本文主要是關(guān)于低頻變壓器的相關(guān)介紹，并著重對(duì)低頻變壓器故障原因進(jìn)行了詳盡分析，并探討了低頻變壓器的故障解決方案。
變壓器
變壓器利用電磁感應(yīng)原理，從一個(gè)電路向另一個(gè)電路傳遞電能或傳輸信號(hào)的一種電器是電能傳遞或作為信號(hào)傳輸?shù)闹匾饕獦?gòu)件是初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵心（磁芯）。在電器設(shè)備和無(wú)線電路中，常用作升降電壓、匹配阻抗，安全隔離等。
低頻變壓器短路損壞的主要形式
1、軸向失穩(wěn)。這種損壞主要是在輻向漏磁產(chǎn)生的軸向電磁力作用下，導(dǎo)致變壓器繞組軸向變形。
2、線餅上下彎曲變形。這種損壞是由于兩個(gè)軸向墊塊間的導(dǎo)線在軸向電磁力作用下，因彎矩過(guò)大產(chǎn)生永久性變形，通常兩餅間的變形是對(duì)稱的。
3、繞組或線餅倒塌。這種損壞是由于導(dǎo)線在軸向力作用下，相互擠壓或撞擊，導(dǎo)致傾斜變形。如果導(dǎo)線原始稍有傾斜，則軸向力促使傾斜增加，嚴(yán)重時(shí)就倒塌；導(dǎo)線高寬比例大，就愈容易引起倒塌。端部漏磁場(chǎng)除軸向分量外，還存在輻向分量，二個(gè)方向的漏磁所產(chǎn)生的合成電磁力致使內(nèi)繞組導(dǎo)線向內(nèi)翻轉(zhuǎn)，外繞組向外翻轉(zhuǎn)。
4、繞組升起將壓板撐開(kāi)。這種損壞往往是因?yàn)檩S向力過(guò)大或存在其端部支撐件強(qiáng)度、剛度不夠或裝配有缺陷。
5、輻向失穩(wěn)。這種損壞主要是在軸向漏磁產(chǎn)生的輻向電磁力作用下，導(dǎo)致變壓器繞組輻向變形。
6、外繞組導(dǎo)線伸長(zhǎng)導(dǎo)致絕緣破損。輻向電磁力企圖使外繞組直徑變大，當(dāng)作用在導(dǎo)線的拉應(yīng)力過(guò)大會(huì)產(chǎn)生永久性變形。這種變形通常伴隨導(dǎo)線絕緣破損而造成匝間短路，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起線圈嵌進(jìn)、亂圈而倒塌，甚至斷裂。
7、繞組端部翻轉(zhuǎn)變形。端部漏磁場(chǎng)除軸向分量外，還存在輻向分量，二個(gè)方向的漏磁所產(chǎn)生的合成電磁力致使繞組導(dǎo)線向內(nèi)翻轉(zhuǎn)，外繞組向外翻轉(zhuǎn)。
8、內(nèi)繞組導(dǎo)線彎曲或曲翹。輻向電磁力使內(nèi)繞組直徑變小，彎曲是由兩個(gè)支撐(內(nèi)撐條)間導(dǎo)線彎矩過(guò)大而產(chǎn)生永久性變形的結(jié)果。如果鐵心綁扎足夠緊實(shí)及繞組輻向撐條有效支撐，并且輻向電動(dòng)力沿圓周方向均布的話，這種變形是對(duì)稱的，整個(gè)繞組為多邊星形。然而，由于鐵芯受壓變形，撐條受支撐情況不相同，沿繞組圓周受力是不均勻的，實(shí)際上常常發(fā)生局部失穩(wěn)形成曲翹變形。
9、引線固定失穩(wěn)。這種損壞主要由于引線間的電磁力作用下，造成引線振動(dòng)，導(dǎo)致引線間短路。
低頻變壓器短路故障原因
因變壓器出口短路導(dǎo)致變壓器內(nèi)部故障和事故的原因很多，也比較復(fù)雜，它與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料的質(zhì)量、工藝水平、運(yùn)行工況等因數(shù)有關(guān)，但電磁線的選用是關(guān)鍵。從近幾年解剖變壓基于變壓器靜態(tài)理論設(shè)計(jì)而選用的電磁線，與實(shí)際運(yùn)行時(shí)作用在電磁線上的應(yīng)力差異較大。
（1）目前各廠家的計(jì)算程序中是建立在漏磁場(chǎng)的均勻分布、線匝直徑相同、等相位的力等理想化的模型基礎(chǔ)上而編制的，而事實(shí)上變壓器的漏磁場(chǎng)并非均勻分布，在鐵軛部分相對(duì)集中，該區(qū)域的電磁線所受到機(jī)械力也較大；換位導(dǎo)線在換位處由于爬坡會(huì)改變力的傳遞方向，而產(chǎn)生扭矩；由于墊塊彈性模量的因數(shù)，軸向墊塊不等距分布，會(huì)使交變漏磁場(chǎng)所產(chǎn)生的交變力延時(shí)共振，這也是為什么處在鐵心軛部、換位處、有調(diào)壓分接的對(duì)應(yīng)部位的線餅首先變形的根本原因。
（2）抗短路能力計(jì)算時(shí)沒(méi)有考慮溫度對(duì)電磁線的抗彎和抗拉強(qiáng)度的影響。按常溫下設(shè)計(jì)的抗短路能力不能反映實(shí)際運(yùn)行情況，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，電磁線的溫度對(duì)其屈服極限？0.2影響很大，隨著電磁線的溫度提高，其抗彎、抗拉強(qiáng)度及延伸率均下降，在250℃下抗彎抗拉強(qiáng)度要比在50℃時(shí)下降上，延伸率則下降40％以上。而實(shí)際運(yùn)行的變壓器，在額定負(fù)荷下，繞組平均溫度可達(dá)105℃，最熱點(diǎn)溫度可達(dá)118℃。一般變壓器運(yùn)行時(shí)均有重合閘過(guò)程，因此如果短路點(diǎn)一時(shí)無(wú)法消失的話，將在非常短的時(shí)間內(nèi)（0.8s）緊接著承受第二次短路沖擊，但由于受第一次短路電流沖擊后，繞組溫度急劇增高，根據(jù)GBl094的規(guī)定，最高允許250℃，這時(shí)繞組的抗短路能力己大幅度下降，這就是為什么變壓器重合閘后發(fā)生短路事故居多。
（3）采用普通換位導(dǎo)線，抗機(jī)械強(qiáng)度較差，在承受短路機(jī)械力時(shí)易出現(xiàn)變形、散股、露銅現(xiàn)象。采用普通換位導(dǎo)線時(shí)，由于電流大，換位爬坡陡，該部位會(huì)產(chǎn)生較大的扭矩，同時(shí)處在繞組二端的線餅，由于幅向和軸向漏磁場(chǎng)的共同作用，也會(huì)產(chǎn)生較大的扭矩，致使扭曲變形。如楊高500kV變壓器的A相公共繞組共有71個(gè)換位，由于采用了較厚的普通換位導(dǎo)線，其中有66個(gè)換位有不同程度的變形。另外吳涇1l號(hào)主變，也是由于采用普通換位導(dǎo)線，在鐵心軛部部位的高壓繞組二端線餅均有不同翻轉(zhuǎn)露線的現(xiàn)象。
（4）采用軟導(dǎo)線，也是造成變壓器抗短路能力差的主要原因之一。由于早期對(duì)此認(rèn)識(shí)不足，或繞線裝備及工藝上的困難，制造廠均不愿使用半硬導(dǎo)線或設(shè)計(jì)時(shí)根本無(wú)這方面的要求，從發(fā)生故障的變壓器來(lái)看均是軟導(dǎo)線。
（5）繞組繞制較松，換位處理不當(dāng)，過(guò)于單薄，造成電磁線懸空。從事故損壞位置來(lái)看，變形多見(jiàn)換位處，尤其是換位導(dǎo)線的換位處。
（6）繞組線匝或?qū)Ь€之間未固化處理，抗短路能力差。早期經(jīng)浸漆處理的繞組無(wú)一損壞。
（7）繞組的預(yù)緊力控制不當(dāng)造成普通換位導(dǎo)線的導(dǎo)線相互錯(cuò)位。
（8）套裝間隙過(guò)大，導(dǎo)致作用在電磁線上的支撐不夠，這給變壓器抗短路能力方面增加隱患。
（9）作用在各繞組或各檔預(yù)緊力不均勻，短路沖擊時(shí)造成線餅的跳動(dòng)，致使作用在電磁線上的彎應(yīng)力過(guò)大而發(fā)生變形。
（10）外部短路事故頻繁，多次短路電流沖擊后電動(dòng)力的積累效應(yīng)引起電磁線軟化或內(nèi)部相對(duì)位移，最終導(dǎo)致絕緣擊穿。
低頻變壓器短路損壞的常見(jiàn)部位
對(duì)應(yīng)鐵軛下的部位。該部位發(fā)生變形原因有：
（1）短路電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)是通過(guò)油和箱壁或鐵心閉合，由于鐵軛的磁阻相對(duì)較小，故大多通過(guò)油路和鐵軛間閉合，磁場(chǎng)相對(duì)集中，作用在線餅的電磁力也相對(duì)較大；
（2）內(nèi)繞組套裝間隙過(guò)大或鐵心綁扎不夠緊實(shí)，導(dǎo)致鐵心片二側(cè)收縮變形，致使鐵軛側(cè)繞組曲翹變形；
（3）在結(jié)構(gòu)上，軛部對(duì)應(yīng)繞組部分的軸向壓緊是最不可靠的，該部位的線餅往往難以達(dá)到應(yīng)有的預(yù)緊力，因而該部位的線餅最易變形。
調(diào)壓分接區(qū)域及對(duì)應(yīng)其他繞組的部位。該區(qū)域由于：
（1）安匝不平衡使漏磁分布不均衡，其幅向額外產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)在線圈中產(chǎn)生額外軸向外力，這些力的方向總是使產(chǎn)生這些力的不對(duì)稱性增大。軸向外力和正常幅向漏磁所產(chǎn)生的軸向內(nèi)力一樣，使線餅向豎直方向彎曲，并壓縮線餅件的墊塊，除此之外，這些力還部分地或全部地傳到鐵軛上，力求使其離開(kāi)心柱，出現(xiàn)線餅向繞組中部變形或翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
（2）該部位的線餅為力求安匝平衡或分接區(qū)間的應(yīng)有絕緣距離，往往要增加較多的墊塊，較厚的墊塊致使力的傳遞延時(shí)，因而對(duì)線餅撞擊也較大；
（3）繞組套裝后不能確保中心電抗高度對(duì)齊，致使安匝進(jìn)一步加劇不平衡；
（4）運(yùn)行一段時(shí)間后，較厚的墊塊自然收縮量較大，一方面加劇安匝不平衡現(xiàn)象，另一方面受短路力時(shí)跳動(dòng)加??；
（5）在設(shè)計(jì)時(shí)間為力求安匝平衡，分接區(qū)的電磁線選用了較窄或較小截面的線規(guī)，抗短力能力低。
低頻變壓器的日常保養(yǎng)
1. 為保護(hù)高壓發(fā)生器及機(jī)頭內(nèi)所裝的絕緣油的絕緣性能，一般不應(yīng)隨意打開(kāi)觀察窗口和擰松四周的固定螺釘，以防止油液吸潮或落灰塵而降低絕緣性能。
2、檢查變壓器周邊照明、散熱、除塵設(shè)備是否完好，并用干凈的布擦去變壓器身及瓷瓶上的灰塵。
3、檢查變壓器高壓側(cè)負(fù)荷開(kāi)關(guān)，確保操作靈活，接觸良好，傳動(dòng)部分作潤(rùn)滑處理。
4、拉開(kāi)高壓接地刀，檢查接地處于斷開(kāi)位置無(wú)誤后，合上高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)，讓變壓器試運(yùn)行，并取下高壓側(cè)標(biāo)識(shí)牌，注意在斷開(kāi)或合上變壓器高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)必須有兩人以上。
5、當(dāng)需要更換新油時(shí)，應(yīng)取得當(dāng)?shù)仉娏Σ块T的協(xié)助，檢查新油的性能，要求其絕緣強(qiáng)度不低于25000伏/2.5毫米;而組合機(jī)頭內(nèi)的油絕緣強(qiáng)度應(yīng)在30000伏/2.5毫米以上。
6、用2500V的搖表測(cè)量變壓器高低壓線圈絕緣阻值（對(duì)地和相間），確認(rèn)符合要求（在室溫30℃時(shí)，1OKV變壓器高壓側(cè)大于20MΩ，低壓側(cè)大于13MΩ。在測(cè)試前，應(yīng)接好接地電線，測(cè)定完畢后，應(yīng)進(jìn)行放電。
7、高壓發(fā)生器或組合機(jī)頭必須有良好的接地線，應(yīng)經(jīng)常用歐姆表測(cè)量其外殼、控制臺(tái)外殼、外接地線三者是否導(dǎo)通，并緊固接地螺栓。
8、高壓發(fā)生器或組合機(jī)頭必須有良好的接地線，應(yīng)經(jīng)常用歐姆表測(cè)量其外殼、控制臺(tái)外殼、外接地線三者是否導(dǎo)通，并緊固接地螺栓。
低頻變壓器的常見(jiàn)問(wèn)題
DCR的問(wèn)題
A. DCR過(guò)高 因硅鋼片變壓器幾乎線徑很細(xì) ， 圈數(shù)很多 ， 漆包線的選擇成為重要的部分 。 而大部分美國(guó)客戶喜歡用AWG線來(lái)設(shè)計(jì)及訂立DCR規(guī)格及結(jié)構(gòu) 。 因某些原因 我們不得不用mm線近似值去代替 ， ***漆包線裸徑值大一點(diǎn)點(diǎn) ， coating漆膜 也較厚一點(diǎn)點(diǎn) ， 所以幾千圈下來(lái)往往DCR會(huì)超高 ， 且線包發(fā)胖 。 另一點(diǎn)是線包發(fā)胖的問(wèn)題 ， 整齊密繞與雜亂疏繞 ， 用線長(zhǎng)度不同其DCR也會(huì)不同 ， 整齊密繞會(huì)低一點(diǎn)。
B. 兩組DCR值差異的問(wèn)題 有些規(guī)格要求并繞（或分開(kāi)UI CORE雙胞胎）二者間DCR相差多少以內(nèi)或是SPEC 要求雙胞胎次級(jí)輸出空載時(shí) ， 二者電壓不可超過(guò)0.1V ， 在此情形下 ， 應(yīng)該用同 一臺(tái)繞線機(jī)同一軸線繞出來(lái)的兩個(gè)產(chǎn)品組裝，才能得出好的成功率。
激磁電流問(wèn)題
一般電源變壓器 ， 激磁電流規(guī)格不會(huì)很嚴(yán) ， 所指的是二次側(cè)不加負(fù)載時(shí)的一次電流 。 如果激磁電流超出可能原因?yàn)椋?/p>
a. 圈數(shù)太少， 或線徑太大
b. 硅鋼片沒(méi)組裝好
c. 硅鋼片材質(zhì)不夠好
d. 硅鋼片太厚
e. 儀表誤差
f. 輸入條件是否正確 如果激磁電流超出很多則應(yīng)檢查線圈是否短路 。
損失太高
我們?cè)跍y(cè)試板上瓦特表讀數(shù)超出規(guī)格（是銅損和鐵損）因繞線已完成 ， 習(xí)慣上從鐵損去改善：
a. 硅鋼片未裝好（毛邊不統(tǒng)一 ， 未裝緊）
b. 提高鐵芯材質(zhì)
c. 選擇薄的硅鋼片。
電壓調(diào)整率太大
ΔU百分比=（U20-U2）/U20 U20 ： 空載輸出電壓 U2 ： 負(fù)載輸出電壓 牽涉到設(shè)計(jì)時(shí)的銅損﹑鐵損﹑圈數(shù) 。
溫升
可用電阻法去計(jì)算 （234.5+T1）/R1 = （234.5+T2）/R2 6. HI-POT及IR （絕緣電阻） HI-POT測(cè)試是變壓器須100分全測(cè)的要求 ， 許多客戶還要求每批出貨要附HI-POT全測(cè)的聲明書(shū) 。
造成HI-POT不良的原因：
a. 兩繞組之間引出線接觸或太近
b. PIN間錫橋短路
c. 絕緣膠布未完全覆蓋或?qū)訑?shù)太少
d. 繞組與CORE間距離不足
e. 組裝時(shí)CORE擦破BOBBIN或CASE 當(dāng)SPEC 上截?cái)嚯娏?mA是不要用2mA或1mA去測(cè)試HI-POT ， 2mA比3mA更嚴(yán)格 。
含浸
原則上硅鋼片的變壓器不用抽真空含浸 。 過(guò)大的真空壓力會(huì)使凡立水滲透到CORE之間 ， 造成間隙 ， 降低功率 .
結(jié)語(yǔ)
關(guān)于低頻變壓器的相關(guān)介紹就到這了，希望本文能對(duì)你有所幫助。