第二章电力变压器方案课件.ppt

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1、电力变压器,根据进网作业电工参考教材编写,长春入网作业电工培训考试站,郭京理,概 述,变压器是一种静止的电气设备，它利用电磁感应原理将一种电压等级的电能转变成另一种电压等级的交流电能。变压器用途一般分为电力变压器和特种变压器及仪用互感器。电力变压器按冷却介质可分为油浸式和干式两种发电厂的发电机的输出电压由于受发电机绝缘水平的限制，通常为6.3KV、10.5KV，最高不超过20KV。在远距离输送电能时，需将发电机的输出电压通过升压变压器将电压升高到几万伏或几十万伏，以降低输电线电流，从而减少输电线路上的能量损失。输电线路将几万伏或几十万伏的高压电能送到负荷区后，须经降压变压器将高电压降低，以适合

2、用电设备的使用。由多个电站联合组成电力系统时，依靠变压器将不同电压等级的线路连接起来。,要点：1、变压器结构，主要部件构造及作用。2、变压器工作原理；分类方法，型号规则。3、变压器主要参数及相关计算。4、特种变压器结构特点，主要优缺点。5、变压器运行、巡检要求。6、互感器工作原理、结构、运行、巡检要求。,第一节 变压器的工作原理与结构(P20)一、变压器的工作原理 变压器是根据电磁感应原理工作的。图21是单相变压器的原理图。图中在闭合的铁芯上，绕有两个互相绝缘的绕组，其中接入电源的一侧叫一次侧绕组，输出电能的一侧为二次侧绕组、当交流电源电压 U1加到一次侧绕组后就有交流电流 I1通过该绕组，在

3、铁芯中产生交变磁通。这个交变磁通不仅穿过一次侧绕组，同时也穿过二次测绕组，两个绕组分别产生感应电势E1和E2。这时，如果二次侧绕组与外电路的负荷接通，便有电流I2流入负荷，即二次侧绕组有电能输出。,根据电磁感应定律可以导出(P21)一次侧绕组感应电势为：E1444fN1m。（21）二次侧绕组感应电势为：E2444fN2 m。（22）式中：f电源频率；N1一次侧绕组匝数；N2二次侧绕组匝数；m铁芯中主磁通幅值,由式（2一l）、（22）式得出：,（23）,由此可见，变压器一、二次侧感应电势之比等于一、二次侧绕组匝数之比。由于变压器一、二次恻的漏电抗和电阻都比较小，可以忽略不计，因此可近似地认为(P

4、22)一次电压有效值：U1=E1，二次电压有效值：U2=E2。于是(2-4)式中：K变压器的变比。变压器一、二次侧绕组因匝数不同将导致一、二次侧绕组的电压高低不等，匝数多的一边电压高，匝数少的一边电压低，这就是变压器能够改变电压的道理。如果忽略变压器的内损耗。可认为变压器二次输出功率等于变压器一次输人功率，即：U1I1U2I2（25）式中I1、I2分别为变压器一次、二次电流的有效值。由此可得出（26）由此可见，变压器一、二次电流之比与一、二次绕组的匝数比成反比。即变压器匝数多的一侧电流小，匝数少的一侧电流大，也就是电压高的一侧电流小 电压低的一侧电流大。（l）铁芯结构 变压器的铁芯是磁路部分。

5、由铁芯柱和铁轭两部分组成。绕组套装在铁芯柱上，而铁轭则用来使整个磁路闭合。,二、变压器的结构(P23)中小型油浸电力变压器典型结构如图22所示。,电力变压器主要结构(P23)1、铁芯：是变压器的磁路部分（1）结构 由铁芯柱和铁轭两部分组成。绕组套装在铁芯柱上，而铁轭,则用来使整个磁路闭合。铁芯的结构一般分为心式和壳式两类。心式铁芯的特点是铁轭靠着绕组的项面和底面但不包围绕组的侧面。壳式铁芯的特点是铁轭不仅包围绕组的顶面和底面，而且还包围绕组的侧面。由于心式铁芯结构比较简单，绕组的布置和绝缘也比较容易，因此我国电力变压器主要采用心式铁芯，只在一,2、绕组：是变压器的电路部分，一般用绝缘纸包的铝线

6、或铜线绕制成。根据高、低压绕组排列方式的不同，绕组分为同心式和交叠式两种。3、绝缘：变压器内部主要绝缘材料有变压器油、绝缘纸板电缆纸皱纹纸等。,些特种变压器（如电炉变压器）中才采用壳式铁芯。常用的心式铁芯。（2）铁芯材料：用导磁性好、铁损小的材料硅钢片。(P24)硅钢片有冷扎和热轧两种。冷轧性能优于热轧，国产变压器均用冷轧硅钢片。厚度为0.35mm、0.30mm、0.27mm。,4、分接开关(P25)为了提供稳定的电压，需对变压器进行电压调整。方法是在高压侧绕组设置分接以切除或增加一部分绕组匝数，从而达到改变电压比的有级电压调整的方法。这种绕组抽出分接以供调压的电路，成为调压电路；变换分接以进

7、行调压所采用的开关称为分接开关。一般情况是在高压绕组上抽出适当的分接。这是因为高压绕组通常套在外面，引出分接方便；二则高压侧电流小，分接引线和分接开关的载流小，开关接触触头也较容易制造。变压器二次不带负载，一次也与电网断开（无励磁）的调压，称为无励磁调压；带负载进行变换绕组分接的调压，称为有载调压。5、油箱 油箱是油浸式变压器的外壳。变压器的器身置于油箱内，箱内灌满变压器油。油箱结构，根据变压器大小分为吊器身式油箱和吊箱壳式油箱两种。吊器身式油箱多用于6300kVA及以下变压器 吊箱壳式油箱多用于8000kVA及以上变压器 6、冷却装置 变压器运行时，有绕组和铁芯中产生的损耗转化为热量，必须及

8、时散热，一免变压器过热造成事故。变压器的冷却装置是起散热作用的。根据变压器容量的大小不同，采用不同的冷却装置。小容量变压器无须任何附加的冷却装置,对于容量更大的变压器，应安装冷却风扇，以增强冷却效果。当变压器容量在50000kVA及以上时，则采用强迫油循环水冷却器或强迫油循环风冷却器。与前者的区别在于循环油路中增设一台潜油泵，对油加压以增加冷却效果。这两种强迫油循环冷却器的差别为冷却介质不同，前者为水，后者为风。7储油柜（又称油枕）(P26)储油柜位于变压器油箱上方，通过气体继电器与油箱相通 如图24。,当变压器的油温变化时，其体积会膨胀或收缩。储油柜的作用就是保证油箱内总是充满油，并减少油面

9、与空气的接触面，从而减缓油的老化。8、安全气道（又称防爆管）(P27)位于变压器的顶盖上，其出口用玻璃防爆膜封住。当变压器内部发生严重故障，而气体继电器失灵时，油箱内部的气体便冲破防爆膜从安全气道喷出，保护变压器不受严重损害。9 吸湿器 为了使储油柜内上部的空气保持干燥 避免工业粉尘的污染储油柜通过吸湿器与大气相通。吸湿器内装有用氯化钙或氯化铁浸渍过的硅胶，它能吸收空气中的水分。当它受潮到一定程度时，其颜色由蓝色变为粉红色。10 气体继电器 位于储油柜与箱盖的联管之间。在变压器内部发生故障（如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故等）产生气体或油箱漏油等使油面降低时 接通信号或跳闸回路，保护变压器。11

10、、高 低压绝缘套管 变压器内部的高、低压引线是经绝缘套管引到油箱外部的，它起着固定引线和对地绝缘的作用。套管由带电部分和绝缘部分组成。带电部分包括导电杆、导电管、电缆或铜排。绝缘部分分外绝缘和内绝缘。外绝缘为瓷管，内绝缘为变压器油、附加绝缘和电容性绝缘。,三、电力变压器的型号及技术参数 1、型号(P27)变压器的技术参数一般都标在铭牌上。按照国家标准，铭牌上除标出变压器名称、型号、产品代号、标准代号、制造厂名、出厂序号、制造年月以外，还需标出变压器的技术参数数据。需要标出的技术数据见表21。(教材28页）,变压器除装设标有以上项目的主铭牌外，还应装设标有关于附件性能的铭牌，需分别按所用附件(套

11、管、分接开关、电流互感器、冷却装置)的相应标准列出。（P29）变压器的型号表示方法如图2-5。,例如:SFZ-10000/110 表示三相自然循环风冷有载调压，额定容量为10000kVA，高压绕组额定电压110kV 电力变压器。(P29)S9-160/10 表示三相油浸自冷式，双绕组无励磁调压，额定容量160kVA，高压侧绕组额定电压为l0kV 电力变压器。SC8-315/10 表示三相干式浇注绝缘，双绕组无励磁调压，额定容量315kVA，高压侧绕组额定电压为l0kV 电力变压器。S11-M(R)-100/10 表示三相油浸自冷式，双绕组无励磁调压，卷绕式铁芯(圆截面)，密封式，额定容量100

12、kVA，高压侧绕组额定电压为l0kV 电力变压器。SHll-M-50/10 表示三相油浸自冷式，双绕组无励磁调压，非晶态合金铁芯，密封式，额定容量50kVA，高压侧绕组额定电压为10kV 的电力变压器。电力变压器可以按绕组藕合方式、相数、冷却方式、绕组数、绕组导线材质和调压方式分类。但是，这种分类还不足以表达变压器的全部特征，所以在变压器型号中除要把分类特征表达出来外，还需标记其额定容量和高压绕组额定电压等级。图2-5 是电力变压器型号的表示方式。一些新型的特殊结构的配电变压器，如非晶态合金铁芯、卷绕式铁芯和密封式变压器，在型号中分别加以H、R 和M 表示。,2相数(P30)变压器分单相和三相

13、两种，一般均制成三相变压器以直接满足输配电的要求。小型变压器有制成单相的，特大型变压器做成单相后，组成三相变压器组，以满足运输的要求。3额定频率 变压器的额定频率即是所设计的运行频率，我国为50HZ。4额定电压 额定电压是指变压器线电压（有效植），它应与所连接的输变电线路电压相符合。我国输变电线路的电压等级（即线路终端电压）为0.38、（3、6）、10、35、（63）、110、220、330、500（kV）。故连接于线路终端的变压器（称为降压变压器）其一次侧额定电压与上列数值相同。考虑线路的电压降，线路始端（电源端）电压将高于等级电压，35KV以下的要高 5，35kV及以上的高 10，即线路站

14、端电压为04、（3.15、6.3）、10.5、38.5、（69）、121、242、363、550（KV）。故连接于线路始端的变压器（即升压变压器）其二次侧额定电压与上列数值相同。变压器产品系列是以高压的电压等级区分的 为10KV及以下，20KV、35KV、（66KV）、110KV系列和220KV系列等。5额定容量(P31)在变压器铭牌所规定的额定状态下，变压器二次侧的输出能力（KVA）。对于三相变压器，额定客量是三相容量之和。,6额定电流 P(31)变压器的额定电流为通过绕组线端的电流 即为线电流（有效值）。它的大小等于绕组的额定容量除以该绕组的额定电压及相应的相系数（单相为1，三相为）。单相

15、变压器撤定电流为：式中：In分别为一、二次额定电流；Sn变压器额定容量；Un为一、二次额定电压。三相变压器额定电流为：三相变压器绕组为Y联结时，线电流为绕组电流；D联结时，线电流=绕组电流。,7绕组联结组标号 变压器同侧绕组是按一定形式联结的。三相变压器或组成三相变压器组的单相变压器，则可以联结成星形、三角形等。星形联结是各相线圈的一端接成一个公共点（中性点）其余端子接到相应的线端上；三角形联结是三个根线圈互相串联形成闭合回路，由串联处接至相应的线端。,星形、三角形、曲折形的联结，对于高压绕组分别用符号Y、D、Z表示；对于中压和低压绕组分别用符号y、d、z表示。有中性点引出时则分别用符号YN、

16、ZN和yn、zn表示。变压器按高压、中压和低压绕组联结的顺序组合起来就是绕组的联结组，例如：变压器按高压为D、低压为，yn联结，则绕组联结组为Dyn（Dyn11）；8.调压范围(P32)变压器运行时，二次侧电压将由于种种原因发生变化，影响用电设备的正常运行。因此变压器应具备一定的调压能力。根据变压器的工作原理，当高、低压绕组的匝数比变化时，变压器二次侧电压也随之变动，采用改变变压器匝数比即可达到调压的目的。变压器调压方式通常分为无励磁调压和有载调压两种方式。当二次侧不带负载，一次侧又与电网断开时的调压为无励磁调压，在二次侧带负载下的调压为有载调压。9.空载电流 当变压器二次绕组开路，一次绕组施

17、加额定频率的额定电压时，一次绕组中所流过的电流称空载电流Io，变压器空载合闸时有较大的冲击电流。10阻抗电压和短路损耗 当变压器二次侧短路，一次侧施加逐渐升高的电压使其电流达到额定值，此时所施加的电压称为阻抗电压出，变压器从电源吸取的功率即为短路损耗。阻抗电压以与额定电压U。之比的百分数表示。即(2-9),11电压调整率(P33)变压器负载运行时，由于变压器内部的阻抗压降，二次电压将随负载电流和负载功率因数的改变而改变。电压调整率即说明变压器二次电压变化的程度大小，为衡量变压器供电质量的数据，其定义为 在给定负载功率因数下（一般取0.8）二次空载电压U2N。和二次负载电压U2之差与二次额定电压

18、U2N的比，即：,式中；U2N二次额定电压，即二次空载电压；U2二次负载电压。电压调整率是衡量变压器供电质量好坏的数据。,12 效率 变压器的效率为输出的有功功率与输人的有功功率之比的百分数。通常中小型变压器的效率约为90以上。大型变压器的效率在的95以上。13温升和冷却方式（1）温升 变压器的温升，对于空气冷却变压器是指测量部位的温度与冷却空气温度之差；对于水冷却变压器是指测量部位的温度与冷却器人口处水温之差。油浸式变压器绕组和顶层油温升限值：因为A级绝缘在98时产生的绝缘损坏为正常损坏，而保证变压器正常寿命的年平均气温是20绕组最热点与其平均温度之差为13所以绕组温升限值为982013=6

19、5K。油正常运行的最高温度为95，最高气温为40，所以顶层油温升限值为 9540=55K。,（2）冷却方式 变压器的冷却方式有多种，如干式自冷、油浸风冷等，各种方式适用于不同种类的变压器。,第二节 变压器运行 一、变压器允许运行方式(P34)1允许温度与温升 变压器运行时，其绕组和铁芯产生的损耗转变成热量 一部分被变压器各部件吸收使之温度升高，另一部分则散发到介质中。当散发的热量与产生的热量相等时，变压器各部件的温度达到稳定，不再升高。变压器运行时各部件的温度是不同的，绕组温度最高，铁芯次之，变压器油的温度最低。为了便于监视运行中变压器各部件的温度，规定以上层油温为允许温度。变压器的允许温度主

20、要决定于绕组的绝缘材料。我国电力变压器大部分采用A级绝缘材料。即浸清处理过的有机材料、如纸、棉纱、木材等。对于A级绝缘材料，其允许最高温度为105，由于绕组的平均温度一般比油温高10 同时为了防止油质劣化，所以规定变压器上层油温最高不超过95。而在正常状态下，为了使变压器油不致过速氧化，上层油温一般不应超过85。对于强迫油循环的水冷或风冷变压器，其上层油温不宜经常超过75。当变压器绝缘材料的工作温度超过允许值时，其使用寿命将缩短。变压器的温度与周围环境温度的差称为温升。当变压器的温度达到稳定时的温升时称为稳定温升。稳定温升大小与周围环境温度无关，它仅决定于变压器损耗与散热能力。所以，当变压器负

21、载一定（即损耗不变），而周围环境温度不同时，变压器的实际温度就不同。我国规定周围环境最高温度为40。,对于A级绝缘的变压器，在周围环境最高温度为40时，其绕组的允许温升为65，而上层油温升则为55。所以变压器运行时上层油温及其温升不超过允许值，即可保证变压器在规定的使用年限安全运行。2变压器过负载能力(P35)在不损害变压器绝缘和降低变压器使用寿命的前提下，变压器在较短时间内所能输出的最大容量为变压器的过负载能力。一般以过负载倍数（变压器所能输出的最大容量与额定容量之比）表示。变压器过负载能力可分为正常情况下的过负载能力和事故情况下的过负载能力。（1）变压器在正常情况下过负载能力 变压器在正常

22、运行时允许过负载是因为变压器在一昼夜内的负载有高峰、有低谷。低谷时，变压器运行的温度较低。此外，在一年不同季节环境温度也不同。所以变压器可以在绝缘及寿命不受影响的前提下，在高峰负载及冬季时可过负载运行。有关规程规定，由于昼夜负载变动而允许的过负载，和由于夏季低负载而允许的过负载，两种允许过负载可以叠加使用，对室外变压器，总的过负载不得超过30，对室内变压器为 20。（2）变压器在事故时过负载能力 当电力系统或用户变电站发生事故时，为保证对重要设备的连续供电，允许变压器短时过负载的能力称为事故过负载能力。（3）变压器允许短路 当变压器发生短路故障时，由于保护动作和断路器跳闸均需一定的时间，因此难

23、免不使变压器受到短路电流的冲击。变压器突然短路时。其短路电流的幅值一般为额定电流的2530倍。因而变压器的铜损将达到额定电流的几百倍，故绕组温度上升极快。目前，对绕组短时过热尚无限制的标准。一般认为，对绕组为铜线的变压器温度达到250是允许的，对绕组为铝,线的变庄器则为200。而到达上述温度所需时间大约为5s左右。此时继电保护早已动作，断路器跳闸。因此 一般设计允许短路电流为额定电流的25倍。3.允许电压波动范围 施加于变压器一次绕组的电压因电网电压波动而波动。若电网电压小于变压器分接头电压，对变压器本身无任何损害，仅使变压器的输出功率略有降低。变压器的电源电压一般不得超过额定值的5。不论变压

24、器分接头在任何位置，只要电源电压不超过额定值的5，变压器都可在额定负载下运行。二、变压器并列运行 并列运行是将两台或多台变压器的一次侧和二次恻绕组分别接于公共的母线上，同时向负载供电。其接线方法如图26。(P36),1.并列运行的目的（1）提高供电可靠性 并列运行时，如果其中一台变压器发生故障从电网中切除时，其余变压器仍能继续供电。（2）提高变压器运行经济性 可根据负载的大小调整投入并列运行的台数，以提高运行效率。（3）可以减少总备用容量，并可随着用电量的增加分批增加新的变压器。,2理想并列运行的条件 1）变压器的联结组标号相同。2）变压器的电压比相等。(2007第三次印刷）3）变压器的阻抗电

25、压uz相等。三、变压器油及运行 1变压器油作用(P37)变压器油是流动的液体，可充满油箱内各部件之间的气隙，排除空气 从而防止各部件受潮而引起绝缘强度的降低。变压器油本身绝缘强度比空气大，所以油箱内充满油后，可提高变压器的绝缘强度。变压器油还能使木质及纸绝缘保持原有的物理和化学性能，井使金属得到防腐作用 从而使变压器的绝缘保持良好的状态。此外，变压器油在运行中还可以吸收绕组和铁芯产生的热量，起到散热和冷却的作用。2变压器油运行（1）变压器油试验 新的和运行中的变压器油都需要作试验。按规定，变压器油每年要取样试验。试验项目一般为耐压试验、介质损耗试验和简化试验。取油样的注意事项。应在天气干燥时进

26、行。从变压器底部阀门处放油取样。先将积水和底部积存的污油放掉，然后用净布将油阀门擦净，再继续放少许油冲洗，并用清洁油将取样瓶洗涤于净，再将油灌人瓶内，谁油时应严防泥土等杂质混人。（2）变压器油运行管理 应经常检查充油设备的密封性，储油柜、呼吸器的工作性能，以及油色、油量是否正常，另外，应结合变压器运行维护工作，定期或不,定期取油样作油的气相色谱分析以预测变压器的潜伏性故障 防止变压器发生事故。在高温或紫外线作用下 油会加速氧化，所以 一般不应置油于高温下和透明容器内。变压器运行中补油时注意事项：l）10kV及以下变压器可补人不同牌号的油，但应作混油的耐压试验。2）35kV及以上变压器应补人相同

27、牌号的油，也应作耐压试验。3）补油后要检查气体继电器，及时放出气体。若在24h后无问题，可重新将气体保护接人掉闸回路。对在运行中已经变质的油应及时进行处理，使其恢复到标准值，具有良好的性能。四、变压器运行巡视检查 1.变压器巡视检查(P38)变压器运行巡视检查内容和周期如下；l）检查储油柜和充油绝缘套管内油面的高度和封闭处有无渗漏油现象，以及油标管内的油色。2）检查变压器上层油温。正常时一般应在85以下,对强油循环水冷却的变压器为75。3）检查变压器的响声。正常时为均匀的嗡嗡声。4）检查绝缘套管是否清洁、有无破损裂纹和放电烧伤痕迹。5）清扫绝缘套管及有关附属设备。6）检查母线及接线端子等连接点

28、的接触是否良好。7）容量在630kVA及以上的变压器，且无人值班的，每周应巡视检查一次。容量,在630kVA以下的变压器，可适当延长巡视周期，但变压器在每次合闸前及拉闸后应检查一次。8）有人值班的变配电所，每班都应检查变压器的运行状态。9）对于强油循环水冷或风冷变压器，不论有无人员值班 都应每小时巡视一次。10）负载急剧变化或变压器发生短路故障后，都应增加特殊巡视。2.变压器异常运行和常见故障分析(1）变压器声音异常的原因 1）当启动大容量动力设备时 负载电流变大，使变压器声音加大。2）当变压器过负载时，发出很高五沉重的嗡嗡声。3）当系统短路或接地时，通过很大的短路电流 变压器会产生很大的噪音

29、。4）若变压器带有可控硅整流器或电弧炉等设备时 由于有高次谐波产生，变压器声音也会变大。（2）绝缘套管闪络和爆炸原因 1）套管密封不严进水而使绝缘受潮损坏。2）套管的电容芯子制造不良，使内部游离放电。3）套管积垢严重或套管上有大的裂纹和碎片。五、变压器油色谱在线监测系统简介,第三节 其他变压器 一、干式变压器(P41)干式变压器是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘液体中的变压器。在结构上可分为以固体绝缘包封绕组和不包封绕组。1.环氧树脂绝缘干式变压器 环氧树脂是一种早就广泛应用的化工原料，它不仅是一种难燃、阻燃的材料，而且具有优越的电气性能，已逐渐为电工制造业所采用。用环氧树脂浇注或浸渍作包封的干式变压

30、器即称为环氧树脂干式变压器。2气体绝缘干式变压器 气体绝缘变压器为在密到的箱壳内充以 SF6（六氟化硫）气体代替绝缘油，利用SF6气体作为变压器的绝缘介质和冷却介质。它具有防火、防爆、无燃烧危险，绝缘性能好，与油浸变压器相比重量轻，防潮性能好，对环境无任何限制，运行可靠性高，维修简单等优点，缺点是过载能力稍差。气体绝缘变压器的结构特点：l）气体绝缘变压器的工作部分（铁芯和绕组）与油浸变压器基本相同。2）为保证气体绝缘变压器有良好的散热性能，气体绝缘变压器需要适当增大箱体的散热面积，一般气体绝缘变压器采用片式散热器进行自然风冷却。3）气体绝缘变压器测量温度方式为热电偶式测温装置，同时还需要装有密

31、度继电器和真空压力表。4）气体绝缘变压器的箱壳上还装有充放气阀门。,3.H级绝缘干式变压器(P42)近年来除了常用的环氧树脂真空浇注型干式变压器外 又推出一种采用H级绝缘干式变压器。用作绝缘的NOMEX纸具有非常稳定的化学性能可以连续耐220高温，在起火情况下 具有自熄能力；即使完全分解，亦不会产生烟雾和有毒气体，电气强度高,介电常数较小。二、非晶态合金铁芯变压器 在变压器的运行费用中除维护费外。其中能量损耗费占了很大的比例，特别是变压器的空载损耗（铁芯损耗）占了能量损耗的主要部分。为了降低变压器空载损耗，采用高导磁率的软磁材料 将非晶态合金应用于变压器，制成非晶态合金铁芯的变压器。非晶态合金

32、引起的磁化性能的改善，其BH磁化曲线很狭窄，因此其磁滞周期中的磁化损耗就会大大降低，又由于非品态合金带厚度很薄，并且电阻率高，其涡流损耗也大大降低。据实测，非晶态合金铁芯的变压器与同电压等级、同容量硅钢合金铁芯变压器相比，空载损耗要低 6080，空载电流可下降 80左右。三、低损耗油浸变压器 低损耗变压器采用了先进的结构设计和新的材料、工艺 使变压器的节能效果十分明显。l）通过加强线圈层绝缘，使绕组线圈的安匝数平衡，控制绕组的漏磁通，降低了杂散损耗。2）变压器油箱上采用片式散热器代替管式散热器，提高了散热系数。3）铁芯绝缘采用了整块绝缘，绕组出线和外表面加强绑扎，提高了绕组的机械强度。,由以上

33、特点可知，S9系列配电变压器的设计以增加有效材料用量来实现降低损耗，主要增加铁芯截面积以降低磁通密度、高低压绕组均使用铜导线，并加大导线截面，降低绕组电流密度，从而降低了空载损耗和负载损耗。在S9系列的基础上，改进结构设什，选用超薄型硅钢片，进一步降低空载损耗，目前已大量使用S11系列变压器。四、卷铁芯变压器 单相卷铁芯变压器适用于 630kVA及以下变压器。空载电流仅为叠装式的2030。目前国内生产的10KV、630kVA及以下卷铁芯变压器，其空载损耗比S9系列变压器下降30，空载电流比S9系列变压器下降20%。基本能满足在城网、农网的改造中对小型变压器的需求。第四节 互 感 器 互感器分电

34、压互感器和电流互感器两大类 是供电系统中作电气测量和保护用的重要设备。(P43)电压互感器是将系统的高电压改变为标准的低电压（100V或100 V）；电流互感器是将高压系统中的电流或低压系统中的大电流改变为低压的标准小电流（5A或1A）。其原理接线如图27所示TA为电流互感器，TV为电压互感器。,一、互感器作用(P44)1）与测量仪表配合 对线路的电压、电流、电能进行测量；与继电器配合 对系统和电气设备进行过电压、过电流和单相接地等保护。2）将测量仪表、继电保护装置和线路的高电压隔开，以保证操作人员和设备的安全。3）将电压和电流变换成统一的标准值 以利于仪表和继电器的标准化。,二、电压互感器

35、1 电压互感器原理 电压互感器是利用电磁感应原理工作的，类似一台降压变压器。图28为电压互感器的原理图。互感器的高压绕组与被测电路并联，低压绕组与测量仪表电压线圈并联。由于电压线圈的内阻抗很大，所以电压互感器运行时 相当于一台空载运行的变压器。故二次侧不能短路，否则绕组将被烧毁。2电压互感器分类 按用途分为测量用电压互感器和保护用电压互感器。电压互感器的标准准确度：标准用0.2级、计量用0.5级、一般测量用13级，保护用0.2、0.5级。,3电压互感器型号(P45)电压互感器型号字母含义表示如下：,例如 JSJW10表示为 10kV的三相三绕组五芯柱油浸式电压互感器。其中三相电压互感器仅限于制

36、成10kV及以下电压等级；三绕组电压互感器的第三绕组主要供给监视电网绝缘和接地保护装置。4电压互感器容量(P46)电压互感器的容量是指其二次绕组允许接人的负载功率（以VA值表示），分额定容量和最大容量。,5电压互感器运行(P46)1）电压互感器的一、二次接线应保证极性正确 当两台同型号的电压互感器接成V形时，必须注意极性正确，否则会导致互感器线圈烧坏。2）电压互感器的一、二次绕组都应装设熔断器（保护专用电压互感器二次侧除外）以防止发生短路故障。电压互感器的二次绕组不准短路，否则电压互感器将因过热而烧毁。3）电压互感器二次绕组、铁芯和外壳都必须可靠接地，在绕组绝缘损坏时，二次绕组对地电压不会升高

37、，以保证人身和设备安全。4）电压互感器二次绕组的电压降一般不得超过额定电压的0.5，接用 0.5级电能表时不得超过0.25。6电压互感器运行的巡视检查 1）瓷套管是否清洁、完整、绝缘介质有无损坏、裂纹和放电痕迹。2）充油电压互感器的油位是否正常。油色是否透明（不发黑）有无严重的渗、漏油现象。3）一次侧引线和二次侧连接部分是否接触良好。4）电压互感器内部是否有异常，有无焦臭味。7电压互感器的异常运行 运行中的电压互感器出现下列故障之一时，应立即退出运行：1）资套管破裂、严重放电。2）高压线圈的绝缘击穿、冒烟，发出焦臭味。3）电压互感器内部有放电声及其他噪声，线圈与外壳之间或引线与外壳之间有火花放

38、电现象。,4）漏油严重，油标管中看不见油面。5）外壳温度超过允许温升，并继续上升。6）高压熔体连续两次熔断，当运行中的电压互感器发生接地。短路、冒烟着火故障时，对于6kV35kV装有 0.5A熔体及合格限流电阻时，可用隔离开关将电压互感器切断，对于10kV以上电压互感器，不得带故障将隔离开关拉开，否则 将导致母线发生故障。8更换运行中电压互感器及二次线圈时的注意事项(P47)1）个别电压互感器在运行中损坏需要更换时 应选用电压等级与电网电压相符，变比相同、极性正确、励磁特性相近的电压互感器，并经试验合格。2）更换成组的电压互感器时，还应对并列运行的电压互感器检查其接线组别，并核对相位。3）电压

39、互感器二次线圈更换后 必须进行核对，以免造成错误接线 和防止二次回路短路。4）电压互感器及二次线圈更换后必须测定极性。9电压互感器停用注意事项 1）停用电压互感器，应将有关保护和自动装置停用，以免造成装置失压误动作。为防上电压互感器反充电，停用时应将二次侧保险取下，再拉开一次侧隔离开关。对停用的电压互感器 在带电前应进行试验和检查，必要时可先安装在母线上运行一段时间，再投人运行。三、电流互感器 1电流互感器工作原理(P47)电流互感器是按电磁感应原理工作的，其结构与普通变压器相似，,图29为电流互感器的原理图，它的一次绕组匝数很少，串联在线路里，其电流大小取决于线路的负载电流，与二次负载无关，

40、由于接在二次侧的电流线圈的阻抗很小，所以电流互感器正常运行时。相当于一台短路运行的变压器。(P48)利用一、二次绕组不同的匝数比就可将系统的大电流变为小电流来测量。电流互感器正常运行时 互感器的二次绕组不允许开路，否则二次绕组会产生很高电压，危及操作人员和仪表的安全。所以，电流互感器运行时，严禁二次绕组开路，且在二次回路中不允许装设熔断器或隔离开关。为安全起见，二次侧应接地。,2 电流互感器分类 电流互感器分为测量用电流互感器和保护用电流互感观 测量用电流互感器和保护用电流互感器的标准准确度不同，标准用0.2、0.1、0.05、0.02、0.01级，计量用0.25、0.55级 一般测量用0.2

41、、0.5、1.0、3.0级，保护用5PX、10PX级。3电流互感器的变流比 电流互感器的交流比为一次绕组的额定电流与二次绕组额定电流之比。二次额定电流一般为5A，一次额定电流的等级有525000A。4 电流互感器的型号表示法 电流互感器的型号用横列拼音字母及数字表示 其含义如下：,例如LQJ10，表示额定电压为10kV的绕组式树脂浇注绝缘的电流互感器。5电流互感器的容量 电流互感器的容量，即允许接入的二次负载容量Sn（VA）其标准值为5100VA。6 电流互感器运行 1）电流互感器的一次线圈串联接人被测电路，二次线圈与测量仪表连接，一、二次线圈极性应正确。2）电流互感器二次线圈和铁芯均应可靠接

42、地。为二次侧的负载阻抗不得大于电流互感器的额定负载阻抗以保证测量的准确性。,(P49),4）电流互感器不得与电压互感器二次侧互相连接，以免造成电流互感器近似开路，出现高电压的危险。5）电流互感器二次侧有一端必须接地 以防止一、二次线圈绝缘击穿时，一次侧的高压窜入二次侧，危及人身和设备的安全。6）电流互感器一次侧带电时 在任何情况下都不允许二次线圈开路。这是因为在正常运行情况下，电流互感器的一次磁势与二次磁势基本平衡，励磁磁势很小，铁芯中的磁通密度和二次线圈的感应电势都不高。当二次开路时，一次磁势全部用于励磁，铁芯过度饱和，磁通波形为平顶波，而电流互感器二次电势则为尖峰波，因此二次绕组将出现高电

43、压，对人体及设备安全带来危险。7）运行前的检查 套管有无裂纹、破损现象；充油电流互感器外观应清洁，油量充足，无渗漏油现象；引线和线卡子及二次回路各连接部分应接触良好，不得松弛；外壳及一、二次例应接地正确、良好，接地线应坚固可靠；按电气试验规程，进行全面试验并应合格。8）电流互感器的巡视检查 各接头有无过热及打火现象，螺栓有无松动 有无异常气味瓷套管是否清洁，有无缺损、裂纹和放电现象，声音是否正常；对于充油电流互感器应检查油位是否正常，有无渗漏现象；电流表的三相指示是否在允许范围之内 电流互感器有无过负荷运行；二次线圈有无开路，接地线是否良好，有无松动和断裂现象。,9）电流互感器更换(P50)个

44、别电流互感器在运行中损坏需要更换时，应选择电压等级与电网额定电压相同、变比相同、准确级相同，极性正常、伏安特性相近的电流互感器，并测试合格；由于容量变化而需要成组地更换电流互感器，还应重新审核继电保护整定值及计量仪表的倍率。,复习题（P51）1 变压器的作用和工作原理是什么？2 变压巴的基本结构由哪些部分组成？其主要作用是什么？3 变压器有哪些技术参数？代表什么意义？4 我国常用电力变压器接线组别有什么特点？5 变压器在什么条件下才能并列运行？6 变压器为什么要进行拥压？调压有几种方式？各有什么特点？7 变压器油有什么作用？8 变压器运行中巡视检查有哪些内容？9 变压器常见故障有哪些？什么原因

45、？10 什么是低损变压器？其主要特点是什么？我国常用的低损变压器有哪些型号？11干式变压器有哪几种？有什么特点？适用于什么场所？为什么要推荐使用干式变压？12 电压互感器的作用和工作原理？13 电压互感器在运行中应注意什么？14 电流互感冒的作用和工作原理？15 电流互感器运行中应注意什么？,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,