电力变压器

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变压器第一节变压器的基本原理和技术参数（2h）第二节变压器的主要结构及附件（2h）第三节变压器的运行与维护（4h）

1第一节变压器的基本原理和技术参数（1h）

2一、变压器的基本原理和类型1、变压器基本原理变压器是一种静止的电器，其作用是利用电磁感应原理把一种交流电压转换成相同频率的另一种交流电压。

3变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两组绕组。在两绕组中，把接到电源的一个称为一次绕组，简称原边；把接到负载的一个称为二次绕组，简称副边。变压器基本原理：当原边接到交流电源时，在外施电压作用下，一次绕组中通过交流电流，并在铁芯中产生交变磁通，其频率和外施电压的频率一致，这个交变磁通同时交链着一次、二次绕组，根据电磁感应定律，交变磁通在原、副绕组中感应出相同频率的电势，副边有了电势便向负载输出电能，实现了能量转换。

42、变压器类型（1）按相数来区分：三相变压器+单相变压器。一般应用三相变压器。当容量过大且受运输条件限制时，也可用三台单相变压器连接成三相变压器组。（2）按绕组数目来区：双绕组+三绕组变压器。A、双绕组变压器在一相铁芯上套有两个绕组，一个为一次绕组，另一个为二次绕组，升压变压器的一次绕组是低压绕组，二次绕组是高压绕组，而降压变压器则相反。B、三绕组变压器在一相铁芯上套有三个绕组，用以连接三种不同电压。（3）按冷却介质来区分，变压器可以分为油浸式变压器、干式变压器（空气冷却式）以及水冷式变压器。（4）大容量机组（单机容量200MW及以上）的厂用变压器常采用特殊结构的分裂绕组变压器。

5二、变压器的技术参数1、型号

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7型号举例：（1）SFP10—370000／220型变压器表示三相强迫油循环风冷式电力变压器，其设计序号为10，额定容量370000kVA，电压等级220kV。（2）SFFZ7—40000／220型号变压器表示三相油浸风冷式有载调压分裂绕组电力变压器，其设计序号为7，额定容量为40000kVA，电压等级220kV（3）OSSFPD－180000／220型号变压器表示三相油浸三绕组自耦强迫油循环导向风冷式电力变压器，其额定容量为180000kVA，电压等级为220kV。

82、变压器的额定数据额定容量SN在额定使用条件下，变压器施加的是额定电压、额定频率，输出的是额定电流，温升也不超过极限值时变压器的容量叫额定容量，用SN表示。对三相变压器而言，额定容量为三相额定容量之和。额定容量的单位为kVA。对于双绕组变压器，一般一、二次侧的容量是相同的。对于三绕组变压器，当各绕组的容量不同时，变压器的容量是指容量最大的一个（通常为高压绕组）的容量，但在技术规范中都写明三侧的容量。例如，某厂总变，其额定容量为48/36/12MVA，一般就称这个厂总变的额定容量为48MVA。对于分裂绕组变压器，两个低压分裂绕组的容量相等。

92、变压器的额定数据额定电压UN在三相变压器中，如没有特殊说明，额定电压都是指线电压，而单相变压器是指相电压（如525/kV）。根据变压器绝缘强度、铁芯饱和的限制和允许温升所规定的高压侧电压值叫做高压侧额定电压，用U1N表示，单位为kV。变压器低压侧额定电压是指变压器空载而一次侧加上额定电压（调压开关接在额定分接头上时），二次侧的端电压，用U2N表示，单位为kV。为了适应电网电压变化的需要，高压侧一般都安装有供调压用的抽头，即分接头，抽头的电压值都用额定电压的百分数表示。如高压侧为10kV的变压器，当具有5%的抽头时，说明变压器可运行在三种电压下，即10.5kV（+5%），10kV（额定），9.5kV（-5％）。

102、变压器的额定数据额定电流I1N、I2N在额定使用条件下，变压器高压侧的电流叫做高压侧额定电流，用I1N表示，单位为A。变压器低压侧的电流叫做低压侧额定电流，用I2N表示，单位为A或kA。在三相变压器中，如没有特殊说明，都是指线电流。

11例如，某三相三绕组厂总变，其额定容量为31.5/31.5/15.75MVA，额定电压为110/38.5/6.3kV。相应各侧的额定电流为：

12额定频率fN我国规定标准工业频率为50Hz，因此电力变压器的额定频率都是50Hz。世界上有些国家规定为60Hz。额定温升τN变压器内绕组或上层油的温度与变压器外围空气的温度（环境温度）之差，称为绕组或上层油面的温升。我国标准规定，绕组温升限值为65℃，上层油面的温升限值为55℃，并规定变压器周围的最高温度为+40℃。因此变压器正常运行时，上层油面的最高温度不应超过+95℃。

13阻抗电压百分数Ud%(短路电压百分数)阻抗电压百分数又表明变压器内阻抗的大小。对双绕组变压器来说，当低压侧人为地短路，高压侧施加一个降低了的电压，待原边和副边的电流都达到额定值时，这个原边降低了的电压的数值，称为阻抗电压或短路电压。把这个数值与额定电压相比用百分数表示，即为该台双绕组变压器阻抗电压百分数。

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15短路电压百分数是变压器的一个重要参数，是计算短路电流的依据。它表明了变压器在满载（额定负荷）运行时变压器本身的阻抗压降大小。它对于变压器二次侧发生突然短路时，将会产生多大的短路电流有决定性的意义，对于变压器并联运行也有重要意义。阻抗电压百分数的大小，与变压器的容量有关。当变压器容量小时，阻抗电压百分数亦小；变压器容量大时，阻抗电压百分数应较大。我国生产的电力变压器，阻抗电压百分数一般在4％～24％的范围内。

16额定冷却介质温度A、对于吹风冷却的变压器，指的是变压器运行时其周围环境中空气的最高温度不应超过+40℃。B、对于强迫油循环水冷却的变压器，冷却介质是水。冷却水源的最高温度不超过+30℃。当水温过高时，将影响冷油器的冷却效果。此外还对冷却水的进口水压有规定，必须比潜油泵的油压要低，以防冷却水渗入油中。但水压太低了，水的流量太小，会影响冷却效果，因此对水的流量也有一定的要求。空载损耗P0当用额定电压施加于变压器的一侧个绕组上，而其余绕组均为开路时，变压器所吸收的有功功率叫空载损耗，用P0表示，单位为kW。变压器运行时的铁芯损耗近似等于空载损耗，如果变压器所加的电压始终为额定电压，则铁芯损耗近乎不变，故称为不变损耗。

17变压器空载试验

18额定短路损耗PK对双绕组变压器来说，当以额定电流通过变压器的一侧绕组，而另一侧绕组短接时变压器所吸取的有功功率叫短路损耗，用PK表示，单位为kW。对于多绕组变压器，短路损耗是以指定的某两侧绕组做短路试验、其它绕组开路为准的损耗。变压器绕组电阻上的功率损耗称为铜损，它等于负载系数平方β2与PK的乘积，随负载的变化而变化，故称为可变损耗。铁损和铜损之和即为变压器的总损耗。

19空载电流百分值I0%当用额定电压施加于变压器的某侧绕组上，而其余绕组均为开路时，该绕组流入的电流称为空载电流I0，I0与额定电流比值的百分数称为空载电流百分值I0%：

20连接组别代表变压器高低压绕组的连接法和对应线电压的相位关系的符号称为变压器的连接组别。A、线电压相位关系的表示方法——连接组的标号用时钟表示法画出高低压线电压的相量图，即为变压器的连接组标号。它是把变压器高压绕组的线电压相量作为时钟的长针，并把长针固定在0（12）上，把低压侧绕组相应的线电压作为时钟的短针，短针指在几点钟的位置上，就以这个钟点作为这个连接组的标号。B、绕组连接法单相变压器只能接成I型。三相变压器的三相绕组可连接成星形、三角形，对于高压绕组分别用Y、D表示，对于中、低压绕组分别用y、d表示，有中性点引出时则用YN和yn表示。

21YN，d11标号表示高压侧星形连接并有中性点引线，低压侧三角形连接，数字11代表低压侧与高压侧电压的相角位移为11×30°,即低压侧线电压滞后于高压侧线电压330°或超前于高压侧30°。(a)A******BCabcXYZ(b)BACXYZacb时钟12点或0点时钟11点C/cA/aB/b顺时针y时钟6点N

22三相变压器的连接组别，对于Y，y（或D，d）连接，可以得到0、2、4、6、8、10等六个偶数组别；而Y，d（或D，y）连接，可以得到1、3、5、7、9、11等六个奇数组别。单相变压器的连接组别反应高低压侧绕组电动势间的相位关系，只有I,I0和I,I6两种，因为高、低压侧电动势要么同相，要么反相。

233、变压器的变比及变换作用（1）变比线电压变比：相电压变比：匝数比：

243、变压器的变比及变换作用（2）变压器的变换作用相电压变换作用：相电流变换作用：阻抗变换作用：相位变换作用：连接组别

25变压器的运行特性：（1）调整特性1.001.0当负荷或一次侧电压变化时，二次侧的电压变化较大，为了保证二次端电压在允许范围之内，通常在变压器的高压侧设置抽头,并装设分接开关，调节变压器高压绕组的工作匝数,来调节变压器的二次电压。分接开关有两种形式：一种只能在断电情况下进行调节，称为无载分接开关-----这种调压方式称为无励磁调压；另一种可以在带负荷的情况下进行调节，称为有载分接开关-----这种调压方式称为有载调压。

26（2）变压器的损耗和效率变压器的损耗主要是铁损耗和铜损耗两种。铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗。基本铁损耗为磁滞损耗和涡流损耗。附加损耗包括由铁心叠片间绝缘损伤引起的局部涡流损耗、主磁通在结构部件中引起的涡流损耗等。铁损耗与外加电压大小有关，而与负载大小基本无关，故也称为不变损耗。铜损耗也分基本铜损耗和附加铜损耗。基本铜损耗是在电流在一、二次绕组直流电阻上的损耗；附加损耗包括因集肤效应引起的损耗以及漏磁场在结构部件中引起的涡流损耗等。铜损耗大小与负载电流平方成正比，故也称为可变损耗。变压器效率是指变压器的输出功率与输入功率的比值。

27效率特性：

283、变压器参数、性能举例

293、变压器参数、性能举例

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334、变压器在发电厂的应用（1）主变压器：在发电厂中，将发电机发出的电能经过变压器升压后并入电力网，称这种升压变压器为主变压器。大中型火电厂，都采用发电机--变压器组单元接线，大都采用三相变压器，也有采用由三台单相变压器接成三相变压器组的。也有采用两机一变扩大单元用的分裂绕组变压器。

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35分裂绕组变压器

363、变压器在发电厂的应用（2）高压厂用变压器：高压厂用变压器降压变压器，其作用是给电厂提供高压厂用电源。主要有以下三类：（1）高压厂用工作变压器（常用三相分裂绕组变压器）（2）启动/备用变压器（常用三相分裂绕组变压器）（3）脱硫及公用变压器（常用三相双绕组普通变压器）

37分裂绕组变压器结构特点：

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39分裂绕组变压器的运行方式：在讨论分裂绕组变压器的运行方式之前，先假设ZG为分裂绕组变压器高压绕组的阻抗，取ZH≈0，ZL1和ZL2分别为高压绕组开路时两个低压绕组的漏抗，均等于Z，即ZL1＝ZL2＝Z。（1）分裂运行。两个低压分裂绕组运行，低压绕组间有穿越功率，高压绕组开路，高低压绕组间无穿越功率。在这种运行方式下，两个低压分裂绕组间的阻抗称为分裂阻抗，用ZL1-L2表示。（2）穿越运行。两个低压绕组并联，高、低压绕组运行，高、低压绕组间有穿越功率，在这种运行方式下，高-低压绕组间的阻抗称为穿越阻抗，用ZH-L表示，ZH＝0时。

40（3）半穿越运行。当任一低压绕组开路，另一低压绕组和高压绕组运行时，高低压绕组之间的阻抗称为半穿越阻抗，用ZH-L1或ZH-L2表示。这一运行方式，是分裂绕组变压器的主要运行方式。相比较普通双绕组变压器而言，半穿越阻抗的百分比较大，因此工程上用来有效地限制短路电流。

41分裂绕组变压器结构特点：

42对于厂用电系统，当一低压侧发生短路时，另一未发生短路的低压侧仍能维持较高的电压，以保证该低压侧母线上的设备能继续正常运行，并能保证该母线上的电动机能紧急起动，这是一般结构的三绕组变压器所不及的。

433、变压器在发电厂的应用（3）低压厂用变压器：干式变压器主厂房内低压厂用变压器常采用干式变压器，其特点是具有防爆功能，可放在专门的柜内。油浸式变压器辅助车间一般采用油浸式变压器。

44第二节变压器的主要结构及附件（2h）

45变压器基本结构可分成以下几个组成部分：铁芯、绕组、绝缘套管、邮箱及其他附件。铁芯和绕组是变压器的主要部件，称为器身，放在油箱里面。变压器器身

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47一、铁芯：铁芯是变压器的磁路。为提高变压器磁路的导磁率，铁芯材料采用高导磁性能的硅钢片。为减少交变磁通在铁芯中引起的涡流损耗，铁芯通常用0.28～0.35mm相互绝缘的硅钢片叠成。变压器铁芯与油箱绝缘，铁芯地线经附加绝缘套管引至油箱外接地。这是由于铁芯处于强磁场环境中工作，在电磁感应及电容效果下，铁芯上势必会产生电位，若此电位随时间而增高，则对铁芯绝缘构成威胁，会击穿铁芯间的绝缘，故必须接地，但又不能将铁芯与油箱外壳直接相连接地，否则通过油箱外壳形成了电流通路，产生环流。也不能采取多点接地，只能是一点接地，以防环流产生。

48变压器铁芯的基本结构有两种，一种叫芯式铁芯，一种叫壳式铁芯，电力变压器常用芯式铁芯。铁芯分为铁芯柱和铁轭两部分。铁芯柱上套绕组，铁轭将铁芯柱连接起来，使之成为闭合磁路。

49大型变压器的铁芯截面常做成阶梯状，以节约材料。同时还设计有散热沟。

50二、绕组：绕组是变压器的电路部分，由铜或铝的绝缘导线绕成，电力变压器的高低压绕组在铁芯柱上按同心圆筒的方式套装，在一般情况下，总是将低压绕组放在里面靠近铁芯处，以利于绝缘，把高压绕组放在外面，高、低压绕组间以及低压绕组与铁芯柱之间留有绝缘间隙和散热通道，并用绝缘纸筒隔开。按其结构不同，绕组可分为圆筒式、螺旋式、连续式、纠结式、内屏蔽式等形式。

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52纠结式绕组导线排列

53三、油箱：油箱是油浸式变压器的外壳，是用钢板焊成的，器身就放置在油箱内。油浸式变压器的油箱内充满了变压器油，变压器油既起冷却作用，又起绝缘作用。按变压器容量的大小，油箱结构上有吊器身式和吊箱壳式两种。大容量变压器体积大、重量大，其箱壳犹如一只钟罩，故又称钟罩式油箱。当器身需要进行检修时，吊去外面钟罩形状的箱壳，即上节油箱，器身便全部暴露在外，可进行检修。

54吊箱壳式变压器由上节油箱（钟罩式箱壳）、下节油箱和器身组成。箱壳上装有储油柜（又称油枕）。

55四、绝缘结构和绝缘套管：变压器的绝缘：分主绝缘和纵向绝缘两大部分。变压器的主绝缘是指绕组对地（铁芯）之间、相间和同一相而不同电压等级的绕组之间的绝缘；纵向绝缘是指同一电压等级的一个绕组，其不同部位之间，例如层间、匝间、绕组对静电屏之间的绝缘。变压器的绝缘套管将变压器内部的高、低压引线引到油箱的外部，不但作为引线对地的绝缘，而且担负着固定引线的作用。

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57如某厂主变压器：低压方采用环氧树脂浸纸电容式大电流套管，套管由环氧树脂浸纸芯子、铜导电杆和铝法兰组成，套管的一侧在变压器油中，另一侧往往在封闭母线筒内。高压方采用油纸电容式变压器套管。该套管是由油枕、磁套、法兰、及电容芯子连接组成，采用全密封金属结构，其内部充以经特殊处理的优质变压器油，套管的头部油枕上设有磁性油位指示计可以指示油位变化。

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59五、变压器冷却系统：油浸式电力变压器的冷却方式，按其容量的大小大致有油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环水冷却及强迫油循环风冷却等方式。（1）强迫油循环风冷某电厂主变压器采用的是强迫油循环风冷却方式（ODAF），变压器安装有6组YF2－315功率为315kW的送油风冷式冷却器，其中一组备用，冷却器挂在低压侧变压器本体上。变压器上部的热油经过油泵从变压器油箱上部导入冷却器的冷却管内，在流动时被空气冷却，再从下部经油泵压入变压器油箱内。冷却用空气由风机从冷却器本体送至风扇箱一侧，吸取的变压器油的热量，在冷却器前面释放。强迫油循环冷却器由冷却器本体、风机和油泵组成。

60强迫油循环风冷

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63冷却器运行时需要达到以下标准：变压器投入或退出运行时，工作冷却器均可通过控制开关投入与停止；当运行中的变压器顶层油温或变压器负荷达到规定值时，辅助冷却器应自动投入运行；当切除故障冷却器时，备用冷却器应自动投入；冷却器冷却系统按负荷情况自动或手动投入或切除相应数量的冷却器。冷却器的控制由控制箱来完成。变压器送油风冷却器因长期使用，空气入口处表面会附着昆虫或灰尘，这样会导致冷却器性能降低，因此必须定期清扫。

64（2）其它冷却方式

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66变压器冷却器运行方式举例：

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68变压器冷却器运行方式举例：

69变压器冷却器运行方式举例：

70六、储油柜（油枕）：

71油枕作用：储油柜主要用以储存因温度变化产生体积改变的变压器油，以便变压器油箱充满油，并利用胶囊密封的作用减少油与空气接触的面积，保证油质。油枕原理：储油柜一般由储油柜、油位计、耐油橡胶隔膜袋、呼吸器管、吸湿器组成。储油柜内装有一个隔膜袋，袋内经过呼吸管及吸湿器与大气相通，袋外和变压器油相接触，当变压器油箱中油膨胀或收缩时，储油柜油面即上升和下降，使隔膜袋向外排气或自行补充气体以平衡袋内、外侧压力，起到呼吸作用。柜端装有油位计，用于指示油位，有的还通过其微动开关能发报警信号，如下图。

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74变压器在运行期间，应注意以下事项：（1）要经常观察小管式油表的油面，如果油面已降低到小管式油表中下部，应打开排气管路下部的阀门排气，使小管式油表充满变压器油；（2）定期从储油柜内抽取油样进行化验，如果发现油样已经老化变质，则应更换主储油柜或开关储油柜的变压器油；（3）如果发现主储油柜或调压开关储油柜的油位计指示的油位超出最高油位或降到最低油位，应检查变压器和有载开关是否有故障，如有故障应立即修理，如无故障且无漏油现象，则说明主储油柜或开关储油柜注油量偏大或偏小，应适当的排油或补油，使油位恢复正常。

75七、呼吸器：作用：吸湿器是供清除和干燥由于变压器油温变化而进入变压器储油柜的空气中的杂物和潮气的，以保持变压器油的绝缘强度。吸湿器主体为玻璃管，内盛用氯化钴浸渍过的硅胶（变色硅胶）作为干燥剂，罩中还装有变压器油，作为杂物过滤剂。变压器在运行期间，应注意以下事项：应经常观察主储油柜和开关储油柜吸湿器内的硅胶颜色。如果硅胶已由蓝色变为红色，则说明硅胶已经失去了吸湿作用，应更换合格的硅胶或将已吸湿的硅胶进行干燥处理，合格后再使用。

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78八、盘式电机油泵：油泵主要用于加快油流循环速度，以利于冷却器的散热效果，由转子、定子、心轴、壳体及接线盒等几部分组成。油泵在运行中发现下列情况之一，应立即停机检查，排除故障后，才可以投入运行：（1）运行中发现声音异常或噪声过大；（2）电源电压与额定值的偏差超过±5％；（3）额定电流增大，温升过高；（4）电机绝缘电阻过低；（5）流量达不到额定值。

79故障原因排除方法1．不能正常起动，有嗡嗡之声1．电机定子绕组断相2．电源电压过低3．接线接触不良4．叶轮与壳体卡住1．检查定子绕组，接通断线2．检查三相电源线电压3．检查接线4．修理叶轮或壳体2．没有流量或流量偏低1．泵内有空气2．电机反转3．管路不畅1．打开放气塞，排尽空气2．调换电源线任意两相3．排除管路堵塞，打开大阀门3．电机过热1．单相运转2．电机过载，流量扬程偏大3．电机定子绕组短路1．接通电路2．调整工况点3．检查更换定子绕组4．振动增加，响声过大1．叶轮密封环圆跳动超差2．轴承磨损严重3．电机定、转子松动摩擦4．轴螺母松动5．转子不平衡1．校正叶轮密封环圆跳动2．更换新轴承3．紧固定、转子4．紧固轴螺母5．叶轮与电机转子动作平衡5．电流大或保险丝熔断1．流量扬程偏大2．电压过高或偏低3．绕组短路或单相4．叶轮与壳体摩擦1．调整电源电压2．调整电源电压3．换绕组，接通电路4．修理叶轮和壳体6．绝缘电阻低1．绕组受潮2．接线板受潮1．干燥处理2．干燥处理7．渗漏熔断1．密封胶圈或密封垫老化2．密封止口、平面有碰伤3．密封处螺母松动4．放油塞、放气塞未拧紧1．更换新胶圈或密封垫2．修理碰伤，或换新零件3．拧紧螺栓4．重新拧好螺塞

80九、油流继电器：油流继电器（以下简称继电器）是显示变压器强迫油循环冷却系统内油流量变化的装置。用来监视强迫油循环冷却系统的油泵运行情况（如油泵转向是否正确），阀门是否开启，管路是否有堵塞等情况，当油流量达到动作或减少到返回油流量时均能发出警报信号。

8110、油温度和绕组温度指示控制器：AKM34系列油温度指示控制器可以指示变压器顶层油温，而AKM35系列绕组温度指示控制器采用“热模拟”方法来测量变压器绕组温度。它们都能提供输出接点，这些接点分别用于投切变压器冷却系统和超温警报、超温跳闸等，还可以配置TD111温度变换器（安装在油温度指示器内）作为远方温度指示仪表AKM47877或计算机监测系统的输入。AKM34系列AKM35系列

8211、压力释放装置（1）防爆管（安全气道）是一根钢质圆管，顶端出口装有一块玻璃或酚醛薄膜片，下部与油箱联通，当变压器内部发生故障时，油箱内压力升高，油和气体冲破玻璃或酚醛薄膜片向外喷出，保护了油箱以免破裂。

83（2）压力释放阀压力释放器是由弹簧控制的，当油箱内压力达到压力释放器的开启压力时，阀盖上升力超过弹簧压力而动作，阀盖打开，把油箱内的压力释放，阀盖打开同时，带动传动装置，拨动信号开关发出信号，指示杆同时被顶起，当油箱内压力降低或恢复到正常值后，阀盖依靠弹簧自动复位，这样既防止了变压器由于内部故障引起的油箱压力过大而造成事故扩大，又避免了变压器内部压力解除之后仍继续喷油和雨水空气侵入变压器内部现象发生。

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8512、调压装置(分接开关)

8612、调压装置(分接开关)为调节变压器的输出电压，可改变变压器高压绕组匝数，在一定范围内进行调压，此即分接开关的作用。（1）无载调压分接开关无载调压时，应根据电网电压把调压分接头调节到相应的档位上，或是用无载调压分接开关扳动手柄，使手柄对准所需要的分接位置。需要注意的是，无载调压必须将变压器的各侧电源切断，并做好安全措施后，方可进行调压。

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88（2）有载调压分接开关有载调压分接开关也称带负荷调压分接开关，其基本原理是在变压器的高压绕组中引出若干分接头，通过有载调压分接开关，在保证不切断负荷电流的情况下，由一个分接头切换到另一个分接头，以达到变换高压绕组的有效匝数，即改变变压器变比的目的。在切换过程中，需要过渡电阻，用以连接两个分接头，以防切换过程中造成失电的危险。

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9113、瓦斯继电器气体继电器又称瓦斯继电器。它装在油枕与主油箱之间的连接管路上。当变压器发生故障时，内部绝缘物气化，产生气体，气体从油箱上升进入油枕时，使气体继电器的触点动作，发出信号，便于工作人员处理或使断路器跳闸。瓦斯保护的保护范围：(1)变压器内部的多相短路。(2)匝间短路，绕组与铁芯或与外壳间的短路。(3)铁芯故障。(4)油面下降或漏油。(5)分接开关接触不良或导线焊接不良。

92第三章电网的继电保护瓦斯继电器

93第三章电网的继电保护a)变压器正常运行时:继电器与开口杯内充满了油，轴的一侧作用有开口杯在油中的重力，另一侧作用有重锤在油中的重力，两者平衡。上下两对触点都断开，不发出信号

94第三章电网的继电保护b)变压器油箱内部发　　　　生轻微故障:油箱内产生气体较少且速度较慢，气体沿管道上升，气体继电器内油面下降（气体容积），下降到动作门槛时，轻瓦斯动作，发出警告信号。上触点接通信号回路，发出音响和灯光信号，这称之为“轻瓦斯动作”

95第三章电网的继电保护c)变压器油箱内部发生严重故障:故障点周围温度剧增，迅速产生大量气体，变压器内部压力升高，变压器油从油箱经过管道向油枕方向冲去，油速达到动作门槛时，重瓦斯保护动作，切除变压器。下触点接通跳闸回路，使断路器跳闸，同时发出音响和灯光信号，这称之为“重瓦斯动作”

96第三章电网的继电保护d)变压器油箱漏油严重上触点接通，发出报警信号；下触点接通，使断路器跳闸，同时发出跳闸信号。

97第三章电网的继电保护3、瓦斯保护原理接线图变压器其它保护来

98第三节变压器的运行与维护（4h）

99一、变压器的正常运行1、变压器投运前的检查（1）新安装、大修后或长期（15天以上者）停运的变压器投运前应做好下列准备工作：变压器保护已校验完毕，可以投运。变压器高低压侧开关、刀闸完好，传动试验良好合格。变压器绝缘电阻值及电气试验合格（以正规的检修测试报告为准）。变压器冷却装置及调压装置试验良好合格。如果是发-变组接线，主变、厂高变检修后，一般不做反冲击试验（高压侧全电压冲击试验），应随发电机做零起升压试验。

100对于大修或新投运的其它变压器应进行全电压空载冲击合闸试验。其目的是检查变压器是否存在弱点或缺陷，确认差动保护不会误动作。如变压器绝缘水平较高则可从高压侧冲击，否则从低压侧冲击。如果只有一侧有保护，则应从装有保护的那一侧进行，方法如下：(1)瓦斯继电器信号触头调整到报警回路，跳闸触头接至继电器保护跳闸回路，过电流保护时限调整到继电保护系统所要求的值；(2)中性点必须大电流接地；(3)进行3—5次合闸电流冲击试验，监视励磁涌流冲击作用下的继电保护装置的动作情况，每次间隔时间不少于5min。

101（2）变压器投运前应按下列项目进行详细检查：变压器应充满油，油枕油位正常。变压器瓦斯继电器应充满油，内部无气体存在，二次接线良好。变压器引线瓷套管清洁光亮，油色油位正常。变压器顶部无遗留物件，分接头位置正确，调压装置调节灵活，就地档位指示与集控室档位指示一致。变压器高低压侧各部接线牢固，外壳接地良好。变压器的防爆管及防爆薄膜或释压器完好无损，吸湿器完好无损，硅胶颜色正常。变压器本体各部件清洁，无裂纹、无渗漏油现象。变压器油枕、散热器、瓦斯继电器的各阀门均已打开。变压器冷却装置符合运行条件。变压器温度表完整无损，指示正确。变压器保护装置及保护出口压板位置符合运行条件。

102变压器的分接头位置已记入专用记录本内。变压器各部完好，符合运行条件。变压器投运的操作票已写好，各级审查无误并已签名。接到开始操作的命令后即可进行变压器投运操作。

1032、变压器操作原则（1）必须用断路器进行变压器的启停操作和切断负荷电流或空载电流。（2）凡有中性点接地的变压器，变压器的投入或停用，均应先合上各侧中性点接地隔离开关。变压器在空载冲击试验时状态，其中性点隔离开关也应合上。中性点接地隔离开关合上的目的是：其一，可以防止单相接地产生过电压和避免产生某些操作过电压，保护变压器绕组不致因过电压而损坏；其二，中性点接地隔离开关合上后，当发生单相接地时，有接地故障电流流过变压器，使变压器差动保护和零序电流保护动作，将故障点切除。

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105（3）变压器停送电操作顺序：送电时，应先送电源侧，后送负荷侧；停电时，操作顺序与此相反。原因是：由于变压器主保护和后备保护大部分装在电源侧，送电时，先送电源，在变压器有故障的情况下，变压器的保护动作，使断路器跳闸切除故障，便于按送电范围检查、判断及处理故障。送电时，若先送负荷侧，在变压器有故障的情况下，对小容量变压器，其主保护及后备保护均装在电源侧，此时，保护拒动，这将造成越级跳闸或扩大停电范围。对大容量变压器，均装有差动保护，无论从哪一侧送电，变压器故障均在其保护范围内，但大容量变压器的后备保护（如过流保护）均装在电源侧，为取得后备保护，仍然按照先送电源侧，后送负荷侧为好。

106例如：变压器T1带负荷运行，T2停电待送。变压器主保护及后备保护大部分装在电源侧，当变压器T2从负荷侧充电，且其内部有故障时，变压器T2部分保护（如过流保护）将不能动作，有可能导致T1跳闸。另外，从负荷侧送电T2加重了变压器T1的负荷，将导致T1过负荷保护动作。而从电源侧对变压器T2充电，遇有故障时，对负荷侧运行设备影响较小，变压器保护均可动作。

107（4）两台变压器并联运行，在倒换中性点接地开关时，应先将原未接地的中性点隔离开关合上，再拉开另一台变压器中性点接地开关，并考虑零序电流保护的切换，以免单相接地时，由于中性点电位的升高，导致非接地相电压上升为线电压对绝缘的危害。（先合后拉）

108（5）变压器并列运行时，应检查满足下列条件：A、变压器绕组的接线组别相同。如果不同，副边会产生很大的环流，烧坏变压器。B、电压变比相等（最大相差不能超过0.5％）。如果不等，副边会产生环流，影响变压器的效率。C、阻抗电压及阻抗角相等（最大相差不能超过10％）。如果不等，并列运行变压器负荷将不合理，不按容量成比例分配。所以要求并列运行变压器容量应相近（容量相差不能超过3：1）。

1093、变压器允许运行方式（1）变压器运行电压的规定运行中变压器的电压允许变动范围为额定电压的±5％，此时变压器的容量不变。变压器分接头不论在哪个电压档位，所加电压不得高于其相应档位电压的105%。电压过高的影响：铁芯饱和过热、变压器效率下降、电动势波形畸变（可能引起系统的谐振过电压、干扰通信线路）、

110（2）变压器运行温度和温升的规定A、强迫油循环风冷变压器的上层油温不得超过75℃，最高不得超过85℃。允许温升45℃B、油浸自冷、油浸风冷式变压器的上层油温不得超过85℃，最高不得超过95℃。允许温升55℃C、强迫油循环风冷变压器当冷却装置全停时，在额定负荷下允许运行20分钟；若冷却器全停后上层油温尚未达到75℃时，则允许上层油温上升到75℃。但冷却器全停时，允许运行时间不得超过1小时。D、油浸风冷变压器在风扇停止工作时，应监视其上层油温不得超过规定值；当上层油温不超过55℃时，则可以不开风扇在额定负荷下运行。E、干式变压器绝缘等级均为F级，正常运行当中应监视其绕组温升不得超过100℃，当环境温度为35℃时，最高允许温度不超过135℃。或者按照厂家的规定执行。

111（3）变压器接带负荷的规定A、强迫油循环风冷的主变正常过负荷以额定负荷的15%为限，并在正常过负荷和事故过负荷时，将全部冷却器投入运行，控制变压器上层油温不超过允许值。B、油浸自冷、风冷的厂高变、启备变的正常过负荷以25％为限，控制变压器上层油温不得超过允许值。C、干式变压器过负荷能力当环境温度不超过20℃时，带110%负荷长期运行，当在AF运行方式下，变压器能够带150%负荷并长期运行。D、变压器事故过负荷参照下表规定运行：油浸自冷式变压器允许运行时间强迫油循环风冷变压器事故过负荷允许运行时间

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1144、变压器正常运行中的检查项目(1)变压器的油枕(储油柜)和充油瓷套管的油色、油位均应正常，且不渗漏油。(2)变压器的瓷套管外部应清洁光亮，无破损裂纹、放电痕迹及其它异常现象。(3)变压器运行声音正常，本体各部无渗漏油现象，吸湿器应完好无损，硅胶应干燥，且颜色正常。(4)变压器各部温度应正常，各冷却器或散热片温度应正常，无渗漏油现象。(5)变压器潜油泵及风扇运转正常，油管道阀门开闭位置正确，无振动或其它异常现象。(6)变压器引线接头、电缆、母线均应无过热现象。(7)变压器的防爆管、防爆薄膜均应完好无损（主变、厂高变、高压公用变、启备变均采用释压器，应检查无动作信号发出）。(8)变压器的瓦斯继电器应无气体，继电器与储油柜连接阀门应打开，瓦斯继电器应无渗漏油现象。

1155、变压器的特殊检查要求(1)雨、雪天气室内变压器应检查变压器室有无渗漏水现象；室外变压器应检查有无积雪、结冰现象，引线、瓷套管、绝缘支持瓷瓶有无闪络和放电现象。(2)雷雨天气后应检查室外变压器有无放电和雷击烧伤痕迹，有避雷器的变压器还应检查避雷器是否动作。(3)大风天气应检查室外变压器高压侧引线有无剧烈摆动和松驰现象，变压器顶部或母线桥上有无杂物。(4)大雾天气应检查室外变压器各部有无火花、放电或发出异常声音等现象。(5)由于气候变化引起环境温度剧烈变化时，应检查室外变压器油位及充油瓷套管油位是否正常，变压器上层油温的变化情况是否正常。(6)变压器在过负荷运行情况下，应加强对变压器的检查监视；并对过负荷电流值、时间和温度等工况变化情况做以详细记录。(7)变压器在发生事故跳闸后，除常规检查外，要进行认真分析，必要时要进行色谱分析和相关试验，不能冒然恢复运行。

1166、干式变压器的检查项目（1）变压器绕组温度指示正常；（2）变压器无异常振动、异音、异味；（3）变压器各连接导体无松动及过热现象；（4）变压器冷却风扇运行正常；（5）变压器仓的前后门关闭良好；（6）变压器周围无漏水或其它危及安全的杂物。

1177、无载分接头开关调整电压档位的操作顺序(1)将变压器停电，做好安全措施；由运行人员协助检修人员进行调整。(2)拧松分接头开关操作手柄上的螺栓。(3)将分接头开关旋至所要调整的新电压档次的位置上，为了清除接点接触面上的氧化膜及沉积物，应将分接头开关位于新的电压档次位置，左右旋转五、六下后再定位。(4)测量变压器高压侧三相绕组的直流电阻，最大与最小差值不应大于最小值的2％，并检查锁紧位置。(5)拧紧分接头开关手柄上的定位螺栓。(6)做好调整后的新电压档位及三相直流电阻值的详细记录。

1188、有载调压开关调整电压档位的操作顺序(1)检查有载调压切换开关油箱油色、油位正常，操作机构、操作电源应保持良好状态。检查有载调压装置电动机动力保险良好。(2)检查有载调压装置抽头位置指示器电源良好。(3)检查有载调压装置机构箱内档位指示与CRT或五防屏上的档位指示一致。(4)按预定的调压目标按一下升压或降压调节操作按键，注意档位指示灯的变化及电压表指示值的变化，逐步将电压调整到所要求的数值。每次只允许调节一个电压档位，同时观察电压变化情况，等电压趋于稳定后再进行下一个档位的调节。不允许一次调节数档，防止有载调压开关的接点烧坏。(5)调整结束后还应检查有载调压装置机构箱内档位指示与CRT的指示是否一致。(6)对变压器及有载调压装置进行全面检查，应无异常现象。

1199、强迫风冷变压器冷却器投入步骤(1)检查各部冷却器油管阀门在开启位置。(2)检查冷却器控制箱内各开关均在断开位置。(3)送上变压器冷却装置Ⅰ路电源。(4)送上变压器冷却装置Ⅱ路电源。(5)合上冷却器控制箱内控制电源开关。(6)合上各组冷却器电源开关。(7)将冷却器电源选择开关切至“Ⅰ路工作”或“Ⅱ路工作”或“Ⅰ、Ⅱ段工作”位置。(8)将冷却器联锁开关1K切至“自动”置。(9)按现场运行要求选择开启冷却器。

120说明：1、强迫风冷变压器冷却装置的两路电源应可靠送电，电源切换开关一般应切至“Ⅰ路工作”或“Ⅱ路工作”，此时当工作电源跳闸后，另一路电源应能及时可靠地自动投入。当电源切换开关切至“Ⅰ、Ⅱ段工作”时，两路电源同时工作给冷却器供给动力电源，这种方式只在两路电源联络接触器故障的情况下采取，一般不作为正常运行方式。2、正常情况下，变压器冷却装置联锁开关应投自动方式，一组冷却器投备用，若干组投辅助，其余均投工作。任何一组工作冷却器跳闸后，辅助冷却器应能自动投入运行，辅助冷却器投入时，备用冷却器应能投入。3、干式变压器冷却风机，应按变压器运行温度自动或手动启停。

1214、强迫风冷变压器的冷却装置应在变压器带电前投入，断电后停运。若变压器事故跳闸，待变压器油温下降至正常值后方可停运冷却装置；若变压器内部发生故障，应立即停运冷却装置，并立即切断冷却装置电源。

12210、某厂变压器冷却器运行规定（1）主变冷却系统共有9组冷却器，正常6组运行，2组投辅助，1组投备用。（2）当主变冷却器全部退出运行时，变压器允许带额定负荷运行20分钟，但此时应监视上层油温不应超过75℃。变压器上层油温不超过75℃的条件下，最长允许时间从冷却器全停时算起不得超过1小时。（3）当主变五组冷却器运行时，变压器允许带100％负荷运行1小时，85％负荷连续运行。（4）当环境温度较高、变压器负荷较大，且上层油温超过60℃时，应将全部冷却器投运。（5）正常情况下厂高变冷却器应全部投入运行，冷却器方式选择开关置手动位置，当机组停运后停运该冷却器。（6）启备变的冷却器应视现场环境温度、变压器上层油温及所带负荷情况决定是否投运，一般规定为：夏季长期投运，冬季视负荷及油温情况可以不投运。

123二、变压器的异常及事故处理（一）变压器的异常运行1、运行中变压器发生下列情况之一者，应立即停运。a.变压器内部音响很大，很不均匀，有爆裂声。b.在正常负荷和冷却条件下，变压器温度不正常地急剧上升，且经检查证明温度指示正确。c.当发生危及变压器安全的故障，而变压器的有关保护拒动时。d.变压器着火冒烟，压力释放阀动作或引线端子熔化。e.套管有严重的破损和放电现象。f.严重漏油或喷油，使油面下降，低于油位计指示限度。g.变压器附近的设备着火、爆炸或发生对变压器的安全构成严重威胁的其它情况，或发生人身触电无法脱身时。

1242、在变压器运行中，发现有下列不正常现象时，应汇报并做好记录，加强监视并用一切可能方法加以消除。a.变压器漏油。b.油枕油位低于正常值。c.油色变化。d.油温过高。e.变压器声响发生变化。h.有轻微的套管破裂和放电。i.变压器引出线发热。j.冷却系统不正常。

1253、变压器油位异常时，应采取以下措施a.如果由于长期轻度漏油引起，应补充加油，并视泄漏情况，安排检修。b.如因大量漏油而使油位迅速下降时，必须迅速采取消除漏油措施，并立即加油，必要时停用变压器消除缺陷。c.变压器油位降低，补油前禁止将重瓦斯改投信号。d.若因温度过低造成油位下降，应根据负荷调整冷却装置的运行方式。e.变压器油位因温度上升而逐渐升高时，若油位高出油位指示计，则应放油，使油面降至适当位，以免漏油。h.当油位因呼吸密封系统阻塞而引起的异常升高或呼吸器溢油时，应通知检修采取措施消缺。i.注意假油位现象（教材）

1264、变压器油温升高，超过许可限度的处理a.变压器油温升高，超过许可限度时，值班人员应判明原因，采取措施使其降低至允许值。b.检查变压器的负荷和冷却介质的温度，并与这种负荷下冷却介质温度核对。c.检查变压器温度表是否准确。d.对于强迫油循环变压器进行下列检查：冷却器运行情况，各油门开闭情况，若工作冷却器故障，备用冷却器应自动投入运行。检查潜油泵电压是否正常，是否因为电压降低而造成潜油泵出力下降。检查冷却器风扇运行是否正常。

127e.对油浸风冷变压器进行下列检查：检查各散热器阀门的开、闭位置是否正确，比较各散热器的温度，若温度不一样时，说明有堵塞现象。检查风扇运行情况。室内变压器应检查通风机运行情况或自然通风情况，风道是否堵塞。若温升原因是由于冷却系统故障时，且在运行中无法修理，应立即转移负荷、将变压器停运，若不需要停下修理时（风冷变压器部分冷却器故障），值班人员应调整负荷，使油温降至规定范围。f.发现变压器油温较平时同样负荷和冷却条件下，高出10ºC以上，或变压器负荷不变，油温不断上升，而检查证明冷却装置和变压器通风良好且温度计正常，则认为已发生内部故障（如铁芯短路、绕组匝间短路等），发现此种情况应立即将变压器停运。

128（二）变压器的事故处理1、变压器自动跳闸a.变压器自动跳闸时，如有备用变压器，值班人员应讯速将其投入运行，然后查明变压器跳闸的原因。b.如无备用变压器时，则须根据保护装置的动作情况，检查在变压器跳闸时有何种外部现象（如外部短路，变压器过负荷及其它等），如检查结果证明变压器跳闸不是由于内部故障所引起，而是由于过负荷、外部短路或二次回路故障所造成，则变压器可不经外部检查而重新投入运行，否则须进行检查、试验以查明原因。c.若变压器内部有故障现象时，应通知检修处理。

1292、变压器轻瓦斯保护动作a.对于变压器在下列情况下，会因空气侵入变压器使轻瓦斯保护动作：（1）变压器大修后，重新投入运行；（2）变压器放油、加油时或放油加油后；（3）变压器滤油或滤油后；（4）更换硅胶后。在上述情况下，轻瓦斯保护动作，应将瓦斯继电器气体排尽。

130b.对于正常运行时的变压器，当轻瓦斯保护发信时，值班人员应做如下处理：（1）有备用变压器的，应切换为备用变压器供电，将该变压器停下检查。无备用变压器的，可暂时继续运行，并汇报值长。（2）对变压器外观进行检查，看是否有异常现象和是否漏油，油位是否降低，油温和变压器声响是否正常，是否呼吸不畅或排气未尽。（3）检查二次回路是否正常，是否由于穿越短路造成造成保护误动。（4）检查瓦斯继电器是否有气体。当瓦斯继电器内有气体时，应鉴定其性质；取气样、油样的色谱分析；根据气体颜色，是否可燃烧，气量多少等来判断变压器故障性质。见下表：

131气体性质燃烧情况故障性质无色、无臭不可燃油中进入空气黄色不易燃变压器本体故障灰色和黑色易燃变压器油故障浅灰色有强烈臭味可燃变压器纸板故障（6）若气体为无色、无臭而不可燃、色谱分析为空气，此时应查明进入空气原因，汇报值长。（7）若气体是可燃的，色谱分析后，其含量超过正常值，经综合判断，说明变压器内部故障，必须将变压器停运。

1323、变压器重瓦斯保护动作跳闸：（1）当变压器重瓦斯保护动作跳闸时，有备用变压器时，应检查备用变压器是否投入，如未投入，应迅速投入备用变压器运行。汇报值长，对跳闸变压器作以下检查：a.检查变压器各部件是否漏油、喷油。b.变压器各焊接缝是否裂开。c.变压器本体外壳是否变形或膨胀。d.检查气体颜色和可燃性，判断故障的性质：黄色不易燃为木质故障；淡灰色带强烈臭味且可燃，为纸质故障；灰色或黑色易燃为油质故障；e.检查变压器其它保护的动作情况。f.检查保护及直流等二次回路是否正常。g.测量变压器绝缘，检查其绝缘情况。h.动作前响声是否正常，电流、电压是否有异常波动在上述检查中，即使只发现一种异常现象，只有在原因查明并消除后，方可重新投入运行。

133（2）若检查未发现任何故障时，且差动、过流保护均处于正确完好的状态，且情况特殊紧急，经总工程师批准，可作零起升压试验。在一般情况下，尚应进行测量绝缘电阻和直流电阻、油的耐压和油的色谱分析、闪点试验等，经过上述检查无问题后方可重新投入运行。如重瓦斯保护动作后，经检查发现气体是可燃性的，则变压器未经详细检查，并试验合格前不许再投入运行。

1344、变压器差动跳闸a.变压器差动保护动作跳开变压器时，应检查备用电源是否投入，如未投入应迅速恢复备用电源运行，并做汇报。b.对变压器差动保护范围内的设备进行全面检查，是否有爆炸损伤及闪络放电等不正常的短路现象。c.检查变压器的油色、油位是否正常。d.断开变压器各侧开关和隔离开关，对差动保护范围内的电气设备进行绝缘检查。e.若变压器差动保护范围内设备故障，应立即汇报值长，并对故障点进行隔离，做好安全措施，通知检修处理。f.发现是变压器内部故障时，若瓦斯保护未启动，应查明瓦斯保护拒动的原因。g.如系差动保护范围外短路，而使差动保护误动时，应检查差动保护。h.如系变压器以外发生故障，经消除或隔离后，可作充电试验。i.变压器差动保护跳闸后，应通知检修检查处理。

1355、变压器过流保护动作处理（1）有备用变压器立即投入备用变压器；（2）经检查如故障不在变压器及其两侧开关以内，而是由于外部短路、过负荷、开关越级跳闸或二次回路故障引起，则变压器可以恢复运行；（3）如未查明原因，应按变压器内部故障对变压器进行详细检查，并检查保护装置是否误动作。确定变压器无故障后，可将变压器送电，并且在变压器带电后再检查一次。6、变压器冷却装置故障全停（1）准确记录冷却装置全停时间。（2）对冷却装置及其电源进行检查，设法恢复运行。（3）视温度情况应降低变压器负荷，监视变压器的上层油温不超过允许值。

1367、变压器着火的处理（1）立即隔绝变压器各侧电源，停用冷却设备，投入备用变压器；（2）迅速使用合适的灭火器材料灭火，可用四氯化碳、二氧化碳或干粉灭火器灭火，地面油坑着火时，可用干沙或泡沫灭火器灭火；同时，通知消防部门；（3）若发生因油位高而引起溢油，在变压器顶盖上着火时，应打开变压器下部的事故放油门放油至适当油位，但如为变压器内部故障引起着火时，则不允许放油，以防变压器发生爆炸；（4）室内变压器着火时，不得打开变压器室门，以防火焰喷出伤人或扩大事故；（5）装有灭火喷淋装置的变压器（如主变、起备变、高厂变）可按规定使用喷淋装置灭火或启动消防水泵向变压器灭火。