718
13．1．6．3 三相五柱心柱不拼接铁心柱的预叠 719
13．1．6．4 三相三柱中柱片拼接的铁心标准柱的预叠 719
13．1．6．5 三相五柱中柱片拼接的中柱铁心片的预叠 720
13．1．6．6 边柱的预叠 720
13．1．6．7 轭铁叠片的预叠 720
13．1．7 铁心叠装 721
13．1．7．1 铁心叠装准备 721
13．1．7．2 打底 721
13．1．7．3 叠片预叠产品的叠积 721
13．1．7．4 叠片不预叠产品的叠积 722
13．1．7．5 装配 722
13．1．8 铁心的起立 723
13．1．8．1 铁心起立准备 723
13．1．8．2 铁心起立操作 723
13．1．8．3 铁心起立注意事项 724
13．1．9 铁心的绑扎 724
13．1．9．1 绑扎材料 724
13．1．9．2 绑扎工艺 724
13．1．10 铁心的整理 725
13．1．11 步进搭接式铁心的叠装 726
13．1．12 中小型变压器铁心的叠装 727
13．1．13 卷铁心的制造 728
13．1．13．1 卷铁心的主要形式 728
13．1．13．2 环形铁心的卷制成形 728
13．1．13．3 环形框式铁心的制造 729
13．1．13．4 卷铁心的退火处理 729
13．1．13．5 卷铁心的浸漆 729
13．1．13．6 卷铁心的切开 730
13．1．14 铁心退火 730
13．1．14．1 铁心片退火的必要性 730
13．1．14．2 退火的基本原理 731
13．1．14．3 铁心片退火工艺 732
13．1．14．4 退火的质量问题、产生原因及排除方法 735
13．1．15 铁心加工设备 736
13．1．15．1 纵剪生产线 736
13．1．15．2 横剪生产线 738
13．1．15．3 退火炉 740
13．1．15．4 铁心立式粘带绑扎机 743
13．1．15．5 铁心翻转台 744
13．2 油箱及附件的加工 744
13．2．1 油箱的结构形式与常用的焊接方式 744
13．2．1．1 油箱的结构形式 744
13．2．1．2 油箱及附件加工常用的焊接方法 744
13．2．2 油箱的加工 752
13．2．2．1 箱沿加工概述 752
13．2．2．2 上节油箱箱壁的加工 754
13．2．2．3 箱盖的制造 756
13．2．2．4 上节油箱组立 757
13．2．2．5 下节油箱的焊装 758
13．2．2．6 上节油箱的焊装 760
13．2．3 箱顶通气连管、油箱连管的配焊 762
13．2．3．1 箱顶通气连管的配焊 762
13．2．3．2 储油柜及连管的配焊 764
13．2．4 冷却系统的配装 765
13．2．4．1 油箱的安装就位及连管的准备 765
13．2．4．2 冷却系统的配装 765
13．2．5 连管及升高座的加工 766
13．2．5．1 连管的加工 766
13．2．5．2 升高座的加工 768
13．2．6 油箱及附件的检漏 769
13．2．6．1 气压试漏检验 770
13．2．6．2 表面渗透探伤 772
13．2．7 夹件制造 773
13．2．7．1 夹件用料的下料及加工 773
13．2．7．2 夹件的焊装及整形 773
13．2．8 油箱及其附件的除锈涂漆 776
13．2．8．1 除锈 776
13．2．8．2 产品涂漆 777
13．3 绝缘件制造工艺 781
13．3．1 变压器绝缘件 781
13．3．1．1 层压纸板的压制 781
13．3．1．2 绝缘端圈的制造 782
13．3．1．3 静电板的制造 783
13．3．1．4 线圈垫块的穿配 784
13．3．1．5 纸板筒的制造 785
13．3．1．6 酚醛纸筒的制造 785
13．3．1．7 瓦楞纸板的制造 787
13．3．2 绝缘零件的制造设备 787
13．3．2．1 油压机 788
13．3．2．2 冲床 788
13．3．2．3 剪板机 788
13．3．2．4 圆剪机 788
13．3．2．5 带锯机 789
13．3．2．6 纸板条倒边机 789
13．3．2．7 三辊滚板机 790
13．3．2．8 数控加工中心 790
13．3．3 绝缘零部件的保管 790
13．4 绕组制造工艺 791
13．4．1 绕组的绕制工艺 791
13．4．1．1 绕组绕制前的准备工作 791
13．4．1．2 圆筒式绕组的绕制 791
13．4．1．3 连续式绕组的绕制 795
13．4．1．4 螺旋式绕组的绕制 803
13．4．1．5 纠结式绕组的绕制 811
13．4．1．6 内屏蔽连续式绕组的绕制 819
13．4．1．7 箔式绕组的绕制 821
13．4．2 绕组的压装工艺 822
13．4．2．1 绕组的修整和压紧 822
13．4．2．2 绕组轴向压紧力和螺杆拉应力的计算 823
13．4．3 绕组的制造设备和工具 824
13．4．3．1 卧式绕线机 824
13．4．3．2 立式绕线机 825
13．4．3．3 铜焊机的结构及使用 826
13．4．3．4 绕线模 827
13．4．3．5 绕组起立架 829
13．4．3．6 绕组轴向压紧设备 830
13．4．3．7 常用工具的结构及使用 831
13．5 变压器装配 834
13．5．1 大中型变压器器身装配 835
13．5．1．1 器身装配前的准备——绕组、铁心、绝缘件的验收 835
13．5．1．2 拆上铁轭 836
13．5．1．3 下铁轭绝缘的安装 837
13．5．1．4 裹绝缘筒、绕组整理、套装 837
13．5．1．5 插上铁轭、上夹件 840
13．5．1．6 插板试验 840
13．5．2 变压器器身引线连接 840
13．5．2．1 引线准备 840
13．5．2．2 引线连接 841
13．5．2．3 焊线试验 844
13．5．3 变压器的试装 844
13．5．3．1 变压器器身部分的试装 844
13．5．3．2 变压器引线部分的试装 845
13．5．4 变压器器身干燥 848
13．5．5 变压器真空浸油 848
13．5．5．1 概述 848
13．5．5．2 变压器本体内真空浸油工艺 848
13．5．6 变压器总装配 850
13．5．6．1 绕组轴向压紧 850
13．5．6．2 器身的清理和紧固 851
13．5．6．3 油箱及屏蔽安装 852
13．5．6．4 升高座及套管式电流互感器的安装 853
13．5．6．5 储油柜的安装 854
13．5．6．6 套管的安装 855
13．5．6．7 变压器真空注油 858
13．5．7 冷却装置的安装 860
13．5．7．1 概述 860
13．5．7．2 片式散热器 861
13．5．7．3 扁管形散热器 861
13．5．7．4 强油风冷却器 861
13．5．7．5 强油水冷却器 862
13．5．7．6 冷却装置的安装 863
13．5．8 变压器整体试漏 864
13．5．8．1 概述 864
13．5．8．2 工具和材料 864
13．5．8．3 操作过程 864
13．5．8．4 试漏方法 865
13．5．8．5 试漏注意事项 867
13．5．9 拆卸、包装 867
13．5．9．1 拆卸 867
13．5．9．2 包装 867
13．5．10 装配厂房条件 868
13．5．10．1 厂房的工艺布置 868
13．5．10．2 起重能力和桥式起重机吊高 868
13．5．10．3 环境净化水平 868
13．5．11 主要设备 869
13．5．11．1 装配架 869
13．5．11．2 绕组套装吊具 869
13．5．11．3 铜焊机、冷压焊机 869
13．5．11．4 干燥设备 870
13．5．11．5 油处理设备 874
13．5．11．6 油压机 876
13．5．11．7 真空机组 877
13．5．11．8 气垫车 877
第14章 变压器试验 878
14．1 绝缘特性测量 879
14．1．1 绝缘电阻测量 879
14．1．1．1 多层介质的吸收现象 879
14．1．1．2 绝缘电阻、吸收比和极化指数测量 880
14．1．1．3 结果判定 880
14．1．2 介质损耗角正切测量 881
14．1．2．1 tanδ测量的原理及意义 881
14．1．2．2 tanδ测量使用的仪器 881
14．1．2．3 变压器tanδ测量的温度换算 882
14．2 空载电流和空载损耗的测量 883
14．2．1 空载损耗测量试验程序 883
14．2．2 空载损耗测量用试验电源 883
14．2．3 空载损耗测量试验线路及对试验仪器的要求 884
14．2．4 非额定条件下空载损耗的测量 885
14．3 短路阻抗和负载损耗的测量 886
14．3．1 额定条件下的短路阻抗和负载损耗的测量 887
14．3．2 非额定条件下的短路阻抗和负载损耗的测量 889
14．3．2．1 降低电流下的短路阻抗和负载损耗的测量 889
14．3．2．2 非额定频率下的短路阻抗和负载损耗的测量 889
14．3．2．3 三相变压器的单相负载损耗及短路阻抗的测量 890
14．4 工频耐压试验 890
14．4．1 试验设备 890
14．4．2 试验线路及方法 891
14．4．3 耐压试验应注意的问题 892
14．5 感应耐压及局部放电试验 892
14．5．1 感应耐压试验 893
14．5．1．1 试验要求 893
14．5．1．2 单相变压器的感应耐压试验 893
14．5．1．3 三相变压器的感应耐压试验 895
14．5．1．4 感应耐压试验应注意的问题 897
14．5．2 局部放电试验 897
14．5．2．1 局部放电的产生 897
14．5．2．2 局部放电的测量 898
14．5．2．3 局部放电故障诊断 904
14．6 雷电冲击及操作冲击试验 908
14．6．1 雷电冲击电压波形 908
14．6．2 操作冲击电压波形 909
14．6．3 冲击电压的测量 911
14．6．3．1 冲击分压器测量系统 911
14．6．3．2 用电场传感器测量冲击电压 913
14．6．3．3 冲击电压数字测量 913
14．6．4 变压器的雷电冲击及操作冲击试验 914
14．6．4．1 变压器的雷电冲击试验 914
14．6．4．2 变压器的操作冲击试验 918
14．7 温升试验 920
14．7．1 试验方法 921
14．7．1．1 直接负载法 921
14．7．1．2 相互负载法 921
14．7．1．3 零序电流法 922
14．7．1．4 短路法 922
14．7．2 温度测量 923
14．7．2．1 冷却介质温度测量 923
14．7．2．2 油温度测量 923
14．7．2．3 绕组温度测量 924
14．7．3 温升计算 925
14．7．3．1 油顶层温升计算 925
14．7．3．2 绕组温升计算 925
14．7．4 温升试验应注意的几个问题 927
14．7．4．1 电源容量校核及补偿 927
14．7．4．2 热点温度测量及油色谱分析 928
14．7．4．3 多绕组变压器的温升试验 928
14．8 声级测量 929
14．8．1 声级计权及测量仪器 929
14．8．2 变压器声级测量方法 930
14．8．2．1 测量条件 930
14．8．2．2 背景噪声测量及校正 930
14．8．2．3 变压器声压级的测量 931
14．8．3 声级测量结果计算 932
14．8．3．1 环境校正系数K的确定 932
14．8．3．2 吸声量的计算 932
14．8．3．3 表面声压级的计算 932
14．8．3．4 声功率级的计算 933
14．9 短路承受能力试验 933
14．9．1 有关标准规定和要求 933
14．9．1．1 承受短路的耐热能力 933
14．9．1．2 承受短路的动稳定能力 934
14．9．2 短路承受能力试验方法 934
14．9．2．1 试验前变压器的条件 934
14．9．2．2 试验方法 935
14．9．3 试验结果的判定 936
14．9．3．1 容量小于100MVA的变压器试验结果判定方法 936
14．9．3．2 容量大于100MVA的变压器试验结果判定方法 936
14．9．3．3 补充的试验结果判定方法 937
第15章 变压器的运输、安装和投运前的交接试验 939
15．1 变压器的运输方式和类型 939
15．1．1 长距离运输 939
15．1．1．1 铁路运输 939
15．1．1．2 公路运输 941
15．1．1．3 水路运输 943
15．1．2 短距离运输 943
15．2 变压器运到后的检查项目 943
15．3 变压器的安装及投运前的交接试验 943
15．3．1 变压器的安装 943
15．3．1．1 变压器安装前的准备工作 943
15．3．1．2 变压器安装步骤 944
15．3．2 变压器安装后的绝缘处理 944
15．3．2．1 变压器油的处理 944
15．3．2．2 变压器器身的绝缘处理 945
15．3．2．3 真空注油 945
15．3．2．4 热油循环 946
15．3．2．5 静放 946
15．3．3 变压器投运前的交接试验 946
第16章 电力变压器订货合同的技术规范 952
16．1 概述 952
16．2 电力变压器制造中适用的标准 952
16．3 选用变压器的一般原则 953
16．3．1 变压器符合的标准和技术规范 953
16．3．2 变压器的类型 953
16．3．3 变压器的额定电压和电压组合 954
16．3．3．1 变压器的额定电压 954
16．3．3．2 电压组合 954
16．3．4 变压器的额定容量 954
16．3．4．1 发电机升压变压器 954
16．3．4．2 变电所降压变压器 954
16．3．4．3 单相变压器 954
16．3．4．4 容量分配 954
16．3．5 分接 954
16．3．5．1 带分接绕组的选用原则 954
16．3．5．2 调压方式的选用原则 954
16．3．5．3 分接范围 955
16．3．6 绝缘水平 955
16．3．7 损耗 955
16．3．8 短路阻抗 955
16．3．9 三相系统变压器绕组联结方法 956
16．3．10 变压器的冷却方式 956
16．3．10．1 推荐的冷却方式 956
16．3．10．2 冷却器的布置方式及控制和运行 956
16．3．11 变压器油和油的保护 957
16．3．12 变压器的技术参数和制造成本 957
16．4 技术要求 957
16．4．1 一般技术要求 957
16．4．1．1 油浸式变压器的技术要求 957
16．4．1．2 干式电力变压器的技术要求 958
16．4．2 特殊技术要求 958
16．5 三相系统中变压器并联运行 958
16．5．1 并联运行的条件 958
16．5．2 联结方法 958
16．6 变压器中的局部放电 959
16．7 变压器的声级 960
16．7．1 环境保护对噪声的判断 960
16．7．2 声级水平 960
16．8 变压器的热老化率与寿命 961
16．9 变压器组件 962
16．10 标志、起吊、安装和贮存 962
16．11 制造厂应提供的技术文件和图表 962
16．11．1 制造厂向设计院提供的技术文件 962
16．11．2 制造厂向用户提供的技术文件 963
16．11．3 用户需要时制造厂向用户提供的主要部件及备件规格图表 963
16．12 建议的供需双方签订的技术协议书内容 964
16．12．1 正常项目 964
16．12．1．1 变压器符合的标准或技术规范 964
16．12．1．2 变压器的名称和型号 964
16．12．1．3 相数及联结组标号 964
16．12．1．4 频率 964
16．12．1．5 干式或油浸式 964
16．12．1．6 装设位置 965
16．12．1．7 冷却方式 965
16．12．1．8 每个绕组的额定容量 965
16．12．1．9 每个绕组的额定电压和设备最高电压 965
16．12．1．10 调压方式及范围 965
16．12．1．11 系统接地方式或各侧中性点的绝缘水平 965
16．12．1．12 各个绕组的绝缘水平 965
16．12．1．13 短路阻抗及允许偏差 965
16．12．1．14 损耗 965
16．12．1．15 套管泄漏比距及伞形、伞距和干弧距离 965
16．12．1．16 变压器带、不带小车或滚轮 965
16．12．1．17 运输方式 966
16．12．1．18 附件、仪表、铭牌、油位指示器等的安装位置 966
16．12．1．19 有关辅助电源电压 966
16．12．1．20 油保护系统的类型 966
16．12．1．21 套管及套管式电流互感器的要求 966
16．12．1．22 变压器表面涂漆的颜色 966
16．12．2 特殊项目 966
16．12．2．1 环境条件不同于GB 1094.1或GB 6450的部分 966
16．12．2．2 发电机变压器直接或通过开关装置与发电机相接，承受甩负载的工作条件 966
16．12．2．3 变压器直接或通过短距离架空线接GIS 966
16．12．2．4 影响变压器空气绝缘间隙和端子位置的安装空间位置 966
16．12．2．5 负载情况 966
16．12．2．6 变压器联结组是否有变换，进行联结变换的方法，出厂时要求哪种联结 966
16．12．2．7 变压器所连接系统的短路特性及可能影响变压器设计的限值 966
16．12．2．8 对变压器机械强度、油箱机械强度和局部放电量不同于标准要求的部分 967
16．12．2．9 对耐受短路力的计算结果 967
16．12．2．10 声级水平与声级测量 967
16．12．2．11 零序阻抗测量 967
16．12．2．12 需要的其他特殊试验项目 967
16．12．2．13 特殊的组件需求 967
16．12．3 并联运行 967
16．12．4 其他 967
附录16A 套管式电流互感器的选用原则 968
第17章 变压器电磁场数值计算 972
17．1 静电场计算 972
17．1．1 概述 972
17．1．1．1 解析公式法 972
17．1．1．2 数值计算法 972
17．1．2 影响变压器油许用电场强度的主要因素 972
17．1．3 计算变压器静电场的有限元方法 973
17．1．3．1 根据变压器实际求解对象建立模型 973
17．1．3．2 为前处理自动剖分程序建立数据文件 974
17．1．3．3 有限元分析 974
17．1．3．4 利用后处理程序输出结果 975
17．1．4 变压器主绝缘可靠性评价的全域扫描法 975
17．2 漏磁场计算 977
17．2．1 概述 977
17．2．2 漏磁场数值计算的理论基础 977
17．2．3 绕组漏磁场计算 978
17．2．3．1 建立模型 978
17．2．3．2 有限元方程 979
17．2．3．3 磁通密度的计算 980
17．2．3．4 绕组漏磁场分布 980
17．2．4 引线漏磁场计算 982
17．2．4．1 建立模型 982
17．2．4．2 漏磁场分布和预防局部过热措施 983
17．2．5 绕组漏磁场和引线漏磁场的共同作用 984
17．2．6 金属结构件中的涡流场 985
17．2．6．1 简化模型 985
17．2．6．2 涡流及其涡流损耗的计算 985
17．3 三维电磁场计算与应用软件 986
17．3．1 三维电磁场数值计算简介 986
17．3．2 应用软件 987
参考文献 988