本书共25章,其中第1章介绍基本理论和原理,包括电力变压器的基本概念、数学模型和基本形式;第2~11章分别介绍10类变压器类产品,即电力变压器、配电变压器、移相变压器、整流变压器(换流变压器)、干式变压器、互感器、步进调压器、恒压变压器、风力涡轮发电机和光伏发电用变压器,以及电抗器;第12~25章介绍相关专题,包括绝缘介质、电工套管、分接开关和智能控制、负荷和热性能、变压器的连接、变压器试验、有载分接开关控制和变压器并联运行、变压器保护、变压器声级产生的原因及影响、绕组电压的瞬态响应、变压器的安装和维修、问题和故障调查、油浸式变压器的在线监测,以及美国电力变压器设备的标准和审批程序。本书知识面宽广,信息量巨大,所引参考文献几乎纵贯变压器的整个发展史。本书可用作变压器和电力行业技术人员的工具书,也可供从事相关教学和科研的人员参考。
本书的每个章节不同于大多数的科技出版物.它既非期刊样式的文章,也非传统意义上的教科书,而是可以为所需信息提供现成的方法,同时为更加深入地覆盖主体提供足够的概述。所有具有电力变压器背景的人,无论他们是仅仅出于对于本书感兴趣的经验丰富的专业人员,或者是世所公认的专家,他们都能够从本书发现大量相关知识。读者会从中收集到和他们个人的专业水平相当的技术资料。
James H. Harlow 是自营哈洛工程公司总经理,从1996年起,他从事电力产业咨询服务。在这之前,他有34年在西门子(前身是埃利斯-查默斯公司)和贝克威斯电气公司工作的经历。在这些公司工作的时候,他管理或负责将电子技术融入电力变压器应用的开创性项目。其中有代表性的项目有两个,一个是导入微机智能电子设备,用于变电站参数统计分析(实现有载分接开关的自动控制),另一个是导入晶闸管有载分接开关,用于步进调压器分接开关发生故障时弱化电弧。
Harlow 从拉斐特学院获得了工学学士学位(BSEE),从杰克逊维尔州立大学获得工商管理硕士学位(MBA),他的理科硕士学位(MS)是从密西西比州立大学获得的。1982年他加入IEEE PES变压器分委会,曾在多个岗位工作。之后他被提拔为分委会一名领导,并于1994到1995年期间担任分委会主席。在职期间,他监督所有由IEEE制定的电力变压器标准。在此期间,他一直是IEEE派遣参加ANSI C57 主任委员会(变压器)会议的代表团成员。作为变压器分委会的主席,他也是IEEE PES 技术委员会的成员,同时集IEEE电力和能源协会下属多个技术委员会的领导职务于一身。这种任职范围的不断扩大,使他在2001年至2002年就任PES技术副总裁和技术委员会主席之职。
Harlow在报刊杂志30多篇,担任过CRC出版社2001年、2004年和2007年版《电力工程手册》中变压器分册的主编。在本书中他执笔编写的一章是他的本专业,即有载分接开关控制和变压器并联运行(第十八章)。作为一个美国六项专利的拥有者,Harlow 是一个注册的专业工程师和IEEE终身高级成员。
译者序
原书前言
主编简介
参加编写人员
第1章基本理论和原理
11空心变压器
12铁心或钢心变压器
13铁心变压器的等效电路
14实际变压器
参考文献
第2章电力变压器
21概述
22额定值和等级分类
23短路负载
24效率、损耗和电压调节率
25结构
26附属设备
27励磁涌流
28发电机变压器
29现在和未来的发展
参考文献
第3章配电变压器
31历史背景
32结构
33变压器基本结构
34变压器连接
35关于运行
36变压器位置
37架空配电变压器
38地下配电变压器
39垫式配电变压器
310变压器损耗
311变压器工作原理
312变压器运行
313变压器试验
314变压器保护
315经济运行
参考文献
第4章移相变压器
41概述
42基本原理
43负载相量图
44总的功率传输
45移相变的分类
46移相变设计方面的相关细节
47有载分接开关的运用
48其他方面的考虑
参考文献
第5章整流变压器
51背景和历史回顾
52新术语和定义
53整流电路
54整流阻抗
55二次耦合
56谐波的产生
57谐波频谱
58谐波电流对变压器的影响
59热试验
510谐波的消除
511直流含量
512由整流器/逆变器给变压器励磁
513静电接地屏蔽
514负载条件
515相间变压器(平衡电抗器)
516整流变压器绝缘所承受的场强
517整流变压器相关的短路问题
参考文献
第6章干式变压器
61发展历史
62变压器分接
63干式变压器冷却方式
64绕组绝缘系统
65应用
66外壳
67运行条件
68温升限值
69变压器负载
610附件
611故障保护
612冲击电压保护
613谐波
614干式变压器的维护
参考文献
第7章互感器
71概述
72变压器基础
73电压互感器
74电流互感器
75组合测量系统
76光学传感器
参考文献
第8章步进调压器
81引言
82在电力系统中的应用
83额定参数
84理论
85用旁路避开调压器
86三相调压器
87调压器控制
88特殊应用
参考文献
第9章恒压变压器
91背景
92应用
93采购考虑
94典型的运行、储存和运输条件
95铭牌数据和术语
96新技术发展
97补充内容
参考文献
第10章风力涡轮发电机和光伏发电用变压器
101新能源
102风力涡轮发电机
103风力涡轮发电机的输出
104非正弦负载损耗的计算
105公式和计算
106分布光伏网络变压器(DPVGT)并联方法比较
参考文献
第11章电抗器
111电抗器
112背景和历史回顾
113电抗器的应用
114一些重要的应用因素
115并联电抗器和合闸暂态过程
116限流电抗器和合闸暂态过程
117电抗器的损耗评价
118降低品质因数
119声级和声级的降低
1110线路陷波器、电力线载波通信、数据和继电保护系统
1111干式空心电抗器的安装
参考文献
第12章绝缘介质
121引言
122液体绝缘:油
123液体绝缘:其他绝缘液体
124固体绝缘
125污染
参考文献
第13章电力套管
131电力套管的使用目地
132套管的分类
133套管标准
134重要的设计参数
135套管的其他特征
136套管的特殊应用
137套管的常用附件
138套管试验
139维护和检修
参考文献
第14章分接开关和智能控制
141概述
142无励磁分接开关
143有载分接开关的转换原理
144当前有载分接开关的设计理念
145有载分接开关的应用
146高压直流变压器
147移相变压器
148分接开关的额定参数和要求
149有载分接开关的选择
1410非浸在矿物油中的分接开关
1411有载分接开关的保护装置
1412有载分接开关的维修
1413有载分接开关的整修和替换
1414有载分接开关智能化调节设备
1415变压器并联运行时有载分接开关控制的高级方法
1416自动检测开关系统拓扑的变压器并联运行
1417总结
参考文献
第15章负载运行和热特性