变压器铭牌标示参数的含义

[导读] 在变压器测试中还有短路阻抗比的测试。短路阻抗比以阻抗电压与额定电压之比的百分数来表示

李红权（国家广电总局831台，河南郑州450000）

摘要：通过对一台电源变压器铭牌标示的参数说明，详细阐述了变压器型号表示方法、环保特性等级、联结组标号表示方法、绝缘水平与绝缘等级等参数的测量方法和含义。

关键词：变压器；铭牌；参数；联结图

中图分类号：TM4 文献标识码：A 文章编号：1673-0992（2010）02-004-02 变压器是一种静止的电器设备，它利用电磁感应原理将一种电压等级的交流电能转变为另一种电压等级的交流电能，同时完成电路中电流大小和阻抗的转换。一般由铁芯、绕组、绝缘、分接开关以及冷却装置等组成。不同类型的变压器均有相应的技术要求，用铭牌的形式表示出来。按照国家标准，电力变压器铭牌通常标示的项目有变压器的相数、额定容量、额定频率、各绕组额定电压、各绕组额定电流、联结组标号、绕组联结示意图、冷却方式、使用条件、总重量等。为能更好的说明变压器铭牌标示，现以一台10KV 197V电源变压器铭牌为例，对变压器铭牌标示的技术参数进行说明。

1 电力变压器型号表示方法

通常电力变压器型号表示中包含有绕组耦合方式、相数、冷却方式、调压方式、防护方式标示、额定容量、高压绕组额定电压等级等。变压器额定电压指的是高压侧的额定线电压有效值，额定容量指的是在变压器铭牌所规定的额定状态下，变压器二次侧的输出能力。变压器的额定电流为通过绕组线端的电流，即线电流的有效值。变压器按相数分单相和三相两种。分接开关指变换分接以进行调压所采用的开关。无励磁调压和有载调压都是指的变压器分接开关调压方式。变压器二次不带负载，一次也与电网断开（无电源励磁）的调压，称为无励磁调压；带负载进行变换绕组分接的调压，称为有载调压。无励磁调压一般用于对电压要求不是很严格而不需要经常调档的变压器，而有载调压一般用于对电压要求严格经常调档的变压器。

在变压器测试中还有短路阻抗比的测试。短路阻抗比以阻抗电压与额定电压之比的百分数来表示。阻抗电压是指变压器二次侧短路，一次侧施加电压使其电流达到额定值时所施加的电压称为阻抗电压。短路阻抗比是变压器损耗大小的一种表示。

IP00为干式变压器的一种防护方式。根据使用环境特征及防护要求，干式变压器可选择不同的外壳。IP00是无防护外壳。一般干式变压器的室内防护等级是IP20。IP20防护外壳，可防止直径大于12mm的固体异物及鼠、蛇、猫、雀等小动物的进入，避免造成短路停电等恶性故障，为带电部分提供安全屏障。

干式变压器冷却方式分为自然空气冷却(AN)和强迫空气冷却(AF)。自然空冷时，变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时，变压器输出容量可提高50%。适用于断续过负荷运行，或应急事故过负荷运行。

2 阻燃、环境、耐候的含义

铭牌中的阻燃、环境、耐候、F1 E2 C2，其表示的是一种以欧洲标准HD464为基础的环保特性认证。

其中包括有耐气候(C0、C1、C2)、耐环境(E0、E1、E2)及耐火(F0、F1、F2)不同等级试验等。C2试验为一种等级的耐气候试验(Climatic Test），即将变压器放置在一个690m3的实验室里，实验室的温度在8小时内从+25℃降低至-25℃，在-25℃的温度下保持12小时后，对变压器二次侧施加2倍的额定电流，使变压器温度迅速上升至165～170℃，使变压器上的冰霜全部化为水珠及水蒸气。2小时后温度降至+25℃，进行例如裂缝或裂隙等外观检查。若无异常，则进行绝缘实验，即对变压器施加75%的额定工频、感应实验电压，测量局部放电水平。施加电压过程中若无点弧或击穿现象发生，即通过C2级绝缘实验。E2试验即适应环境能力试验(Environment Test)。“欧洲独立实验室”（CESI）通过的“适应环境能力试验”分为E1和E2两种。

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其中E1为冷凝实验，即将变压器放置于一个150m3的密闭室内，通过喷嘴喷入导电率为0.1～0.3s m的盐水雾化气体，将试验室内的湿度保持在93％以上，放置时间不得小于6小时，即为冷凝试验。此后在5分钟内对变压器施加1.1倍额定电压3次，每次5分钟，间隔5分钟。施加电压过程中若无电弧产生，无严重的损坏迹象，变压器无异常，测量局部放电水平不大于10pC，即通过E1级。E2为渗透试验，通过E1级6小时冷凝试验后，即进行第二阶段的试验，保存室内温度为50℃（±3℃）、相对湿度为90％（±5％）、盐水雾化气体的导电率为0.5－1.5S m，持续144个小时，两个阶段共150小时，在这近一周的时间内带有导电率很高的水雾已经渗透了变压器的各个部位，所以这一阶段又称为水分渗透试验。在此情况下或在正常环境中存放3小时，对变压器施加75％的额定工频、感应试验电压，测量局部放电水平。在施加电压过程中若无电弧或击穿现象发生即通过E2级试验。F1试验为耐火试验(Fire Behavior Test)。“欧洲独立实验室”（CESI）通过的F1“适应环境能力试验”，即将变压器放置在试验箱里，距线圈175mm处放置一个24KW、温度为750℃的电热板，同时在线圈后面放置一个半圆柱形金属屏，距线圈底部40mm处放置一个酒精盘，盛放可燃烧20分钟的酒精。点燃酒精，电热板通电，两者同时作用于线圈，20分钟后酒精火焰熄灭，发热板继续通电，40分钟后电热板断电，火焰自动熄灭。整个试验过程为60分钟。在此过程中每隔2分钟记录一次温度、烟雾透明度、空气进口的气体流量，并检测有无氯化氢、氰化氢、溴化氢、氟化氢、二氧化硫与甲醛等腐蚀性及有毒气体以及描述燃烧情况，若均满足要求，则通过F1耐火试验。

3 变压器的联结组

变压器同侧绕组是按一定形式联结的。IEC在标准中规定了变压器绕组联接组的最新表示方法。即三相变压器或组成三相变压器组的单相变压器的同一电压等级的相绕组，连接成星形、三角形、曲折形时对于高压绕组则分别用Y、D、Z表示；对于中、低压绕组则分别用小写字母y、d、z表示。如果是星形或曲折形联结有中性点引出时，则分别用YN或ZN，yn或zn表示。变压器按高压、低压绕组联结的顺序组合起来就是绕组的联结组。

联结组标号Dy11表示是变压器初次级联结形式。三相变压器的联结组标号是按钟面定则确定的，以高压侧线电压（或相电压）相量作为分钟并固定于12点位置不动，低压侧线电压（或相电压）向量作为时针旋转，每旋转30°为一个钟点累计。绕组间的电压相位移，以高压绕组的电压矢量作为原始位置。用时钟的时序数来

表示。常用的12点钟相位移用0表示，11点钟用11表示，分别写在中、低压绕组代号之后。如哈里斯DX

型发射机主整变压器的联结组标号为Dy11，其采用的是延长型“△”组态，来减小电源频率的五次和七次谐波产生的线电流失真。变压器给出的联结图标号为Dy11，要确定其绕组的联结图，先画出一次侧绕组的联结图△接法A、B、C。画出变压器联结组标号判定图如图2所示。在判定图上与UA相差11点的UAB旁边标上二次测的Ua（UA与Ua相差11点），即二次测的Ua与UAB同相，根据Ua在判定图中的位置，顺时针转120°为Ub，找出与Ub同相位的是一次测的UBC，同理，与Uc同相位的是UCA，画出绕组联结图，如图3所示。

4 变压器的绝缘强度与绝缘等级

变压器的绝缘强度也称绝缘水平，是设备及其绝缘部分相配合的水平，即耐受电压值。绝缘强度试验能够有效地发现设备内部明显的缺陷，对保证设备安全运行起到关键作用。绝缘强度用其能承受规定条件下的一组试验电压值表示，分别是雷电冲击耐受电压、短时工频耐受电压和操作冲击耐受电压用LI、SI和AC表示。变压器的绝缘强度是按高压、中压、低压绕组的顺序列出耐受电压值来表示（冲击水平在前）的，其间用斜线分隔开。

变压器运行时，其绕组和铁芯产生的损耗转变成热量，一部分被变压器各部件吸收使温度升高，另一部分则散发到介质中。绝缘等级是用电设备在一些条件下能忍受的最高的可以保持绝缘的温度等级，不同的绝缘等级是判断绝缘材料好坏，设备绝缘性能好坏的标准。变压器的绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F、H级。

希望通过此文能有助于大家读懂变压器铭牌，给维护人员一些帮助。附图

参考文献

[1] 电工进网作业许可考试参考教材

压器中UK%是指:变压器的短路阻抗

变压器发生突然短路故障时，在变压器绕组内流过很大的短路电流，在与漏磁场的互相作用下，产生很大的电动力，并由于电流比较大绕组的温度上升很快，在高温下，绕组导线机械强度下降。若变压器抗短路强度不够，尽管这种暂态持续时间很短，变压器也会遭到损坏。而随着我国电网容量日益增大，短路容量亦随之增大，因此保证变压器抗短路能力就显得特别重要。近年来，由于变压器结构上承受不了短路冲击而损坏变压器比较多。减少这方面的损坏事故重点应从设计出发来保证变压器抗短路冲击的能力。因此，要求制造厂提供抗短路能力计算报告。

广州地区800至1000KVA变压器UK=6%;630KVA及以下变压器UK=4.5%.要确定315KVA的变

压器的UK%是多少,最好问当地的供电部门.

表3 S9系列变压器技术参数

三、特殊设计

虽然标准的油浸式电力变压器已能满足大多数用户的要求，但是对于某些特殊的应用领域与使用条件仍需我们进行特殊设计。

四、技术规范

1. 标准GB1094.1～2-1996、GB1094.3-85、GB1094.4-1996、GB/T6451-95、IEC76

2. 容量范围630～31500kVA

3. 电压等级635kV及以下

4. 频率·相数：50Hz·三相(亦可提供60Hz或其它特殊规格变压器)

5. 分接范围±5%、±2×2.5%；±3×2.5%、±4×2.5%(或按用户要求)

6. 联结组标号Y,yn0；Y,d11；YN,d11(或按用户要求)

7. 阻抗电压标准阻抗(见性能参数表)

8. 使用环境

最高气温+40℃、最高日平均气温+30℃、最高年平均气温+20℃、最低气温-25℃(户外使用)、最低气温-5℃(户内使用)，海拔不

9. 绝缘水平

工频耐压—10kV级 35kV

35kV级 85kV

冲击电压—10kV级 75kV

35kV级 125kV

五、试验

变压器出厂前都要根据国家标准GB1094《电力变压器》和GB/T6451《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》做严格的检测和试验。

表4 试验项目

我提供转贴我朋友在所内网站的资料给你们看看吧，他写的很详细了！

电力系统要把电能从发电站送到用户，至少要经过4-５级变压器方可输送电能到低压用电设备（３８０Ｖ／２２０Ｖ）。虽然变压器本身效率很高，但因其数量多、容量大，总损耗仍很大。据估计，我国变压器的总损耗占系统总发电量的１０％左右，如损耗每降低１％，每年可节约上百亿度电，因此降低变压器损耗是势在必行的节能措施。

1、变压器损耗计算公式

（１）有功损耗：ΔＰ＝Ｐ０＋ＫＴβ２ＰＫ -------（１）

（２）无功损耗：ΔＱ＝Ｑ０＋ＫＴβ２ＱＫ -------（２）

（３）综合功率损耗：ΔＰＺ＝ΔＰ＋ＫＱΔＱ ----（３）

Ｑ０≈Ｉ０％ＳＮ，ＱＫ≈ＵＫ％ＳＮ

式中：Ｑ０——空载无功损耗（ｋｖａｒ）

Ｐ０——空载损耗（ｋＷ）

ＰＫ——额定负载损耗（ｋＷ）

ＳＮ——变压器额定容量（ｋＶＡ）

Ｉ０％——变压器空载电流百分比。

ＵＫ％——短路电压百分比

β——平均负载系数

ＫＴ——负载波动损耗系数

ＱＫ——额定负载漏磁功率（ｋｖａｒ）

上式计算时各参数的选择条件：

（１）取ＫＴ＝１.０５；

（２）对城市电网和工业企业电网的６ｋＶ～１０ｋＶ降压变压器取系统最小负荷时，其无功当量ＫＱ＝０．１ｋＷ／ｋｖａｒ；

（３）变压器平均负载系数，对于农用变压器可取β＝２０％；对于工业企业，实行三班制，可取β＝７５％；（４）变压器运行小时数Ｔ＝８７６０ｈ，最大负载损耗小时数：ｔ＝５５００ｈ；

（５）变压器空载损耗Ｐ０、额定负载损耗ＰＫ、Ｉ０％、ＵＫ％，见产品资料所示。

2、变压器损耗的特征

Ｐ０——空载损耗，主要是铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗；

磁滞损耗与频率成正比；与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比。

涡流损耗与频率、最大磁通密度、矽钢片的厚度三者的积成正比。

ＰC——负载损耗，主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗，一般称铜损。其大小随负载电流而变化，与负载电流的平方成正比；（并用标准线圈温度换算值来表示）。

负载损耗还受变压器温度的影响，同时负载电流引起的漏磁通会在绕组内产生涡流损耗，并在绕组外的金属部分产生杂散损耗。

变压器的全损耗ΔＰ=Ｐ０+ＰC

变压器的损耗比=ＰC /Ｐ０

变压器的效率=ＰＺ/（ＰＺ+ΔＰ），以百分比表示；其中ＰＺ为变压器二次侧输出功率。

3、变压器节能技术推广

1）推广使用低损耗变压器；

（１）铁芯损耗的控制

变压器损耗中的空载损耗，即铁损，主要发生在变压器铁芯叠片内，主要是因交变的磁力线通过铁芯产生磁滞及涡流而带来的损耗。

最早用于变压器铁芯的材料是易于磁化和退磁的软熟铁，为了克服磁回路中由周期性磁化所产生的磁阻损失和铁芯由于受交变磁通切割而产生的涡流，变压器铁芯是由铁线束制成，而不是由整块铁构成。

１９００年左右，经研究发现在铁中加入少量的硅或铝可大大降低磁路损耗，增大导磁率，且使电阻率增大，涡流损耗降低。经多次改进，用０．３５ｍｍ厚的硅钢片来代替铁线制作变压器铁芯。

近年来世界各国都在积极研究生产节能材料，变压器的铁芯材料已发展到现在最新的节能材料——非晶态磁性材料如２６０５Ｓ２，非晶合金铁芯变压器便应运而生。使用２６０５Ｓ２制作的变压器，其铁损仅为硅钢变压器的１／５，铁损大幅度降低。

（2）变压器系列的节能效果

上述非晶合金铁芯变压器，具有低噪音、低损耗等特点，其空载损耗仅为常规产品的１／５，且全密封免维护，运行费用极低。

我国Ｓ７系列变压器是１９８０年后推出的变压器，其效率较ＳＪ、ＳＪＬ、ＳＬ、ＳＬ１系列的变压器高，其负载损耗也较高。

低８％，负载损耗平均降低２４％，并且国家已明令在１９９８年底前淘汰Ｓ７、ＳＬ７系列，推广应用Ｓ９系列。

S11是目前推广应用的低损耗变压器。S11型变压器卷铁心改变了传统的叠片式铁心结构。硅钢片连续卷制，铁心无接缝，大大减少了磁阻，空载电流减少了60%～80%，提高了功率因数，降低了电网线损，改善了电网的供电品质。连续卷绕充分利用了硅钢片的取向性，空载损耗降低20%～35%。运行时的噪音水平降低到30～45dB，保护了环境。

非晶合金铁心的S11系列配电变压器系列的空载损耗较Ｓ９系列降低７５％左右，但其价格仅比Ｓ９系列平均高出３０％，其负载损耗与Ｓ９系列变压器相等。

2）选择与负载曲线相匹配的变压器

案例分析：配电变压器的容量选择

A、按变压器效率最高时的负荷率βM来选择容量

当建筑物的计算负荷确定后，配电变压器的总装机容量为：

S＝Pjs/βb×cosφ2(KVA) (1)

式中Pjs——建筑物的有功计算负荷KW；

cosφ2——补偿后的平均功率因数，不小于0.9；

βb——变压器的负荷率。

因此，变压器容量的最终确定就在于选定变压器的负荷率βb。

我们知道，当变压器的负荷率为：

βb＝βm＝（1/R）1/2时效率最高。 (2)

R = PKH / Po （即变压器损耗比）

式中 Po——变压器的空载损耗；

PKH ——变压器的额定负载损耗，或称铜损、短路损耗。

以国产SGL型电力变压器为例，其最佳负荷率计算如下：

表国产SGL型电力变压器最佳负荷率βm

容量(千伏安)

500

630

800

1000

1250

1600

空载损耗(瓦)

1850

2100

2400

2800

3350

3950

负载损耗(瓦)

4850

5650

7500

9200

11000

13300

损耗比R

2.62

2.69

3.13

3.20

3.28

3.37

最佳负荷率βm%

61.8

61.0

56.6

55.2

55.2

54.5

由表可见，如果以βm来计算变压器容量，必将造成容量过大，使用户初期投资大量增加。其原因Pjs是30分钟平均最大负荷P30的统计值，例如民用建筑的用电大部分时间实际负荷均小于计算负荷Pjs，如果按βm 计算变压器容量则不可能使变压器运行在最高效率βm上，这样不仅不能节约电能且运行在低β值上，则消耗更多的电能，因此按变压器的最佳负荷率βm来计算变压器的容量是不合理的。

B、按变压器的年有功电能损耗率最小时的节能负荷率βj计算容量

由于实际负荷总在变化，无法精确计算出变压器的电能损耗。然而对于某类电力用户，它的最大负荷利用小时数，最大负荷损耗小时数可依据同类用户统计数据来近似计算。

变压器的年有功电能损耗可按下式估算

△Wb＝PoTb+PKH(Sjs/S2e)² τ＝PoTb+ PKHβ²τ (3)

式中β——计算负荷率，等于变压器的计算视在容量Sjs与额定容量Seb之比

Tb——变压器年投运时间

τ——年最大负荷损耗时间，可由年最大负荷利用时数T m查Tm-τ关系曲线。

用户电力负荷消耗的年有功能为：

W＝βSebcosφTm (4)

则变压器的年有功电能消耗率为：

△W%＝△Wb/W＝（PoTb+PKHβ²τ）/βSebcosφTm (5)

令 d△W%dβ＝0

求出变压器年有功电能损耗率最小时的节能负荷率βj；

βj＝（PoTb/ PKHτ）1/2＝（Tb/τ）1/2 * βM (6)

即配电变压器按照节能负荷率βj计算容量时，其年有功电能损耗率最小。

由式(6)可见，变压器的节能负荷率与年最大负荷损耗时间有关，τ越低βj越高。然而由于Tm值及Tm值所对应的τ值，对于高层民用建筑还没有这方面的统计资料，可参考工业企业的类似资料。Tb按7500h，而根据高层民用建筑的不同功能，τ值在2300-4500范围内选取，因此βj=(1.3-1.8)βM。从表(1)干式变压器的最佳负荷率βM值，可求出节能负荷率βj。

对于高层写字楼，由于五天工作制，且晚上下班后的其余时间均处于轻载，其电力负荷的运行特点，相当于工业企业的单班制生产，变压器的节能负荷率βj=0.85-0.98；

对于高层宾馆及高层建筑中以商业为主的大厦，其相当于工业企业的两班制生产，变压器的节能负荷率βj=0.71-0.85。

由此可见，按节能负荷率计算变压器的容量，要小于按最佳负荷率所计算的变压器的容量，这样不但年电能损耗小且一次性投资省。

C、按变压器的经济负荷率计算容量

上节分析可知按年有功电能损耗率最小时的节能负荷率βj计算变压器的容量有利于节省初投资。然而相当于二班制运行特点的高层建筑中的配电变压器，按βj计算出的容量还是偏大，必将增加用户的一次性投资。如何能做到既能节省一次性投资，又能使电能损耗小，或者说能否做到初投资省和电耗小这对矛盾在变压器运行在负荷率的某一区域内获得相对统一，下面我们对变压器的年有功电能损耗率公式作进一步的分析。

对同一变压器，在某一负荷率β运行情况下的年有功电能损耗率如式(5)，而在节能负荷率下的年有功电能损耗率为：

△Wj%＝（PoTb+PKHβ2jτ）/βjSebcosφTm (7)

用(5)式的两边除以(7)式的两边，并用(6)式代入，整理后得：

△W%/△Wj%＝1/2（β/βj+βj/β） (8)

上式为变压器运行在某一负荷率β时的年有功电能损耗率相对于运行在节能负荷率βj时的年有功电能损耗率随相对节能负荷率变化的函数关系。

该式中当β＝βj时，△W%/△Wj%＝1，当β＞βj或β＜βj时，△W%/△Wj%均大于1。当β/βj从1.0增加到1.3，增加30%时，△W%/△Wj%从1.0增加到1.035，只增加了3.5%；当β/βj从2.0增加到2.3，增加15%时，△W%/△Wj%从1.25增加到1.37，增加了9.6%。

可见在β/βj的低值区，△W%/△Wj%的增加值相对于β/βj的增加值是非常微小的，且增加的速率也是很小的，也就是说，在该区域中，我们用微小的年电能损耗率增加值来换取变压器的容量的较大减小使得一次性投资的明显降低，因此，我们选择相对节能负荷率β/βj在1-1.3范围内，即经济负荷率为：

βjj＝(1～1.3)βj (9)

我们按经济负荷率βjj选出的变压器容量，要比按节能负荷率βj选出的变压器容量降低一级，由此而节约的初投资远大于配电变压器的年有功电能损耗费用，做到了经济性与节能性这对矛盾的相对统一，显然这是一种既科学又经济合理的方法。

这里讨论的配电变压器容量的计算方法，主要是针对高层建筑中所使用的变压器，即使用干式或环氧树脂浇注变压器，然而该方法也适用于使用其他配电变压器的场合。

结论：

①负载曲线的平均负载系数越高，为达到损耗电能越小，要选用损耗比越小的变压器；负载曲线的平均负载系数越低，为达到损耗电能越小，要选用损耗比越大的变压器。

②将负载曲线的平均负载系数乘以一个大于1的倍数，通常可取1-1.3，作为获得最佳效率的负载系数，然后按βb＝（1/R）1/2计算变压器应具备的损耗比。

③对于实际负载，变压器本身应具有较佳的损耗比，而且总损耗最小，即空载损耗与负载损耗之和要尽可能地小。