10kV系统使用的配电变压器可分为油浸式变压器和干式变压器两大类。下面分别予以介绍。
1.传统的油浸式变压器
三相油浸式电力变压器如图4-1-2所示。
图4-1-2三相油浸式电力变压器结构
（1）绕组 可分为一次绕组（接受电能）和二次绕组（输出电能），是变压器的电路部分。一般用绝缘铜线或铝线绕制而成，对绕组的要求是绝缘性能好、机械强度高、散热条件好。
（2）铁心 是变压器的磁路部分，为了提高导磁性能和减少铁损，用0.35mm厚、表面涂有绝缘漆的冷轧硅钢片叠成。铁心同时又是套装绕组的骨架。铁心由铁心柱和铁轭两部分构成。铁心柱上套绕组，铁轭将铁心柱连接起来形成闭合磁路。
（3）油箱 油箱是变压器的外壳，用钢板焊接而成。变压器的铁心和绕组都装在油箱内。因而油箱起了保护变压器铁心和绕组的作用。油箱是密封的，里面盛满了变压器油。
变压器油对变压器是十分重要的。变压器油是绝缘性能相当好的矿物油，亮黄色、透明，具有绝缘、散热、灭弧、抗氧化等功能。
1）绝缘和抗氧化作用。变压器油充满在变压器油箱内及铁心、绕组间的空隙，使绝缘介质的绝缘强度得到加强，并使铁心、绕组与空气隔离。故油能提高绕组的绝缘强度，含水量符合要求的变压器油能够防止绕组受潮。
2）散热作用。变压器在工作中，绕组和铁心都会发热，这个热量如果不及时散出去，就会使发热部分的温度不断升高，使其自身受到损害，变压器油的对流作用会把发热部分的热量带走，通过油箱外部的散热器散到变压器外面的空气中去，这样，发热部分的温度就被限制在确定的范围之内。
3）灭弧作用。变压器内部因故障出现电弧如匝间短路时，变压器油能够在一定程度上熄灭可能产生的电弧，并分解出气体使气体继电器动作，使变压器得到保护。运行中的变压器若出现缺油故障，会导致变压器发生严重事故。
变压器油的主要技术指标有以下几个。
1）耐压强度。这是变压器油的一个最重要的技术指标。它指的是变压器油所能承受的最大的电场强度。当超过了这个电场强度，变压器油就会被击穿，以致失去绝缘性。对于新投入的10kV变压器，在2.5mm的间隙内，变压器油必须能承受25～30kV的高电压；对于10kV的运行中的变压器，油应承受20kV的电压。
2）凝固点。当温度低到某一点时，变压器油的黏度变为最大，此点温度称为变压器油的凝固点。凝固点与变压器油的牌号有关。常用的变压器油有三个牌号，即10号、25号和45号，分别对应的凝固点为-10℃、-25℃和-45℃。按规定，北京地区室内应选用10号油，室外应选用25号油，边远寒冷山区应选用45号油。
3）闪燃点。当变压器油的温度缓慢升高到某个值时，它挥发出来的气体在遇到明火时会发生闪燃，此温度值称为变压器油的闪燃点。变压器油的闪燃点要求不低于135℃。
变压器油的其他技术指标还有黏度、密度、酸价、安定度、灰分等。
（4）储油柜 储油柜是一个圆筒形的油桶，安装在变压器一侧的上方，它由油管与油箱连在一起，储油柜里也盛有一定数量的变压器油。
储油柜里的油对于变压器里的油起缓冲作用。如果不设储油柜，油箱中的油将不能充满油箱。油箱里的油与空气接触后很容易受潮及氧化，从而降低油的绝缘水平。当使用储油柜后，油箱里的油与环境空气接触面积小，因而不易受潮和氧化。储油柜里的油与空气接触受潮是可能的，但受潮后的油沉入储油柜底部，而储油柜与油箱的连接管道开在储油柜的侧下方，受潮的油不会流入油箱，最后由储油柜下方的排污阀放出。可见，储油柜能有效地减少油箱内的油受潮的机会。
储油柜上还有一些附属部件。
1）油位计。是位于储油柜侧面与储油柜连通的一根玻璃管，根据上面标注的各种温度下的油面线，可以判断变压器内的油量是否正常。变压器油面的正常变化（渗漏油除外）决定于变压器的油温变化。因为油温的变化直接影响变压器油的体积，从而使油位计内的油面上升或下降。影响变压器油温的因素有负荷的变化、环境温度和冷却装置运行不善等。如果油温的变化是正常的，而油标管内油位不变化与变化异常，则说明油面是假的。运行中出现假油面的原因有：可能油位计堵塞，吸湿器堵塞、防爆管通气孔堵塞等。为了解决假油面的问题，我们可采用两个不同高度的油位计。
2）注油孔。位于储油柜上方，当变压器缺油时，补充的油由此孔加入变压器。
（5）吸湿器 吸湿器是储油柜内的空气与外部大气相通的渠道。储油柜内的油面随油温的变化而变化，从而形成呼吸作用。为了防止外部的潮湿空气进入储油柜内，在吸湿器中装有硅胶。硅胶具有吸收空气中水分的能力。外部的潮湿空气通过吸湿器进入储油柜时，必须经过硅胶层，空气中的水分可以被硅胶吸收，这样进入储油柜中的空气变得干燥。吸足水分的硅胶由淡蓝色变为粉红色。受潮的硅胶经烘烤后可以除去水分，重新使用，其颜色由粉红色又变为淡蓝色。吸湿器的结构及吸湿器与储油柜的连接如图4-1-3所示。
注：变压器吸湿器中的硅胶有两种颜色：一种是蓝色；另一种是白色，它们有区别吗？
1）蓝色硅胶是变色硅胶，受潮后变成红色，将它干燥处理后又变成蓝色。可反复使用，通常用在看得到的地方，如储油柜下的吸湿器中，吸取进入变压器中空气的水分。
2）白色的硅胶是普通硅胶，受潮后仍然是白色，通常用在整台变压器的热力（自然循环）滤油器中，其用量按变压器油的总量计算。它吸取油中的水分，也可经干燥处理后反复使用。
3）这两种硅胶其实是一种东西，只不过变色硅胶经过化学处理而已。
4）现在的变压器多采用全密封结构，所以基本上已不用硅胶了。
图4-1-3 吸湿器
a）呼吸器的构造 b）吸湿器与储油柜连接 1—连接管 2一螺钉 3—法兰盘 4—玻璃管 5—硅胶 6—螺杆 7—底座 8—底罩 9—变压器油
（6）绝缘套管 绝缘套管是变压器的绕组与外部线路连接的过渡装置。变压器绕组的引出线必须穿过绝缘套管，使引出线之间及引出线与变压器外壳之间绝缘，同时起固定引出线的作用。它的中间是导体，外部包有瓷绝缘，保证对地绝缘和密封。不论高压绕组还是低压绕组，都要用绝缘套管将导电部分与变压器外壳隔开。因电压等级不同，绝缘套管有纯瓷套管、充油套管和电容套管等形式。纯瓷套管多用于10kV及以下变压器，它是在瓷套管中穿一根导电铜杆，瓷套内为空气绝缘。充油套管多用在35kV级变压器，它是在瓷套管内充油，以加强绝缘性能，在瓷套管内穿一根导电铜杆，铜杆外包绝缘纸。
（7）分接开关 为了维持二次输出电压在额定值，又要适应电网上一次电压的变化，电力变压器都要设分接开关。
分接开关是为了能在小范围内改变变压器的输出电压而设置的。它利用改变绕组匝数的原理，在输入电压过高或过低的情况下，适当降低或提高输出电压。对于配电变压器，由于一次电流较小，分接开关都用来改变一次绕组的匝数。图4-1-4为一个利用分接开关调节绕组匝数的示意图。
1）分接开关调整的原则：分接开关是通过改变一次绕组的匝数从而改变变压器的电压比来改变二次电压的。分接开关一般有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个挡位，分别对应一次额定电压的105%、100%、95%。分接开关的调整原则是：当电压升高时调至Ⅰ挡，当电压降低时调至Ⅲ挡，即通常所说的“高往高调、低往低调”。
图4-1-4 用分接开关调节绕组匝数示意图
利用分接开关来调整二次电压范围是有限的，而且是分档调节。另外调节分接开关是比较麻烦的事，不宜频繁操作。因此这种调整只适用于电压长时间地偏高或偏低时进行。
2）分接开关调整的步骤：
组织准备：
①要求签发工作票；②填写操作票，并经模拟板试操作准确无误；③确定工作负责人和监护人；④如需减轻负荷，应提前通知受影响的用户。
物质准备：
①准备安全用具（绝缘杆、绝缘手套、临时接地线、绝缘靴、标示牌）；
技术准备：
按操作票步骤，将变压器退出运行，达到“检修状态”（停电、验电、挂临时接地线、悬挂标示牌）。
切换操作：注意：分接开关是装在一次绕组上的！
①执行安全技术措施，将运行中的变压器停电、验电、放电、挂好临时接地线、悬挂标示牌等操作。
②拆除一次侧高压接线。
④先用万用表测量一次绕组的直流电阻（线间电阻），并作记录，测试前后应放电。
⑤再用开尔文电桥精确测量一次绕组的Ruv、Rvw、Rwu直流电阻（相间电阻），并作记录，测试前后应放电。
⑥转动开关手柄至所需的挡位，原则：高往高调，低往低调；并反复数次以便清除触头表面的氧化物。
⑦用万用表测量一次绕组的直流电阻（线间电阻），并作记录，测试前后应放电。
⑧再用开尔文电桥精确测量一次绕组的Ruv、Rvw、Rwu直流电阻（线间电阻），并作记录，测试前后应放电。
⑨将测量结果与调节前的测量数据做比较、计算：对应的线间电阻，两次测量值之间，每变化一挡应约有5%的变化，第二次测量值中最大值与最小值之差与三相平均值之比不超过2%。
⑩计算结果不合格，应该重复⑥～⑨项的步骤。
⑪11计算结果确认合格后，锁定定位销（或螺栓），将护罩装好并紧固，恢复变压器原接线。
⑪21执行操作票，拆除临时接地线及标示牌后，方可按操作票进行变压器送电操作。
⑪13送电后检查三相电压值是否正常。
3）调整分接开关时注意事项：
①何时需要切换分接开关：当电压长期偏高或偏低时需要切换变压器的分接开关。(www.xing528.com)
②长期是多长：时间约十天到半个月，并结合用电季节特点进行切换。
③偏多少算偏：大于或接近用户端电压偏离额定值时应切换。
④电压允许波动值是多少：10kV及以下用户和低压电力用户允许波动±7%；低压照明用户允许波动+5%～-10%。
⑤切换分接开关档位：Ⅰ挡105%，Ⅱ挡100%，Ⅲ挡95%。
4）分接开关分为有载分接开关及无励磁分接开关。
有载分接开关是指能在变压器励磁并带有负荷的情况下调节电压比的分接开关，而无励磁分接开关必须在变压器无励磁（切除电源）情况下调节电压比的分接开关。一般配电变压器所用的多为无励磁分接开关。
有载调压变压器与无载调压变压器不同点在于：前者装有带负荷调压装置，可以带负荷调压，后者只能在停电的情况下改变分头位置，来调整电压。有载调压变压器用于电压质量要求较严的地方，加装有自动调压检测控制部分，在电压超出规定范围时自动调整电压。其主要优点是：能在额定容量范围内带负荷调整电压，且调整范围大，可以减少或避免电压大幅度波动，母线电压质量高，但其体积大，结构复杂，造价高，检修维护要求高；无载调压变压器改变分接头位置时必须停电，且调整的幅度较小（每改变—个分接头，其电压调整2.5%或5%），输出电压质量差，但比较便宜，体积较小。
注意：备用变压器分接开关的位置应与运行中变压器分接开关的位置保持一致。
（8）防爆管 防爆管是位于油箱上部的一根倾斜向上的管子。管口弯曲向下，并用膜片将管口密封，如图4-1-5所示。当变压器内部发生重大故障时，变压器油剧烈分解，产生大量气体，使得油箱内部压力急剧升高。巨大的内部压力首先冲破防爆管的膜片，油气从防爆管喷出，从而保护了变压器。所以，在防爆管喷口方向不得有可燃物体。
（9）温度计 这是为了测量变压器的上层油温而设置的。通常装在油箱大盖上，并用金属壳保护起来。上层油温运行温度为85℃，最高临界温度为95℃。
由于变压器的使用寿命由绝缘材料的老化程度决定。引起绝缘老化的因素为温度、氧化和绝缘材料中的水分。其中，温度是决定性的因素。变压器温度的限制取决于绝缘材料的耐热能力。按耐热性能不同，高压电气设备的绝缘可分为70、90、105、120、130、155、180、200、220、250十个耐热等级（见表4-1-1）。不同种类绝缘材料耐热能力不同，一般油浸式变压器的绝缘等级均属于105（A）级。即线圈的最高热点温度不应超过105℃，而绕组的平均温度比油温高10℃，变压器的上层油温又要比中、下层油温高。所以监视上层油温不超过95℃，实际上相当于监视线圈温度不超过105℃。另外，从防止油的劣化过速考虑，油温越高，油的氧化速度越快，即油的老化越快。因此，上层油温规定了一般和最高两个数值。
图4-1-5 防爆管与油箱、储油柜连接示意图
表4-1-1 空气、绝缘油、绝缘漆、浸渍纤维制品、其他制品绝缘材料的耐热等级
①带括号内耐热等级为以前表示符号。旧标准有C级，对应最高允许温度为180℃以上，新标准中分为200级、220级和250级。
国家标准规定油浸式自然循环冷却变压器顶部油温一般不宜经常超过85℃，如果超过85℃，要分析原因：
1）如果是因为室温过高，负荷过重等慢慢上升，可以超过85℃继续运行，但最高不能超过95℃（这时变压器中心铁心或绕组是105℃，会严重损坏绝缘，缩短使用寿命或烧毁变压器）。
2）变压器超过85℃运行时，变压器顶部油温与室温温差不能超过55℃，如果超过，可能是严重超负荷、电压过低、电流过大、内部有故障等，继续运行会严重损坏绝缘，缩短使用寿命或烧毁变压器。
同时，如果油浸式自冷和风冷变压器的顶层油温达到95℃、强迫油循环风冷变压器顶层油温达到85℃时，应立即报上级主管部门申请减负荷。
（10）气体继电器 曾称瓦斯继电器，安装于油箱与储油柜之间的连接管上，当变压器内部因故障产生气体时发出事故跳闸信号或警告信号，其接点与控制线路接通，构成瓦斯保护，是变压器内部故障的主保护。轻瓦斯动作于信号；重瓦斯动作于跳闸。
1）气体继电器的工作原理：瓦斯保护是变压器内部故障的主要保护元件，对变压器匝间和层间短路、铁心故障、套管内部故障、绕组内部断线及绝缘劣化和油面下降等故障均能灵敏动作。当油浸式变压器的内部发生故障时，由于电弧将使绝缘材料分解并产生大量的气体，其强烈程度随故障的严重程度不同而不同。瓦斯保护就是利用反应气体状态的气体继电器来保护变压器内部故障的。
在气体继电器内，上部是一个密封的浮筒，下部是一块金属挡板，两者都装有密封的舌簧接点。浮筒和挡板可以围绕各自的轴旋转。在正常运行时，继电器内充满油，浮筒浸在油内，处于上浮位置，舌簧接点断开；挡板则由于本身重量而下垂，其舌簧接点也是断开的。当变压器内部发生轻微故障时，气体产生的速度较缓慢，气体上升至储油柜途中首先积存于舌簧继电器的上部空间，使油面下降，浮筒随之下降而使舌簧接点闭合，接通延时信号，这就是所谓的“轻瓦斯”；当变压器内部发生严重故障时，则产生强烈的瓦斯气体，油箱内压力瞬时突增，产生很大的油流向储油柜方向冲击，因油流冲击挡板，挡板克服弹簧的阻力，带动磁铁向舌簧接点方向移动，使舌簧接点闭合，接通跳闸回路，使断路器跳闸，这就是所谓的“重瓦斯”。重瓦斯动作，立即切断与变压器连接的所有电源，从而避免事故扩大，起到保护变压器的作用。
2）使用气体继电器时的注意事项：
①按照规定，对800kVA及以上的室外电力变压器和400kVA及以上的车间电力变压器均应装设气体继电器保护装置。
②气体继电器使用前应经校验合格，并与变压器同时安装投入运行。应做好气体继电器的定期校验和日常巡视检查维护工作，保证动作的可靠性。
③变压器安装检修后投运初期，气体继电器内可能会积聚气体，此时应退出跳闸保护，只投信号保护，待变压器内残存气体排尽后再投入跳闸保护。
④变压器运行中进行大量放油、补油、带电滤油，更换净油吸附剂、开闭继电器连接管道阀门等工作时，易引起继电器误动，应退出跳闸保护，投信号保护。
⑤经常检查和保持储油柜正常油位，保持吸湿器通畅，防止油位下降缺油引起气体继电器误动作，还应设法检查循环油泵的密封性能，防止负压进气。
⑥气体继电器动作后，应检查继电器气室有无气体、保护装置二次回路有无问题、储油柜油位是否正常、有无负压进气现象，注意保存继电器内的气体，设法取气样和油样尽快送检进行色谱分析，查明变压器故障和跳闸原因。必要时做电气试验检查，切忌盲目送电。
⑦当变压器内部故障时间较长或程度较严重时气体继电器才有动作反应，它对早期潜伏性故障反应不灵敏。需要通过油中气体的色谱分析才能发现诊断早期潜伏性故障，因此要注意做好定期和设备异常时的色谱分析和电气试验。坚持预防为主，做好运行变压器的安全保护。
（11）放油阀门 安装于变压器的下部，供变压器换油或取油样时使用。
（12）车轮 它是指变压器底部的槽钢支架及滚轮，它们支撑了整个变压器，同时，便于变压器在一定距离内移动。
2.常见的新型全密闭油浸式变压器
三相全密封配电变压器容量范围30～1600kVA，共17个品种。以S11-M系列环形铁心配电变压器为例分析其结构特点。
S11-M系列环形铁心配电变压器的特点在于环形铁心变压器的铁心是采用专用设备，将硅钢片绕成三相三心柱，铁心无间隙、无接缝，变压器线圈采用专利设备，在封闭式铁心上缠绕制成，整个变压器达到了节能、降耗和保护环境的目的，具有以下突出特点：
①空载损耗比S9下降20%～35%以上，节能效果显著；
②空载电流比S9下降70%～85%，改善了电网供电品质，降低线路损耗；
③噪声水平降低为30～45dB，有效地消除了噪声污染；
④超强的过载能力；
⑤由于铁心结构合理，损耗小，电流小，因此变压器温升很低。S11-M系列环形铁心配电变压器的性能和特点符合我国电工行业产业政策的要求，符合电力行业的技术政策和装备政策，特别适合农网负荷特点。可作为城乡电网建设与改造工程及其他配电工程优选型号之一。
（1）主要结构
1）铁心：采用三相三柱式内外框卷制结构，心柱为多级阶梯圆形截面；铁心卷制后经真空退火去除应力；槽形弯折夹件，用螺杆拉紧器身；铁心表面涂刷专用胶，保证铁心不变形、不生锈。
2）绕组及器身：低压绕组为1～6根导线并绕的四层或双层圆筒式（500kVA及以下）或螺旋式（630kVA及以上）绕组；导线均采用无氧铜拉制；高低压绕组层间绝缘为菱格点胶纸；高压绕组轴向油道高低压间主空道油隙为撑条帘结构；铁轭绝缘与梯形垫块合为一体，使器身均匀受压；器身采用新型吊板定位结构，纵向和横向定位，确保器身稳固不移位。
3）油箱：采用波纹油箱，密封式结构，不漏油，免维护。
（2）结构特点
1）无储油柜，高度比同类产品低。
2）变压器封装时，采用真空注油工艺，完全去除了变压器油箱中的潮气。密封后变压器不与空气接触，有效地防止氧气和水分进入变压器而导致绝缘性能下降（绝缘材料和油老化），因此不必定期进行油样试验。
3）变压器高低压引线、器身等紧固部分都带自锁防松螺母，采取了不吊心结构，器身与油箱紧密配合，能承受运输振动与颠簸。
4）被洪水浸泡后，无需修复能立即投入运行。
5）油箱有波纹油箱和膨胀式散热器油箱两种型式供选择，波纹片与膨胀式散热器不但具有冷却功能，而且还具有“呼吸”功能，波纹片与膨胀式散热器的弹性可补偿因温度变化而引起的油体积变化。从而替代了吸湿器和储油柜的作用。
6）密封式：分为焊接式与可卸式两种供选择。
焊接式——箱子边沿与盖在全部试验合格后焊接；
可卸式——采用密封胶条与螺栓紧固密封箱子边沿与盖子。
7）箱盖装有高于高压套管油位的杆状注油塞。
8）在正常使用寿命期内不需换油，提高了电网运行的安全性和可靠性。
9）保护装置：
压力释放阀——当变压器超载或故障引起油箱内部压力达到35kPa时，压力释放阀便会动作，可靠地释放压力，而当压力减小到正常值时，又恢复原状，保证了变压器的运行。
测温装置——变压器的箱盖上配有温度计专用底座。
（3）型号含义S11-M-
其中，S表示三相变压器；11表示性能水平代号；M表示全封闭；
：分别表示额定容量（kVA）/电压等级（kV）。
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