本文主要是關(guān)于低頻變壓器的相關(guān)介紹，并著重對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，從一個電路向另一個電路傳遞電能或傳輸信號的一種電器是電能傳遞或作為信號傳輸?shù)闹匾饕獦?gòu)件是初級線圈、次級線圈和鐵心（磁芯）。在電器設(shè)備和無線電路中，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軸向墊塊間的導(dǎo)線在軸向電磁力作用下，因彎矩過大產(chǎn)生永久性變形，通常兩餅間的變形是對稱的。
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)重時就倒塌；導(dǎo)線高寬比例大，就愈容易引起倒塌。端部漏磁場除軸向分量外，還存在輻向分量，二個方向的漏磁所產(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。這種損壞往往是因為軸向力過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)力過大會產(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)重時會引起線圈嵌進(jìn)、亂圈而倒塌，甚至斷裂。
7、繞組端部翻轉(zhuǎn)變形。端部漏磁場除軸向分量外，還存在輻向分量，二個方向的漏磁所產(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，彎曲是由兩個支撐(內(nèi)撐條)間導(dǎo)線彎矩過大而產(chǎn)生永久性變形的結(jié)果。如果鐵心綁扎足夠緊實及繞組輻向撐條有效支撐，并且輻向電動力沿圓周方向均布的話，這種變形是對稱的，整個繞組為多邊星形。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，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、原材料的質(zhì)量、工藝水平、運行工況等因數(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)計而選用的電磁線，與實際運行時作用在電磁線上的應(yīng)力差異較大。
（1）目前各廠家的計算程序中是建立在漏磁場的均勻分布、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，而事實上變壓器的漏磁場并非均勻分布，在鐵軛部分相對集中，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，會使交變漏磁場所產(chǎn)生的交變力延時共振，這也是為什么處在鐵心軛部、換位處、有調(diào)壓分接的對應(yīng)部位的線餅首先變形的根本原因。
（2）抗短路能力計算時沒有考慮溫度對電磁線的抗彎和抗拉強(qiáng)度的影響。按常溫下設(shè)計的抗短路能力不能反映實際運行情況，根據(jù)試驗結(jié)果，電磁線的溫度對其屈服極限？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℃時下降上，延伸率則下降40％以上。而實際運行的變壓器，在額定負(fù)荷下，繞組平均溫度可達(dá)105℃，最熱點溫度可達(dá)118℃。一般變壓器運行時均有重合閘過程，因此如果短路點一時無法消失的話，將在非常短的時間內(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)械力時易出現(xiàn)變形、散股、露銅現(xiàn)象。采用普通換位導(dǎo)線時，由于電流大，換位爬坡陡，該部位會產(chǎn)生較大的扭矩，同時處在繞組二端的線餅，由于幅向和軸向漏磁場的共同作用，也會產(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個換位，由于采用了較厚的普通換位導(dǎo)線，其中有66個換位有不同程度的變形。另外吳涇1l號主變，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。由于早期對此認(rèn)識不足，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)計時根本無這方面的要求，從發(fā)生故障的變壓器來看均是軟導(dǎo)線。
（5）繞組繞制較松，換位處理不當(dāng)，過于單薄，造成電磁線懸空。從事故損壞位置來看，變形多見換位處，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)線相互錯位。
（8）套裝間隙過大，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，短路沖擊時造成線餅的跳動，致使作用在電磁線上的彎應(yīng)力過大而發(fā)生變形。
（10）外部短路事故頻繁，多次短路電流沖擊后電動力的積累效應(yīng)引起電磁線軟化或內(nèi)部相對位移，最終導(dǎo)致絕緣擊穿。
低頻變壓器短路損壞的常見部位
對應(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)生的磁場是通過油和箱壁或鐵心閉合，由于鐵軛的磁阻相對較小，故大多通過油路和鐵軛間閉合，磁場相對集中，作用在線餅的電磁力也相對較大；
（2）內(nèi)繞組套裝間隙過大或鐵心綁扎不夠緊實，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，因而對線餅撞擊也較大；
（3）繞組套裝后不能確保中心電抗高度對齊，致使安匝進(jìn)一步加劇不平衡；
（4）運行一段時間后，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跳動加劇；
（5）在設(shè)計時間為力求安匝平衡，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)荷開關(guān)，確保操作靈活，接觸良好，傳動部分作潤滑處理。
4、拉開高壓接地刀，檢查接地處于斷開位置無誤后，合上高壓負(fù)荷開關(guān)，讓變壓器試運行，并取下高壓側(cè)標(biāo)識牌，注意在斷開或合上變壓器高壓負(fù)荷開關(guān)時，現(xiàn)場必須有兩人以上。
5、當(dāng)需要更換新油時，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的搖表測量變壓器高低壓線圈絕緣阻值（對地和相間），確認(rèn)符合要求（在室溫30℃時，1OKV變壓器高壓側(cè)大于20MΩ，低壓側(cè)大于13MΩ。在測試前，應(yīng)接好接地電線，測定完畢后，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)常用歐姆表測量其外殼、控制臺外殼、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)常用歐姆表測量其外殼、控制臺外殼、外接地線三者是否導(dǎo)通，并緊固接地螺栓。
低頻變壓器的常見問題
DCR的問題
A. DCR過高 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 。 而大部分美國客戶喜歡用AWG線來設(shè)計及訂立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點 ， coating漆膜 也較厚一點點 ， 所以幾千圈下來往往DCR會超高 ， 且線包發(fā)胖 。 另一點是線包發(fā)胖的問題 ， 整齊密繞與雜亂疏繞 ， 用線長度不同其DCR也會不同 ， 整齊密繞會低一點。
B. 兩組DCR值差異的問題 有些規(guī)格要求并繞（或分開UI CORE雙胞胎）二者間DCR相差多少以內(nèi)或是SPEC 要求雙胞胎次級輸出空載時 ， 二者電壓不可超過0.1V ， 在此情形下 ， 應(yīng)該用同 一臺繞線機(jī)同一軸線繞出來的兩個產(chǎn)品組裝，才能得出好的成功率。
激磁電流問題
一般電源變壓器 ， 激磁電流規(guī)格不會很嚴(yán) ， 所指的是二次側(cè)不加負(fù)載時的一次電流 。 如果激磁電流超出可能原因為：
a. 圈數(shù)太少， 或線徑太大
b. 硅鋼片沒組裝好
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
我們在測試板上瓦特表讀數(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)計時的銅損﹑鐵損﹑圈數(shù) 。
溫升
可用電阻法去計算 （234.5+T1）/R1 = （234.5+T2）/R2 6. HI-POT及IR （絕緣電阻） HI-POT測試是變壓器須100分全測的要求 ， 許多客戶還要求每批出貨要附HI-POT全測的聲明書 。
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CORE擦破BOBBIN或CASE 當(dāng)SPEC 上截斷電流3mA是不要用2mA或1mA去測試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 。 過大的真空壓力會使凡立水滲透到CORE之間 ， 造成間隙 ， 降低功率 .
結(jié)語
關(guān)于低頻變壓器的相關(guān)介紹就到這了，希望本文能對你有所幫助。