第3章 变配电设备的安装
3.1 电力变压器
3.1.1 电力变压器的组成
变压器是一种静止的电气设备。它是利用电磁感应作用把一种电压等级的交流电能变换成频率相同的另一种电压等级的交流电能。变压器是电力系统中的重要设备，它在电能检测、控制等诸多方面也得到广泛的应用。另外，变压器还有变换电流、变换阻抗、改变相位和电磁隔离等作用。
用于电力系统升、降压等的变压器称为电力变压器。在电力系统中，变压器是一种重要的电气设备。将发电厂（站）发出的电能从发电厂（站）用高压输送到远处的用电地区，需要用升压变压器；再将高压电降低为低压电分配到各工矿企业、家庭等用户，则需要用降压变压器。因此，在电力系统中，变压器对电能的经济传输、灵活分配和安全使用，具有重要的意义。
目前，油浸式电力变压器的产量最大，应用面最广。油浸式电力变压器的结构如图3-1所示。其主要由下列部分组成。
图3-1 油浸式电力变压器的结构图
1—高压套管；2—分接开关；3—低压套管；4—气体继电器；5—防爆管（安全气道）；6—储油柜（油枕）；7—油位计；8—吸湿器（呼吸器）；9—散热器；10—铭牌；11—接地螺栓；12—油样活门；13—放油阀门；14—活门；15—绕组；16—信号式温度计；17—铁芯；18—净油器；19—油箱；20—变压器油
3.1.2 变压器的额定值
额定值是制造厂对变压器在指定工作条件下运行时所规定的一些量值。在额定状态下运行时，可以保证变压器长期可靠地工作，并具有优良的性能。额定值亦是变压器厂进行产品设计和试验的依据。额定值通常标在变压器的铭牌上，亦称为铭牌值。
变压器的额定值主要有以下几项。
①额定容量SN 指在铭牌上所规定的额定状态下变压器的额定输出视在功率，用V·A、kV·A或MV·A表示。由于变压器效率高，通常把一、二次额定容量设计得相等。
②额定电压U1N和U2N 一次额定电压U1N是指电网施加到变压器一次绕组上的额定电压值。二次额定电压U2N是指变压器一次绕组上施加额定电压U1N时，二次绕组的空载电压值。额定电压以V或kV表示。对三相变压器的额定电压均指线电压。
③额定电流I1N和I2N 额定电流是指变压器在额定运行情况下允许发热所规定的线电流，以A表示。根据额定容量和额定电压可以求出一、二次绕组的额定电流。
对单相变压器，一、二次绕组的额定电流为
对三相变压器，一、二次绕组的额定电流为
④额定频率fN 我国规定工频为50Hz。
⑤效率η 变压器的效率为输出的有功功率与输入的有功功率之比的百分数。
⑥温升 指变压器在额定状态下运行时，所考虑部位的温度与外部冷却介质温度之差。
⑦阻抗电压 阻抗电压曾称短路电压，指变压器二次绕组短路（稳态），一次绕组流过额定电流时所施加的电压。
⑧空载损耗 指当把额定交流电压施加于变压器的一次绕组上，而其他绕组开路时的损耗，单位以W或kW表示。
⑨负载损耗 指在额定频率及参考温度下，稳态短路时所产生的相当于额定容量下的损耗，单位以W或kW表示。
联结组标号 指用来表示变压器各相绕组的连接方法以及一、二次绕组线电压之间相位关系的一组字母和序数。
3.1.3 变压器的搬运
电力变压器是电力系统的重要设备，它容量大、体积大、结构复杂，而且多为油浸式，所以在搬运过程中必须十分小心，不能损伤变压器。尤其是对大型变压器的运输和装卸，必须对运输路径及两端装卸条件作充分调查，采取措施，确保安全。
对小型电力变压器的搬运，在施工现场一般均采用起重运输机械，在搬运过程中必须注意以下问题。
①采用吊车装卸时，应使用油箱壁上的吊耳，不准使用油箱顶盖上的吊环。吊钩应对准变压器中心，吊索与铅垂线的夹角不得大于30°。
②当变压器吊起离地后，应停车检查各部分是否有问题，变压器是否平衡，若不平衡，应重新调整。确认各处无异常时，即可继续起吊。
③变压器装到车上时，其底部应垫方木，且用绳索将变压器固定，防止运输过程中发生滑动或倾倒。
④在运输中车速不可太快，要防止剧烈冲击和严重振动损坏变压器绝缘部件。变压器运输倾斜角不应超过15°。
⑤变压器短距离搬运可利用底座滚轮在搬运轨道上牵引，前进速度需控制好，牵引的着力点应在变压器重心下。
⑥干式变压器在运输途中，应有防雨措施。
3.1.4 变压器在安装前的准备工作
变压器运输到现场之后，在安装之前还应做好以下几方面的工作。
（1）资料检查
变压器应有产品出厂合格证，技术文件应齐全；型号、规格应和设计相符，附件、备件应齐全完好；变压器外表无机械损伤，无锈蚀；若为油浸式变压器，油箱应密封良好；变压器轮距应与设计轨距相符。
（2）器身检查
变压器到达现场后，应进行器身检查。进行器身检查的目的是检查变压器是否有因长途运输和搬运，由于剧烈振动或冲击使芯部螺栓松动等一些外观检查不出来的缺陷，以便及时处理，保证安装质量。
（3）变压器的干燥
变压器是否需要进行干燥，应通过综合分析判断后确定。电力变压器常用的干燥方法有铁损干燥法、铜损干燥法、零序电流干燥法、真空热油喷雾干燥法、热风干燥法以及红外线干燥法等。干燥方法的选用应根据变压器绝缘受潮程度及变压器容量大小、结构形式等具体条件确定。
3.1.5 室内变压器安装应满足的要求
（1）对电力变压器室的要求
变压器室应符合防火、防汛、防小动物、防雨雪及通风的要求。门应用非燃烧材料制成，一般多采用铁门构件，门向外开启并能加锁。变压器室进出风百叶窗内侧要有网孔不大于10mm×10mm的防动物铁丝网。变压器室尽量采用自然通风，自然通风无法满足时，可采用机械通风装置。变压器室常用的三种通风方案见图3-2。
图3-2 变压器通风示意图
（2）变压器的室内安装
室内变压器常用的安装方式可参见图3-3。
图3-3 室内变压器的安装方式
变压器与室内最小安全距离如图3-4所示。其中无括号尺寸适用于320kV·A以下的变压器，括号内尺寸适用于320 ～10000kV·A的变压器。容量超过10000kV·A时，相应的距离不小于1m及1.5m。
图3-4 变压器与室内最小安全距离示意图
变电所有两台变压器时，每台变压器均应安装在单独的变压器室内。变压器室的门上或墙上应写明变压器名称、编号，并应有警告标志。
3.1.6 室外变压器的安装形式
室外变压器安装方式有杆上和地上两种，如图3-5所示。无论是杆上安装还是地上安装，均应在变压器周围明显部位悬挂警告牌。地上变压器周围应装设围栏，高度不低于1.7m，并与变压器台保持一定的距离。柱上（杆上）变压器的所有高低压引线均使用绝缘导线（低压也可使用裸母线作引线）；所用的铁件均需镀锌。
图3-5 室外变压器安装示意图
地上变压器安装的高度根据需要决定，一般使用情况是500mm。变压器台用砖砌成或用混凝土构筑，并用1∶2水泥砂浆抹面，台面上以扁钢或槽钢作变压器的轨道。轨道应水平，轨距与轮距应配合。
3.1.7 变压器安装注意事项
安装变压器时应注意以下几点。
①变压器就位可用汽车吊直接甩进变压器室，或用道木搭设临时轨道，用三步搭、吊链吊至临时轨道上，再用吊链拉入室内合适位置。
变压器安装中的吊装作业应由起重工配合进行，任何时候都不要碰击套管、器身及各个部件，不得有严重冲击和振动。吊装及运输过程中应有防护措施和作业指导书。
②变压器就位时，其方位和距墙尺寸应符合要求。
③变压器基础轨道应水平，轨距与轮距相配合。室外一般安装在平台上或杆上组装槽钢架。有滚轮的变压器轮子应转动灵活。装有气体继电器的变压器安装时，气体继电器侧应有沿气流方向的1%～ 1.5%的升高坡度（厂家规定不要求坡度的除外），以使油箱中产生的气体易于流入继电器。
④变压器宽面推进时，低压侧应向外；窄面推进时，储油柜一侧向外，如图3-6所示。在装有开关的情况下，操作方向应留有1200mm以上的宽度。
图3-6 变压器室推进示意图
⑤变压器的安装应采取抗振措施。
3.1.8 变压器的运行
（1）变压器运行前的检查
①检查变压器的试验合格证是否在有效期内。
②检查变压器的高、低压套管是否清洁、完好，有无破裂现象。
③检查变压器高、低压引线是否牢固，有无破损现象。三相的颜色标记是否正确无误，引线与外壳及电杆的距离是否符合要求。
④检查变压器的油面是否正常，有无渗油、漏油现象，呼吸孔是否通气。
⑤检查变压器的报警、继电器保护和避雷等保护装置工作是否正常。
⑥检查变压器各部位的油门和分接开关位置是否正确。
⑦检查变压器的上盖密封是否严密，表面有无遗留杂物。
⑧检查变压器的安装是否牢固，所有螺栓是否可靠。
⑨检查变压器外壳接地线是否牢固可靠，接地电阻是否符合要求。
（2）变压器运行中的检查
①检查变压器的声响是否正常，均匀的“嗡嗡”声为正常声音。
②检查变压器的油温是否正常。变压器正常运行时，上层油温一般不应超过85℃，另外用手抚摸各散热器，其温度应无明显差别。
③检查变压器的油位是否正常，有无漏油现象。
④检查变压器的出线套管是否清洁，有无破裂和放电痕迹。
⑤检查高、低压熔断器的熔丝是否熔断。
⑥检查各引线接头有无松动和跳火现象。
⑦检查防爆管玻璃是否完好，玻璃内是否有油。
⑧检查呼吸器内硅胶干燥剂是否已吸收潮气变色。干燥时硅胶为蓝色，吸潮后变为淡粉红色。
⑨检查变压器外壳接地是否良好，接地线有无破损现象。
⑩检查变压器台上有无杂物，附近是否有柴草等易燃物。
当天气发生雷雨和大风等异常变化时，应增加检查次数。
（3）当发现哪些情况时应使变压器停止运行
当发现变压器有下列情况之一时，应停止变压器运行。
①变压器内部响声过大，不均匀，有爆裂声等。
②在正常冷却条件下，变压器油温过高并不断上升。
③储油柜或安全气道喷油。
④严重漏油，致使油面降到油位计的下限，并继续下降。
⑤油色变化过甚或油内有杂质等。
⑥套管有严重裂纹和放电现象。
⑦变压器起火（不必先报告，立即停止运行）。