整理變壓器與互感器

變壓器與互感器第一節(jié)變壓器的作用與結(jié)構(gòu)一、變壓器的作用在傳輸和分配電能過程中是離不開變壓器的，當(dāng)遠(yuǎn)距離輸送電能時(shí)，如果傳輸?shù)墓β室欢ǎ瑒t電壓愈高，電流就愈小。而減少電流既可以減少傳輸電能時(shí)在線路中的電能和電壓損失，又可以減小導(dǎo)線截面，降低線路的建設(shè)投資。變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備。電力變壓器在系統(tǒng)中工作時(shí)，可以將電能由它的一次側(cè)經(jīng)電磁能量的轉(zhuǎn)換傳輸?shù)蕉蝹?cè)，同時(shí)根據(jù)輸配電的需要將電壓變高或變低。變壓器在變換電壓時(shí)，是在同一頻率下使其二次側(cè)與一次側(cè)具有不同的電壓和不同的電流。由于能量守恒的緣故，其二次側(cè)與一次側(cè)的電流與電壓的變化是相反的，即要使某一側(cè)電路的電壓升高時(shí)，則該側(cè)的電流就必然減??；反之，當(dāng)電壓降低時(shí)電流就一定增大。變壓器并不可能將電能的量變大或變小。在電力的轉(zhuǎn)變過程中，因?yàn)樽儔浩鞅旧硪囊欢芰?，因此輸入變壓器的總能量，?yīng)等于輸出的能量加上變壓器本身消耗的能量。由于變壓器無旋轉(zhuǎn)部分，工作時(shí)沒有機(jī)械損耗，而且新產(chǎn)品在設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)、工藝等方面采取了多項(xiàng)節(jié)能的措施，所以它的工作效率很高。通常，中小型變壓器的效率不低于95%,大容量變壓器的效率則可達(dá)98%以上。生產(chǎn)中應(yīng)用較廣泛的變壓器有：(1)電力變壓器，在電力網(wǎng)中用于輸電、配電所需的升壓和降壓，是應(yīng)用最為普遍的一種變壓器。(2)啟動(dòng)變壓器，是一種將一、二次繞組合為一個(gè)繞組的單繞組變壓器(屬于小容量自耦變壓器)，主要用作籠型異步電動(dòng)機(jī)的降壓啟動(dòng)器。(3)調(diào)壓變壓器，用于小容量負(fù)荷的電壓調(diào)整，同時(shí)也是實(shí)驗(yàn)室常用的一種變壓器。型式多為自耦式和感應(yīng)式調(diào)壓型，主要供試驗(yàn)時(shí)調(diào)壓用。(4)試驗(yàn)變壓器，一般為單相變壓器，能產(chǎn)生高電壓，用于對電氣設(shè)備的絕緣進(jìn)行高壓試驗(yàn)。(5)互感器，是一種特殊變壓器，主要用于測量儀表和繼電保護(hù)裝置，將高電壓變?yōu)榈碗妷夯驅(qū)⒋箅娏髯優(yōu)樾‰娏?，再輸入儀表檢測或供給保護(hù)用。前者常稱電壓互感器，后者則稱電流互感器。(6)專用變壓器，亦屬特殊變壓器，如電焊用的電焊變壓器、冶煉用的電爐變壓器、電解用的整流變壓器等。根據(jù)電力變壓器的用途和結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)可分為：(1)按用途劃分有升壓變壓器(使電力從低壓升為高壓，然后向遠(yuǎn)方輸送)降壓變壓器(使電力從高壓降為低壓，對近處或較近處負(fù)荷供電)。(2)按相數(shù)劃分有單相變壓器、三相變壓器。(3)按繞組數(shù)劃分有單繞組變壓器(為兩級電壓的自耦變壓器、雙繞組變壓器、三繞組變壓器。(4)按繞組材料劃分有銅繞組變壓器、鋁繞組變壓器。(5)按調(diào)壓方式劃分有無載調(diào)壓變壓器、有載調(diào)壓變壓器。(6)按冷卻介質(zhì)和冷卻方式劃分有油浸式變壓器和干式變壓器。油浸式變壓器冷卻方式一般為自然冷卻、風(fēng)冷卻(在散熱器上安裝風(fēng)扇)、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻(在前者基礎(chǔ)上還裝有潛油泵，以促進(jìn)油循環(huán))。此外變壓器還有采用強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻等。干式變壓器。繞組置于氣體中(空氣或六氟化硫氣體)，或是澆注環(huán)氧樹脂絕緣。它們大多在部分配電網(wǎng)內(nèi)用作配電變壓器。目前已可制造到35kV級，具有廣泛的發(fā)展前途。二、變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器的結(jié)構(gòu)如圖4—1所示。其各部件的作用如下:圖4一1變壓器結(jié)構(gòu)示意圖1一高壓套管；2一分接開關(guān)；3—低壓套管；4一氣體繼電器；5—安全氣道（放爆管）；6—油枕（儲(chǔ)油柜）；7—油表；8—呼吸器（吸濕器）；9一散熱器；10—銘牌；11一接地螺栓；12一油樣活口；13一放油閥門；14—活門；15—繞組（線圈）；16—信號溫度計(jì)'；17—鐵芯；18—凈油器；19一油箱；20-變壓器油（一）鐵芯變壓器的最基本組成部件，用于構(gòu)成變壓器的閉合磁路，變壓器的一次、二次繞組繞在其上。鐵芯從形式上分為內(nèi)鐵式（變壓器的一次、二次線圈圍住鐵芯柱）和外鐵式（鐵芯柱圍住變壓器的一次、二次線圈），由鐵芯柱和鐵軛組成。為減少磁滯損耗和渦流損耗，變壓器鐵芯采用0.35?0.5mm的硅鋼片疊成。為防止直接短路，硅鋼片兩面均涂有較薄的絕緣漆。為防止因電磁感應(yīng)在鐵芯上產(chǎn)生懸浮電位，鐵芯在運(yùn)行中必須接地，但必須避免造成兩點(diǎn)接地。為便于檢查接地情況，大、中型變壓器將鐵芯及夾件接地經(jīng)接地套管引至變壓器外。（二）線圈線圈是變壓器的電路部分，用紙包或紗包的絕緣扁線或圓線繞成。從一、二次繞組之間的相對位置來講，變壓器線圈可分為同心式和交迭式兩類。同心式線圈的高壓、低壓線圈同心地套裝在鐵芯柱上。為了便于絕緣，一般低壓線圈靠近鐵芯，高壓線圈套裝在低壓線圈的外面。交迭式線圈都做成餅式，高、低壓線圈互相交迭放置。為了降低絕緣距離，通常靠近鐵軛處放置低壓線圈。因同心式線圈結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，國產(chǎn)電力變壓器均采用這種結(jié)構(gòu)。同心式線圈可分為圓筒式、螺旋式和連續(xù)式等幾種基本形式。圓筒式線圈是最簡單的一種形式，一般用于每柱容量為210kVA及以下的變壓器中。螺旋式線圈主要用于800kVA及以下、35kV及以下的變壓器，該線圈電流較大，匝數(shù)較少。連續(xù)式線圈主要用于630?1000kVA變壓器的高壓線圈或10000kVA以上的低壓線圈。連續(xù)式線圈由單根或多根并聯(lián)扁線，分若干線餅繞成。

變壓器線圈的導(dǎo)線過去均采用銅線。近年來，國內(nèi)生產(chǎn)的中小型系列變壓器已開始采用鋁線線圈。（三）凈油器用來改善運(yùn)行中變壓器的絕緣油特性，防止絕緣油老化的裝置。它利用變壓器上下部的油溫差形成的油循環(huán)，從絕緣油中清除數(shù)量不大的一些水、渣、酸和氧化物。凈油器中的吸附劑是硅膠或活性氧化鋁。（四）油枕油枕也稱儲(chǔ)油柜，安裝在變壓器的頂端，其容量為油箱容積的8%?10%,與本體之間有管路相連，結(jié)構(gòu)見圖4—2。其作用有調(diào)節(jié)變壓器油量，保證變壓器內(nèi)始終充滿變壓器油;減少油和空氣的接觸，防止變壓器油的過快老化和受潮。油枕分為通用型和膠囊式。圖4—2圖4—2變壓器油枕結(jié)構(gòu)圖1一油位計(jì)；2—?dú)怏w繼電器連通管的法蘭；3—呼吸器連通管；4一集污盒；5—注油孔；6一與防爆管連通的法蘭；7一吊攀；8一端蓋；9、10-閥門（五）防爆管一安全氣道當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生短路或嚴(yán)重對地放電時(shí)，變壓器油箱內(nèi)部的壓力將急劇增高。為防止變壓器油箱發(fā)生爆炸，高壓油和氣體通過防爆管沖破防爆膜向外噴出，迅速釋放變壓器的內(nèi)部壓力。《變壓器運(yùn)行規(guī)程》規(guī)定，8000kVA及以上的變壓器均需安裝防爆管。如圖4—3所示。圖4-3防爆管與變壓器油枕間的連通

1—油枕；2—防爆管；3—油枕與安全

氣道的連通管；4—吸濕器；5—防爆膜；6—?dú)怏w繼電器；7一蝶形閥；8-箱蓋防爆管分為通氣式和密封式兩類?，F(xiàn)在大、中型變壓器已廣泛采用壓力釋放閥。（六）油箱油箱是變壓器的外殼，其內(nèi)部裝設(shè)變壓器器身并注滿變壓器油。油箱一般分為平頂式和拱頂式(即鐘罩式)，如圖4—4所示。圖4一4變壓器油箱(a)、(b)箱式；(c)鐘罩式(1)平頂式。箱蓋是橢圓平板型，器身與箱蓋一體，變壓器內(nèi)部檢查時(shí)需吊芯進(jìn)行。一般用于中小型變壓器。(2)拱頂式。分為上、下兩節(jié)油箱，上節(jié)為拱形，下節(jié)為平板式放置變壓器器身。變壓器進(jìn)行內(nèi)部檢查時(shí)，只需要吊罩，一般用于大型變壓器。拱頂式油箱制造工藝比較復(fù)雜，在變壓器頂部工作時(shí)不方便。(七)變壓器油變壓器油是石油分餾時(shí)的產(chǎn)物，280?350℃的石油分餾物，主要成分是烷族和環(huán)烷族碳?xì)浠衔?。變壓器油的作用有以下幾種：(1)絕緣作用，用于相間、層間和主絕緣；(2)作為冷卻介質(zhì)；(3)使設(shè)備與空氣隔絕，防止發(fā)生氧化受潮，降低絕緣能力。絕緣油具有下列基本物理、化學(xué)性質(zhì)：(1)比重，在20℃時(shí)，一定體積油的質(zhì)量與同體積的水在4c時(shí)的質(zhì)量的比，稱為油的比重。新油的比重一般在0.80?0.90g/cm3。(2)粘度，當(dāng)液體之間發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿著液體的邊界面就產(chǎn)生阻礙運(yùn)動(dòng)的力，這個(gè)性質(zhì)稱為液體的粘性。用粘性系數(shù)或運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)表示。(3)凝固點(diǎn)，即油品在一定的標(biāo)準(zhǔn)條件下失去了流動(dòng)性的溫度。(4)閃點(diǎn)，油品在一定的條件下加熱時(shí)，油受熱分解，不斷的蒸發(fā)出可燃?xì)怏w。其數(shù)量隨溫度的增高而增大，當(dāng)油加熱到某個(gè)溫度時(shí)，油面上產(chǎn)生可燃?xì)怏w與周圍的空氣混合成混合氣體，遇到火焰接近時(shí)發(fā)生閃光，而后隨即熄滅，此時(shí)的溫度稱為油的閃點(diǎn)。(5)活性硫，油中的硫通常是在精制時(shí)殘留于油餾分中的，因?yàn)榱蛴休^大的活潑性油中存在硫及硫化物是不允許的。(6)灰分，油中含有不能燃燒的雜質(zhì)，當(dāng)油燃燒后，產(chǎn)生的固體殘?jiān)Q為灰分。新油不得大于0.005%,運(yùn)行中的油不得大于0.01%。(八)出線裝置將變壓器繞組的引線從油箱內(nèi)引出，使引出線穿過油箱時(shí)與接地的油箱之間保持一定的絕緣，并固定引出線。變壓器的出線裝置一般采用絕緣套管，分為純瓷式、充油式和電容式套管。1kV以下的套管采用純瓷式，10?35kV采用空心充氣或充油式套管，110kV及以上采用電容式套管。（九）冷卻裝置由于變壓器運(yùn)行中鐵芯、繞組將產(chǎn)生一定的熱量，將使變壓器油的溫度升高、比重降低，形成油的自循環(huán)，將鐵芯、繞組的熱量帶走。冷卻裝置是利用變壓器油的自循環(huán)，采用有效的方法，加快油的循環(huán)速度，使熱量更快地散發(fā)到空氣中的裝置。變壓器冷卻裝置按照冷卻方式可以分為：自冷式、風(fēng)冷式、強(qiáng)迫油循環(huán)式，其中強(qiáng)迫油循環(huán)式又可分為：風(fēng)冷、水冷、導(dǎo)向式風(fēng)冷。圖4—5為自冷式變壓器。圖4—6為強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式冷卻器。圖4一5自冷式變壓器1—扁管散熱管；2-變壓器銘牌；3—油箱8 11圖4-6強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式冷卻器1一連接管；2—冷卻器；3-導(dǎo)風(fēng)筒；4一冷卻風(fēng)扇；5一分控制箱；6—潛油泵；7—拉桿；8—端蓋；9一蝶形閥；10—變壓器；11-集油室（十）溫度計(jì)溫度計(jì)的作用為用來測量變壓器上層油溫，監(jiān)視變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。常用的溫度計(jì)分為水銀式、壓力式和電阻式等3種。水銀式應(yīng)用于小型變壓器上。壓力式溫度計(jì)也叫信號式溫度計(jì)，因采用一只彈簧管式壓力計(jì)而得名。基于密封的測溫系統(tǒng)內(nèi)蒸發(fā)液體的飽和蒸氣壓力和溫度之間的變化關(guān)系而設(shè)計(jì)，由測溫裝置、壓力指示、毛細(xì)管和氯甲烷液體組成。帶有可調(diào)節(jié)的上下限接點(diǎn)，根據(jù)需要可以發(fā)出信號或控制冷卻裝置。壓力式溫度計(jì)如圖4—7所示。圖4—7壓力式溫度計(jì)1一測溫包；2一毛細(xì)管；3—壓力計(jì)；4一支架；5—拉桿；

6一扇形齒輪；7一小齒輪；8—游絲；9—彈簧管電阻式主要用于大型變壓器的遠(yuǎn)方測溫裝置。（十一）吸濕器吸濕器又叫呼吸器。如圖4—8所示，當(dāng)油枕隨變壓器油的體積膨脹或縮小，呼出或吸入空氣時(shí)，氣體需經(jīng)過吸濕器。吸濕器中的吸濕劑和底部的油封吸收空氣中的水分和雜質(zhì)，對空氣進(jìn)行過濾，從而避免變壓器油受潮和氧化。吸濕劑俗稱硅膠，分為可變色和不變色兩種。可變色的是浸氯化鉆硅膠，正常時(shí)為天藍(lán)色，吸濕后變?yōu)榧t色；不變色的采用白色的活性氧化鋁。圖4-8呼吸器的構(gòu)造1一連接管；2一螺釘；3—法蘭盤；4—玻璃管；5—

硅膠；6—螺桿；7—底座；8—底罩；9—變壓器油（十二）絕緣材料變壓器的絕緣可分為內(nèi)、外絕緣。內(nèi)絕緣是指變壓器油箱中各部件的絕緣；外絕緣是指

變壓器套管上部對地和套管之間的絕緣。變壓器內(nèi)絕緣常用絕緣材料有變壓器油、電纜紙、絕緣紙板、酚醛壓制品、環(huán)氧制品、電瓷、黃蠟管、黃蠟綢、木材、布帶和絕緣漆等。三、變壓器分接開關(guān)（一）變壓器調(diào)壓在變壓器內(nèi)部具有漏阻抗，當(dāng)流過負(fù)載電流時(shí)，必定會(huì)引起電壓降落，使二次側(cè)端電壓發(fā)生變化。就二次側(cè)端電壓變化數(shù)值的大小而言，感性負(fù)載電流的影響最為顯著。當(dāng)二次側(cè)的負(fù)載一定時(shí)，則繞組內(nèi)部的電壓降也一定，如果針對二次側(cè)電壓變化的大小適當(dāng)改變變壓器的變比，使二次側(cè)的感應(yīng)電勢升高（或降低），則負(fù)載時(shí)二次側(cè)的電壓就可升高（或降低）到規(guī)定的水平。變壓器在正常運(yùn)行時(shí)，由于負(fù)載的變動(dòng)，或一次側(cè)電源電壓的變化，二次側(cè)電壓也是經(jīng)常在變動(dòng)的。電網(wǎng)各點(diǎn)的實(shí)際電壓一般不能恰好與額定電壓相等。這種實(shí)際電壓與額定電壓之差稱為電壓偏移。電壓偏移的存在是不可避免的，但要求這種偏移不能太大，否則就不能保證供電質(zhì)量，就會(huì)對用戶帶來不利的影響。因此，對變壓器進(jìn)行調(diào)壓（改變變壓器的變比），是變壓器正常運(yùn)行中一項(xiàng)必要的工作。為了改變變壓器的變比，變壓器必須有一側(cè)繞組具有所需的幾個(gè)分接抽頭，以供改變該繞組運(yùn)行的匝數(shù)，從而達(dá)到改變變壓器變比的目的。連接以及切換分接抽頭的裝置，稱為分接開關(guān)。如果切換分接頭必須將變壓器從網(wǎng)絡(luò)中切除，即不帶電切換，稱為無勵(lì)磁調(diào)壓或無載調(diào)壓。這種分接開關(guān)稱為無勵(lì)磁分接開關(guān)，或無載調(diào)壓分接開關(guān)。如果切換分接頭不需要將變壓器從網(wǎng)絡(luò)中切除，即可以帶負(fù)載切換，則稱為有載調(diào)壓。這種分接開關(guān)稱為有載分接開關(guān)。隨著對供電可靠性要求的提高，很多場合下停電調(diào)壓不僅十分不便，而且有時(shí)甚至是不可能的。因此現(xiàn)在的電力系統(tǒng)中，日益廣泛地采用帶有有載分接開關(guān)的電力變壓器。通常，電壓在35kV以下、容量在10000kVA及以下的變壓器，它們的高壓繞組可設(shè)有3個(gè)分接抽頭，中間一個(gè)分接頭對應(yīng)于額定電壓，上、下兩個(gè)分接頭對應(yīng)于改變變比±5%。大型電力變壓器設(shè)有5個(gè)分接抽頭，相應(yīng)的調(diào)壓范圍為±2.5%和±5%。針對特殊要求，分接頭的數(shù)目和分接頭調(diào)壓的百分比數(shù)可以增減。表4-1無勵(lì)磁分接開關(guān)型號中符號的意義代表的意義“三”?相“單”相“無”勵(lì)磁數(shù)字一數(shù)字/數(shù)字“星”形連接中性點(diǎn)調(diào)壓

觸頭為“夾”片式

工廠序號一額定電壓（kV）

/額定電流（A）數(shù)字一數(shù)字/數(shù)字根據(jù)變壓器分接抽頭在繞組中的位置不同，可分為三相中性點(diǎn)調(diào)壓和三相中部調(diào)壓。（二）無勵(lì)磁分接開關(guān)無勵(lì)磁分接開關(guān)，也稱無載調(diào)壓分接開關(guān)。它必須具備靈活可靠、操作方便，具有足夠的電氣強(qiáng)度、良好的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性、足夠的機(jī)械強(qiáng)度、足夠的使用壽命，外形尺寸適宜和便于檢修維護(hù)等技術(shù)要求。根據(jù)無勵(lì)磁分接開關(guān)的結(jié)構(gòu)不同，分成數(shù)種型式，其型號中各符號的意義如表4—1所示。[例4—1]SWX—82—10/60,表示三相中性點(diǎn)調(diào)壓，10kV,60A的無勵(lì)磁分接開關(guān)（工廠序號為82）；DW—35—220/500,表示單相220kV,500A的無勵(lì)磁分接開關(guān)（工廠序號為35)。無勵(lì)磁分接開關(guān)在調(diào)壓側(cè)繞組抽頭分接調(diào)壓方式如圖4—9所示。其中圖4—9(a)為三相中性點(diǎn)調(diào)壓方式，當(dāng)連接X1Y1Z1后為+5%級，即為I分接；當(dāng)連接X2Y2Z2后為額定電壓，即n分接；當(dāng)連接x3y3z3后為-5%級，即m分接。要想中性點(diǎn)得到這樣的連接，變壓器繞組的各分接頭和分接開關(guān)之間需要采用如圖4—10(a)所示的連接。圖4—9(b)和圖(c)為三相中部調(diào)壓的方式，例如u相，當(dāng)連接u2u3、u3u4、u4u5、u5u6、u6u7時(shí)，可得到±2X2.5%的5個(gè)調(diào)壓級。變壓器繞組分接頭和分接開關(guān)的接線如圖4—10(b)所示(U相)，這種連接要用三相或三個(gè)單相的中部調(diào)壓的分接開關(guān)。ABC UVW圖4一9無勵(lì)磁調(diào)壓常用的調(diào)壓方式(a)三相中性點(diǎn)調(diào)壓；(b)三相中部調(diào)壓；(c)三相中部并聯(lián)調(diào)壓圖4—10無勵(lì)磁分接開關(guān)原理接線圖（a）三相中性點(diǎn)調(diào)壓；（b）三相中部調(diào)壓（僅示出一相）無勵(lì)磁分接開關(guān)的典型結(jié)構(gòu)，以二相中性點(diǎn)調(diào)壓方式用無勵(lì)磁分接開關(guān)為例加以說明。這種分接開關(guān)的型號為SWX和SWXJ型，其典型結(jié)構(gòu)如圖4-11所示。圖4—11SWXJ型無勵(lì)磁分接開關(guān)1—彈簧；2一螺栓；3—絕緣座；4—絕緣轉(zhuǎn)軸；5—密封墊；6—密封環(huán)；7—壓圈；

8-銷子；9-護(hù)罩；10-定位件；11一定位螺釘；12-密封螺母；13—法蘭盤；

14—止動(dòng)螺檢；15—靜觸頭；16一動(dòng)觸頭；17一定觸頭引出線；18—卡板SWX和SW型分接開關(guān)直接固定在變壓器的箱蓋上，是一種箱蓋型手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，適用于中、小型變壓器。它由絕緣部分、接觸系統(tǒng)和操動(dòng)機(jī)構(gòu)三部分組成。這種開關(guān)絕大多數(shù)用在10kV電壓等級的變壓器上，分接頭引線連接在定觸頭尾部，動(dòng)觸頭為夾片式，是SWXJ型。如果電流小于60A，定觸頭改為螺釘，動(dòng)觸頭改為單片式，就成為SWX型。SWX型也可用于35kV，但此時(shí)電流應(yīng)不大于50A。（三）有載調(diào)壓分接開關(guān)有載調(diào)壓分接開關(guān)，也稱帶負(fù)荷調(diào)壓分接開關(guān)。裝有這種分接開關(guān)的電力變壓器，稱為有載調(diào)壓變壓器。有載調(diào)壓的基本原理，就是在變壓器的繞組中，引出若干分接抽頭，通過有載調(diào)壓分接開關(guān)，在保證不切斷負(fù)荷電流的情況下，由一個(gè)分接頭切換到另一個(gè)分接頭，以達(dá)到改變繞組的有效匝數(shù)，即改變變壓器變壓比的目的。在切換過程中需要過渡電路，過渡電路中有的用電抗，有的用電阻。電抗過渡類型為電抗式有載分接開關(guān)，其體積大，耗材多，觸頭燒蝕嚴(yán)重，現(xiàn)在已不再生產(chǎn)。電阻式有載分接開關(guān)，由于其材料消耗少、體積小、電弧時(shí)間短、弧觸頭壽命長等原因，這種結(jié)構(gòu)已被各國普遍采用。變壓器配置有載分接開關(guān)，是為了保證電網(wǎng)的電壓質(zhì)量、保持電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、提高供電可靠性，因此原則上只在500kV和110kV、35kV兩級降壓變電所的主變壓器上配置載調(diào)壓開關(guān)。500kV主變壓器：原則上應(yīng)配置，調(diào)壓范圍為500/230±9X1.33%/35kV。220kV主變壓器：原則上不配置，雙繞組和三繞組變壓器均只在220kV一側(cè)配置無勵(lì)磁分接頭切換開關(guān)。調(diào)壓范圍為220±3X2.5%/10.5kV或37kV。

110kV主變壓器：配置調(diào)壓范圍為110±6X1.5%/10.5kV。35kV主變壓器：配置調(diào)壓范圍為35±2X2.5%/10.5kV。10kV主變壓器：原則上不配置，10kV側(cè)只配置無勵(lì)磁分接開關(guān)。調(diào)壓范圍為10i3X2.5%/0.4kV；10.5±5%/0.4kV或10.5±2X2.5%/0.4kV。有載分接開關(guān)型號中字母的含義，和無勵(lì)磁分接開關(guān)是類似的，以丫代表有載，用T代表端部調(diào)壓，用Z代表電阻式，其余符號與無勵(lì)磁分接開關(guān)相同。有載調(diào)壓分接開關(guān)的結(jié)構(gòu)原理如圖4-12有載調(diào)壓分接開關(guān)的結(jié)構(gòu)原理如圖4-12所示，順序名稱1蝸桿2蝸輪3連桿4撥釘5卡子6拉板7彈簧8緩沖器9撥釘10拐臂11上曲柄12絕緣支筒13傳動(dòng)桿14下曲桿15齒輪16傳動(dòng)桿17范圍開關(guān)動(dòng)觸頭18范圍開關(guān)定觸頭19范圍開關(guān)拐臂20扇形撥塊21槽輪撥盤22選擇開關(guān)雙數(shù)動(dòng)觸頭23選擇開關(guān)雙數(shù)定觸頭24槽輪（雙數(shù)用）25槽輪（單數(shù)用）26選展開關(guān)簞數(shù)定觸頭27選擇開關(guān)單數(shù)動(dòng)觸頭28范圍開關(guān)撥桿29底部扇形齒30切換開關(guān)定觸頭31切換開關(guān)動(dòng)觸頭32內(nèi)嚙合齒輪33頂部扇形齒34擺桿其主要元件及其作用有:（1）有載分接開關(guān)。它是能在變壓器勵(lì)磁或負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行操作的分接頭切換開關(guān)，是用于調(diào)換線圈分接頭運(yùn)行位置的一種裝置。通常它由一個(gè)帶過渡阻抗的切換開關(guān)和一個(gè)帶（或不帶）范圍開關(guān)的分接選擇器所組成。整個(gè)開關(guān)是通過操動(dòng)機(jī)構(gòu)來操作的。在有些形式的分接開關(guān)中，切換開關(guān)和分接選擇器的功能被結(jié)合成為一個(gè)選擇開關(guān)。（2）分接選擇器。它是能承載但不能接通或斷開電流的一種裝置，與切換開關(guān)配合使用，以選擇分接頭的連接位置。

（3）切換開關(guān)。它是與分接選擇器配合作用，以承載、接通和斷開已選電路中電流的一種裝置。（4）選擇開關(guān)。它把分接選擇器和切換開關(guān)的作用結(jié)合在一起，是能承載接通和斷開電流的一種裝置（即復(fù)合開關(guān)）。（5）范圍開關(guān)。它具有通電能力，但不能切斷電流。它可將分接繞組的一端或另一端接到主繞組上。（6）操動(dòng)機(jī)構(gòu)。它是驅(qū)動(dòng)分接開關(guān)的一種裝置。（7）過渡阻抗。在切換時(shí)用以限制在兩個(gè)分接頭間的過渡電流，以限制其循環(huán)電流。由于過渡時(shí)間短，其電流密度很大（約80A/mm2）。（8）主觸頭。承載通過電流的觸頭，是不經(jīng)過過渡阻抗而與變壓器繞組相連接的觸頭組，但不用于接通和斷開任何電流。（9）主通斷觸頭。不經(jīng)過過渡阻抗而與變壓器繞組相連接，是能接通或斷開電流的觸頭組。（10）過渡觸頭。它是經(jīng)過串聯(lián)的過渡阻抗而與變壓器繞組相連接的，是能接通或斷開電流的觸頭組。圖4—13為該操動(dòng)機(jī)構(gòu)電氣控制原理圖，圖中SY為聯(lián)鎖開關(guān)，當(dāng)不用電動(dòng)操作而用手動(dòng)操作時(shí)，手動(dòng)操作手柄插入圖4—12中的18后，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的控制電路被SY斷開，電動(dòng)機(jī)無法啟動(dòng)，從而保證手動(dòng)操作時(shí)的人身安全。?380VUVWO圖4—13操動(dòng)機(jī)構(gòu)電氣控制原理圖M—三相交流電動(dòng)機(jī)；1KM、圖4—13操動(dòng)機(jī)構(gòu)電氣控制原理圖M—三相交流電動(dòng)機(jī)；1KM、2KM一交流接觸器；1SB、2SB—按鈕；1XK、2XK一順序開關(guān)；1SF、2SF-極限開關(guān)；SY一連鎖開關(guān)；YB-電磁剎車；（a、Ga2T別為發(fā)送、接收自整角機(jī)；*信號燈2KMCL2XK2KMikMlSF[-7SY]Q1KM2KM2SFF— [L 1L-i-i/—、 HSIKM2KM1IKM"IKM2KM一、變壓器的工作原理變壓器是基于電磁感應(yīng)原理而工作的。正是因?yàn)樗墓ぷ髟硪约肮ぷ鲿r(shí)內(nèi)部的電磁過程與電機(jī)完全相同，因此將它劃為電機(jī)一類，僅是旋轉(zhuǎn)速度為零而已。變壓器本體主要由繞組和鐵芯組成。工作時(shí)，繞組是“電”的通路，而鐵芯則是“磁”的通路。一次側(cè)輸入電能后，因其交變電流在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生交變的磁場(即由電能變成磁場能)；由于匝鏈，二次繞組的磁力線在不斷地交替變化，所以感應(yīng)出二次電動(dòng)勢，當(dāng)外電路接通時(shí)，則產(chǎn)生了感應(yīng)電流，向外輸出電能(即由磁場能又轉(zhuǎn)變成電能)。這種“電一磁一電”的轉(zhuǎn)換過程是建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)上而實(shí)現(xiàn)的，這種能量轉(zhuǎn)換過程也就是變壓器的工作過程。下面再由理論分析及公式推導(dǎo)來進(jìn)一步加以說明：在單相變壓器的原理圖中，如圖4-14所示，閉合的鐵芯上繞有兩個(gè)互相絕緣的繞組。?其中接入電源的一側(cè)叫一次繞組，輸出電能的一側(cè)叫二次繞組。當(dāng)交流電源電壓U1加到一?次繞組后，就有交流電流11通過該繞組并在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通0。這個(gè)交變磁通不僅穿??過一次繞組，同時(shí)也穿過二次繞組，兩個(gè)繞組中將分別產(chǎn)生感應(yīng)電勢E1和E2。這時(shí)若二?次繞組與外電路的負(fù)載接通，便會(huì)有電流12流入負(fù)載Z,即二次繞組就有電能輸出。根據(jù)電磁感應(yīng)定律可以導(dǎo)出一次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢值 E]=4.44dm$X1()7(V) (4—1)二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢值 4.44NBQML(V) (42)式中：于—-電源頻率(Hz),工頻為50Hz；N1——一次側(cè)繞組匝數(shù)，匝；N2——二次側(cè)繞組匝數(shù)，匝；Bm——鐵芯中磁通密度的最大值，T；S——鐵芯截面積，mm2。由以上兩式可以得出E? (4—3)可見，變壓器一、二次側(cè)感應(yīng)電動(dòng)勢之比等于一、二次側(cè)繞組匝數(shù)之比。由于變壓器一、二次側(cè)的漏電抗和電阻都比較小，可忽略不計(jì)，故可近似地認(rèn)為：U1=E1；U2=E2。于是有5AB=兇=K5(N-2 (4—4)式中：K——變壓器的變壓比。變壓器一、二次繞組的匝數(shù)不同，將會(huì)導(dǎo)致一、二次繞組的電壓高低不等：顯然，匝數(shù)多的一邊電壓高，匝數(shù)少的一邊電壓低。這就是變壓器之所以能夠改變電壓的道理；

在一、二次繞組電流11、12的作用下，鐵芯中總的磁勢為i1N1+72N2=/0N1 (4—5)?式中：10——變壓器的空載勵(lì)磁電流。?由于10比較小(通常不超過額定電流的3%?5%),在數(shù)值上可忽略不計(jì)，故上式可演變?yōu)閕iNi+z2n2=i°N產(chǎn)0(4——(4——6)i2~Nrk可見，變壓器一、二次電流之比與一、二次繞組的匝數(shù)成反比。即繞組匝數(shù)多的一側(cè)電流小，匝數(shù)少的一側(cè)電流大；也就是電壓高的一側(cè)電流小，電壓低的一側(cè)電流大。二、變壓器的技術(shù)參數(shù)變壓器在給定的技術(shù)條件下其性能規(guī)定的各種量值，包括冷卻介質(zhì)的條件等，稱為定額。定額中所規(guī)定的各量值稱為額定值，這些額定值都寫在每臺(tái)變壓器的銘牌上。一臺(tái)變壓器的額定值包括容量SN、電壓U.N、電流1N、頻率fN、溫升tn，以及冷卻介質(zhì)的額定要求。銘牌上除標(biāo)有額定值外，還有阻抗電壓百分?jǐn)?shù)%%、空載電流百分?jǐn)?shù)10%、空載損耗、負(fù)載損耗等性能參數(shù)。(一)額定容量(SN)和容量比額定容量是指變壓器在銘牌規(guī)定的條件下，以額定電壓、電流連續(xù)運(yùn)行時(shí)所輸送的單相或三相總視在功率。變壓器的額定容量，是以繞組的額定電壓和額定電流的乘積所決定的視在功率來表示的，它的單位為kVA或MVA。變壓器各側(cè)額定容量之間的比值稱為容量比。.單相雙繞組變壓器TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"Sn=U2/2NxIO”(kVA) (4—7)或 Sn-G-OIMVA) (4T)式中：U2N——二次側(cè)額定電壓，V；12N——二次測額定電流，A。.三相雙繞組變壓器\o"CurrentDocument"Sn=73U2n^2Nxl^-3(kVA) (4—9)或 Sn二一6(MVA) (—0)式中：U2N——二次側(cè)額定線電壓，V；12N——二次側(cè)額定線電流，A。.三繞組變壓器三繞組變壓器，不論是單相還是三相，其額定容量的計(jì)算方法，原則上與上述雙繞組變壓器是相同的。但三繞組變壓器，根據(jù)運(yùn)行方式的不同，三個(gè)繞組的容量可以相等，也可以不相等。這是它和雙繞組變壓器的不同之處。

（1）三個(gè)繞組容量相等時(shí)。以高壓繞組的容量作為變壓器的額定容量，即作為100%,其余兩個(gè)繞組的容量也是100%,通常用100%/100%/100%表示，即表示三個(gè)繞組的容量相等。當(dāng)三個(gè)繞組的容量相等時(shí)，由于運(yùn)行中總是其中兩個(gè)繞組的全部功率總和，等于另一個(gè)繞組的功率。當(dāng)兩個(gè)繞組都按電源共同通過第三個(gè)繞組供給負(fù)載時(shí)，因第三個(gè)繞組的負(fù)載不能超過其額定容量，因此兩個(gè)接電源側(cè)的繞組所通過的功率一定小于其額定容量，不可能達(dá)到滿載。（2）三個(gè)繞組容量不相等時(shí)。以高壓繞組的容量為額定容量，令其為100%,其余兩個(gè)繞組的容量以其與高壓繞組容量之比的百分?jǐn)?shù)表示。三個(gè)繞組容量不等時(shí)，中、低壓繞組容量的百分?jǐn)?shù)必有一個(gè)或兩個(gè)不是100%。根據(jù)我國現(xiàn)行規(guī)定的制造標(biāo)準(zhǔn)，可以有多種搭配方式，即100%/100%/50%或100%/50%/100%（舊標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定小容量繞組的容量百分?jǐn)?shù)為67%）。各側(cè)繞組的功率，以任何方式運(yùn)行時(shí)，均不能超過其定額的允許值。（二）額定電壓（UN）和電壓比（變比）額定電壓是指變壓器長時(shí)間運(yùn)行時(shí)，設(shè)計(jì)條件所規(guī)定的電壓值（線電壓）。變壓器一次側(cè)的額定電壓是指規(guī)定的加到一次例的線電壓，變壓器二次側(cè)的額定電壓是指變壓器空載，而一次側(cè)加上額定電壓時(shí)，二次側(cè)的端電壓（線電壓）。在我國低壓配電變壓器采用dn接線方式時(shí)，低壓側(cè)的額定電壓采用400/230V,即線電壓為400V,相電壓為230V；變壓器較高壓的額定電壓值有3000、3150、3300、6000、6600、10000、13800、15700、35000、63000、110000、220000、330000、500000V等。電壓比（變比）是指變壓器各側(cè)額定電壓之間的比值。（三）額定電流（/N）額定電流是指變壓器在額定容量、額定電壓下運(yùn)行時(shí)通過的線電流。三相變壓器一次側(cè)和二次側(cè)的額定電流，等于變壓器的額定容量或該側(cè)的額定容量除以＜3倍的該側(cè)額定電壓，所得的電流值就是相應(yīng)的額定電流。因?yàn)樽儔浩鞯男屎芨?，所以可以認(rèn)為兩側(cè)繞組的額定容量是相等的。下面舉兩個(gè)計(jì)算額定電流的例子。［例4—2］有一臺(tái)三相變壓器，它的額定容量SN=120000kVA；一次側(cè)和二次側(cè)的額定電壓分別為U1n=220000V；U2N=37500V。這時(shí)一次側(cè)和二次側(cè)的額定電流應(yīng)為120000X10!=315(A)73U1N73X220000】2N=Sn】2N=Sn120000x1()3打On打x37500=1847.5(A)［例4—3］有一臺(tái)三相三繞組變壓器，它的額定容量為180000kVA,它們之間的容量比為100%/100%/100%,高、中、低三側(cè)電壓分別220000V、110000V、37500V。這時(shí)各側(cè)的額定電流應(yīng)為I高二/中;180000X1()3J3I高二/中;180000X1()3J3X220000180000X10373X110000180000x1Q373x37500=472.4(A)=903.7(A)=2771.4(A)（四）額定頻率（fN）我國規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)頻率為50Hz。（五）相數(shù)單相或三相。（六）連接組標(biāo)號（接線組別）三相變壓器的每一個(gè)電壓側(cè)都有三個(gè)繞組，高壓側(cè)繞組用U-X、V-Y、W-Z作線端標(biāo)志，低壓側(cè)繞組用u-x、v-y、w-z作線端標(biāo)志，若為三繞組變壓器，則中壓側(cè)繞組用Um-Xm、Vm-Ym、Wm-Zm作線端標(biāo)號。U、V、W、Um、Vm、Wm和u、v、w為繞組的首端，X、Y、Z、Xm>Y；Zm和x、y、x為繞組的末端。。 m mm雙繞組變壓器有高壓和低壓兩個(gè)繞組，它們由一個(gè)共同的主磁通中鍵鏈著。當(dāng)主磁通隨時(shí)間變化時(shí)，兩個(gè)繞組都要產(chǎn)生感應(yīng)電勢，這兩個(gè)電勢之間有一定的相位關(guān)系，也就是說，在某一瞬間，當(dāng)一個(gè)繞組的某一端頭為正（高電位）時(shí)，則另一個(gè)繞組中的一個(gè)端頭也是正（高電位）的，這兩個(gè)端頭在圖4—15中用符號"”（或“+”、“*”）表示出來，稱為變壓器的同極性端子。(a) (b)圖4—15變壓器繞組的極性（a）繞線方向相同時(shí)的同極性端頭；（b）繞線方向不相同時(shí)的同極性端頭變壓器繞組的繞線方向可有兩種，一種是兩個(gè)繞組的繞線方向相同，如圖4—15（a）所示，這時(shí)根據(jù)產(chǎn)生磁通中的右手定則來確定極性時(shí)，它們的同極性端頭都在上端；另一種是兩個(gè)繞組的繞線方向不相同，如圖4—15（b）所示，這時(shí)用右手定則來確定極性時(shí)，它們的同極性端子，一個(gè)在上端，另一個(gè)在下端。在給繞組的端頭規(guī)定首端和末端的線端標(biāo)志時(shí)，有兩種標(biāo)志方法，這樣高壓繞組和低壓繞組的電勢在相位關(guān)系上也就出現(xiàn)兩種情況，一種標(biāo)志方法是將高、低壓繞組的同極性的端頭，都標(biāo)志為首端，然后接到相應(yīng)的出線套管上，如圖4—16（a）、（b）所示，用這種標(biāo)志法時(shí)，高壓繞組電勢EXU與低壓繞組電勢E村。是同相位的，即沒有相位差；另一種標(biāo)志法是將高、低壓繞組的不同極性（也稱減極性）的端頭標(biāo)志為首端，如圖4—16（c）、（d）所示，用這種標(biāo)志法時(shí)，電勢EXU與EXU的相位是相反的，它們之間有180°的相位差。由上可知，變壓器的兩個(gè)首端U與u、兩個(gè)末端X與x都不一定是同極性的端子。上述兩種不同的線端標(biāo)志法，使高壓和低壓繞組的電勢之間存在著不同的相位關(guān)系。為了判定這種相位關(guān)系，可用下面的試驗(yàn)方法來測定。圖4—17所示為交流法測定變壓器極性的測試電路，將尾端X、x連接起來，在高壓側(cè)UX、低壓側(cè)ux及首端U、u之間，分別接上電壓表PV「PV2和PV3,然后在高壓側(cè)加一適當(dāng)?shù)慕涣麟妷海x取電壓表PV「PV2和PV3的數(shù)值，如果高、低壓兩側(cè)電勢的相位相同，則電壓表PV3的讀數(shù)為PV1與PV2之差；如果高、低壓兩側(cè)電勢的相位相反，則電壓表PV3的讀數(shù)為PV1與PV2之和。所以，由測得數(shù)據(jù)可確定前者為減極性變壓器，如圖4—17（a）所示；后者為加極性變壓器，如圖4—17（b）所示。在我國，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定只生產(chǎn)減極性電力變壓器。

圖4-16變壓器出線的兩種不同標(biāo)志法（a）、（b）首端或末端屬同極性；（c）、（d）首端或末端屬異極性變壓器的極性關(guān)系是可以改變的，只需將任一側(cè)繞組的繞線方向或線端標(biāo)記改變即可實(shí)現(xiàn)。這樣減極性的變壓器便可以變?yōu)榧訕O性的變壓器，而加極性的變壓器也可以變?yōu)闇p極性的變壓器，但如果同時(shí)改變兩側(cè)繞組的繞線方向或線端標(biāo)記，則變壓器的極性關(guān)系并不會(huì)改變。上述兩種不同的線端標(biāo)志法，即構(gòu)成兩種不同的連接組，它們可以用一種特別規(guī)定的符號來表示，即時(shí)鐘表示法。就是把高壓側(cè)和低壓側(cè)的電勢相量分別視為時(shí)鐘的長針和短針，針頭為首端，把長針固定在12點(diǎn)鐘位置上，再看短針?biāo)傅奈恢茫⒁云渌镜溺婞c(diǎn)數(shù)作為變壓器的連接組號。于是，圖4—16（a）與（b）所示的變壓器即為I，i0（I/.I—12）接線組，因?yàn)楦邏簜?cè)的電勢相量和低壓側(cè)的電勢相量都指在12點(diǎn)鐘上，圖4—16（c）與（d）所示的變壓器即為I，i6（I/1—6）接線組，因?yàn)楦邏簜?cè)的電勢相量指在12點(diǎn)鐘上，而低壓側(cè)的電勢相量則指在6點(diǎn)鐘上。其中I，i（I/1）是表示為單相變壓器，在我國，單相變壓器的標(biāo)準(zhǔn)接線組規(guī)定為I，i0（I/1—12）。圖4-17交流法測定變壓器的極性（a）減極性變壓器；（b）加極性變壓器三相變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)，各有U-X、V-Y、W-Z與u-x、v-y、w-z三個(gè)單相繞組，每側(cè)三個(gè)單相繞組在組成三相電路時(shí)可有好幾種接線方法。在我國，基本的接線方法有兩種，即星形（或稱Y或y形）和三角形（或稱D或d形）接法。在星形接法中，是將每三個(gè)單相繞組的末端X、Y、Z或x、y、z連接在一起，成為中性點(diǎn)N（心，將三個(gè)單相繞組的首端U、V、W或u、v、w引出來，連接三相電路的相線。三角形接法按其連接順序又可分兩種，一種是將繞組按順序UX-WZ-VY或ux-wz-vy連接，并將U、V、W或u、v、w引出來，連接三相電路的相線；另一種是將繞組按順序UX-VY-WZ或ux-vy-wz連接，同樣將U、V、W或u、v、w引出來，連接三相電路的相線。三相變壓器的高壓側(cè)和低壓側(cè)繞組，均可以接成星形或三角形，于是三相變壓器便可構(gòu)成很多種接線方式，例如高壓側(cè)和低壓側(cè)繞組都接成星形時(shí)，就構(gòu)成Y，y（Y/Y）接線。高壓側(cè)是三角形連接，低壓側(cè)是星形連接時(shí)，就構(gòu)成D，y（△/￥）接線。高壓側(cè)星形連接，低壓側(cè)繞組是三角形連接時(shí)，就構(gòu)成Y，d（￥/△）接線。高、低壓側(cè)都接成三角形時(shí)，就構(gòu)成D，d（△/△）接線。我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)連接組只采用前兩種，即Y，y（Y/Y）和Y，d（丫/^）兩種接線方式。由于高、低壓側(cè)三相繞組接線方式的不同，高、低壓側(cè)對應(yīng)的線電壓之間，便可能產(chǎn)生各種不同的相位差。又由于同一種接線方式下，高、低壓繞組之間可以有兩種不同的極性，更增加了高、低壓側(cè)線電壓之間相位差的差別。三相變壓器的接線組別，可以得到從1點(diǎn)鐘到12點(diǎn)鐘的各種連接組別，但其中只有Y，y0（Y/Y-12）和Y，dll（丫/4-11）連接組被廣泛采用?，F(xiàn)將我國采用的兩種接線組別的判斷方法分述于下。1.Y，y0（Y/Y-12）接線組當(dāng)變壓器的高壓側(cè)和低壓側(cè)都采用星形接線方式時(shí)，可以得到各偶數(shù)的接線組別。圖4—18所示為Y，y0（Y/Y-12）接線組，變壓器的高壓側(cè)和低壓側(cè)都接成星形接線，且高壓側(cè)和低壓側(cè)都以同極性的端頭作為首端，末端X、Y、Z和x、y、z都連接成中性點(diǎn)，在這? ? ? ? ? ?種接線組中，高壓和低壓繞組對應(yīng)的相電壓UU與Uu、UV與Uv、UW與Uw都是同相位? ? ? ? ? ?的，同時(shí)高、低壓側(cè)對應(yīng)的線電壓0UV與Uuv、UVW與Uvw、UWU與Uwu也都是同相位?的，即它們之間沒有相位差。如采用時(shí)鐘表示法，把高壓側(cè)的線電壓UUV相量當(dāng)作時(shí)鐘的?長針指向12點(diǎn)鐘，這時(shí)低壓側(cè)的線電壓的相量Uuv作為時(shí)鐘的短針也指向12點(diǎn)鐘，所以這種連接法應(yīng)為Y，y0(Y/Y-12)接線組。圖圖4—18Y,yO(Y/Y-12)接線組Y,dll(Y/4-11)接線組當(dāng)變壓器采用此種接法時(shí)，可以得到各奇數(shù)的接線組別。圖4-19所示的為Y,d11(Y/△-11)接線組，高壓側(cè)接成星形，而低壓繞組按順序ux-wz-vy接成三角形，高、低壓繞組? ? ? ? ? ?都以同極性的端頭作為首端。這時(shí)相電壓Uu與Uu、UV與Uv、UW與Uw都是同相位的,? ? ? ? ? ?而線電壓UUV與Uuv、UVW與Uvw、UWU與Uwu均有滯后30°的相位差角，即高壓側(cè)線?電壓比對應(yīng)的低壓側(cè)線電壓滯后30°。采用時(shí)鐘法來表示時(shí)，應(yīng)將UUV指在12點(diǎn)鐘位置,?而Uuv則指在11點(diǎn)鐘處，所以這種接法是Y,d11(Y/4-11)接線組。我國制造的雙繞組電力變壓器，規(guī)定采用下列3種標(biāo)準(zhǔn)接線組別。Y，yn0（Y/Y0-12）用在低壓側(cè)電壓為400/230V的配電變壓器中，供電給動(dòng)力和照明混合負(fù)載。三相動(dòng)力負(fù)載用400V線電壓，單相照明負(fù)載用230V相電壓。Yn表示星形連接的中心點(diǎn)引至變壓器箱殼的外面再接地。（2）Y，dll（丫/4-11），用在低壓側(cè)電壓高于400V、高壓側(cè)電壓為35kV及以下的輸配電系統(tǒng)中。（3）YN，d11（丫0/4-11），用在高壓側(cè)需要中性點(diǎn)接地的輸電系統(tǒng)中，例如110kV及220kV等高壓系統(tǒng)中。此外也可用在低壓側(cè)電壓高于400V、高壓側(cè)電壓為35kV及以下的輸配電系統(tǒng)中。（4）三相三繞組變壓器常用連接組標(biāo)號。三繞組變壓器，若高壓側(cè)為中性點(diǎn)引出的星形連接方式，中壓側(cè)為中性點(diǎn)引出的星形連接方式，低壓為三角形連接方式，且各側(cè)首、末端均為同極性則兩個(gè)星形側(cè)的對應(yīng)線電壓是同相位（鐘時(shí)序數(shù)0）的，而三角形側(cè)的對應(yīng)線電壓則超前30°（鐘時(shí)序數(shù)11），所以連接組標(biāo)號應(yīng)為YN，yn0，d11（Y0/Y0/A-12-11）o帶第三繞組的自耦變壓器，自耦連接的三相高、中壓繞組為中性點(diǎn)引出的星形連接方式，低壓的第三繞組為三角形連接方式。自耦連接的高、中壓側(cè)對應(yīng)線電壓同相位（鐘時(shí)序數(shù)0），而三角形側(cè)的對應(yīng)線電壓超前30°（鐘時(shí)序數(shù)11），所以連接組標(biāo)號應(yīng)為YN，a0，d11（O-Y0/△-12-11）o（七）額定冷卻介質(zhì)溫度對于吹風(fēng)冷卻的變壓器，指的是變壓器運(yùn)行時(shí)，其周圍環(huán)境中空氣的最高溫度，我國規(guī)定不應(yīng)超+40℃。因?yàn)橹車目諝饩褪沁@種冷卻方式的冷卻介質(zhì)。溫度過高時(shí)，將影響變壓器的冷卻效果，所以在銘牌上有對冷卻介質(zhì)溫度的規(guī)定。（八）額定溫升（tN）變壓器內(nèi)繞組或上層油面的溫度與變壓器外圍空氣的溫度之差，稱為繞組或上層油面的溫升。在變壓器的銘牌上都規(guī)定了變壓器溫升的限值。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，當(dāng)變壓器安裝地點(diǎn)的海拔高度不超過1000m時(shí)，繞組溫升的限值為65℃。上層油面溫升的限值為55℃，此時(shí)變壓器周圍空氣的最高溫度為+40℃,最低溫度為-30℃。因此，變壓器在運(yùn)行時(shí)，上層油面的最高溫度不應(yīng)超過+95℃。為保證變壓器油在長期使用條件下不致過快地劣化變質(zhì)，變壓器的上層油面溫度，不宜經(jīng)常超過85℃。當(dāng)變壓器安裝地點(diǎn)的海拔高度超過1000m時(shí)，或周圍空氣溫度超過+40℃時(shí)，由于散熱效率降低，為保證變壓器的溫度不超過上述限值，變壓器的額定容量應(yīng)作相應(yīng)修正，需稍降低些。（九）冷卻方式變壓器的冷卻介質(zhì)有油（0）、水（W）和空氣（A）。循環(huán)種類有自然循環(huán)（N）、強(qiáng)迫非導(dǎo)向油循環(huán)（F）、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)（D）。變壓器的冷卻方式，與其容量的大小有關(guān)，表示方法有以下幾種：（1）浸自冷卻0NAN。（2）油浸風(fēng)冷卻0NAF。（3）油浸強(qiáng)迫非導(dǎo)向油循環(huán)，風(fēng)冷卻0FAF。（4）油浸強(qiáng)迫非導(dǎo)向油循環(huán)，水冷卻0FWF。（5）油浸強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)，風(fēng)冷卻0DFA。（6）油浸強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)，水冷卻0DWF。（十）空載損耗（P0）空載損耗又稱鐵損，是指變壓器一個(gè)繞組加上額定電壓，其余繞組開路時(shí)，在變壓器中消耗的功率。變壓器的空載電流很小，它所產(chǎn)生的銅損可忽略不計(jì)，所以空載損耗可認(rèn)為是變壓器的鐵損。鐵損包括磁滯損耗和渦流損耗?？蛰d損耗一般與溫度無關(guān)，而與運(yùn)行電壓的高低有關(guān)，當(dāng)變壓器接有負(fù)載后，變壓器的實(shí)際鐵芯損耗小于此值。（十^一）空載電流（/0%）空載電流是指變壓器在額定電壓下空載運(yùn)行時(shí)，一次側(cè)通過的電流。不是指剛合閘瞬間的激磁涌流峰值，而是指合閘后的穩(wěn)態(tài)電流。空載電流常用其與額定電流比值的百分?jǐn)?shù)表示Io%二聯(lián)X100%（4—11）（十二）負(fù)載損耗（PK）（短路損耗或銅損耗）負(fù)載損耗是指當(dāng)一側(cè)加電壓而另一側(cè)短接，使電流為額定電流時(shí)（對三繞組變壓器，第三個(gè)繞組應(yīng)開路），變壓器從電源吸取的有功功率。按規(guī)定負(fù)載損耗應(yīng)是折算到參考溫度（75℃）下的數(shù)值。因測量時(shí)實(shí)為短路狀態(tài)，所以又稱短路損耗。短路狀態(tài)下，使短路電流達(dá)到額定值的電壓很低，表明鐵芯中的磁通量很少，鐵損很小，可略去不計(jì)，故可認(rèn)為短路損耗就是變壓器繞組中的銅損耗。對三繞組變壓器而言，有三個(gè)負(fù)載損耗，其中最大一個(gè)值作為該變壓器的額定負(fù)載損耗。負(fù)載損耗是考核變壓器性能的主要參數(shù)之一。實(shí)際運(yùn)行時(shí)的變壓器負(fù)載損耗并不是上述規(guī)定的負(fù)載損耗值，因?yàn)樨?fù)載損耗不僅決定于負(fù)載電流大小，而且還與周圍環(huán)境溫度有關(guān)。（十三）阻抗電壓百分?jǐn)?shù)（%%）雙繞組變壓器，當(dāng)一側(cè)人為地短路，另一側(cè)施加一個(gè)降低了的電壓并使兩側(cè)的電流都達(dá)到額定值時(shí)，這一降低了的電壓數(shù)值與額定電壓之比的百分?jǐn)?shù)，即為這臺(tái)雙繞組變壓器的阻抗電壓百分?jǐn)?shù)。上述短路狀態(tài)下所加的電壓實(shí)際上是變壓器通過額定電流時(shí)內(nèi)部漏阻抗所引起的電壓降數(shù)值，且主要是漏電抗壓降。為了求得變壓器的阻抗電壓百分?jǐn)?shù)，需要對變壓器進(jìn)行短路試驗(yàn)，測試電路如圖4-20所示。這時(shí)，將變壓器的二次繞組端頭u-x之間用導(dǎo)線短接起來，在一次繞組U-X的端頭上加比其額定電壓適當(dāng)降低了的短路電壓U.K,這個(gè)短路電壓的數(shù)值是這樣確定的，它將使

一次繞組的電流達(dá)到額定值，而這時(shí)二次繞組中的電流也必定達(dá)到額定值，即一次和二次繞組的電流都同時(shí)達(dá)到額定值。這時(shí)，在一次繞組端頭上所加的這個(gè)電壓就稱為變壓器的短路電壓UK。短路電壓通常以其與額定電壓之比的百分?jǐn)?shù)來表示，即（4—12）（4—12）（4—13）測試時(shí)所加的短路電壓，就是降落在變壓器繞組漏阻抗上的電壓降? ?UK=1KZK短路阻抗用百分?jǐn)?shù)%%來表示時(shí)ZK%=VSxiOO%上式中Zk%=色為基準(zhǔn)阻抗，即當(dāng)額定電壓UN加到該阻抗上時(shí)，通過的電流就等于該變壓器的額定電流IN。經(jīng)過數(shù)學(xué)推導(dǎo)可以得到zN%= x100%xloo%=uK%Un '可見變壓器漏阻抗百分?jǐn)?shù)與短路電壓百分?jǐn)?shù)是相等的，故稱為阻抗電壓百分?jǐn)?shù)。短路電壓UK的物理意義即為該變壓器在一次繞組和二次繞組的電流達(dá)到額定值時(shí)，所引起的內(nèi)部漏阻抗總壓降，也就是變壓器在滿載（額定電流）運(yùn)行時(shí)，變壓器內(nèi)部漏阻抗壓降的數(shù)值。短路電壓百分?jǐn)?shù)是變壓器的一個(gè)重要特性參數(shù)，它對變壓器的電壓變動(dòng)及并列運(yùn)行有重要意義，對變壓器二次側(cè)發(fā)生突然短路時(shí)的短路沖擊電流，有決定性的意義。這個(gè)數(shù)值的大小與變壓器容量的大小有關(guān)，一般的規(guī)律是變壓器容量小時(shí)，短路電壓百分?jǐn)?shù)亦小，當(dāng)容量逐漸增大時(shí)，短路電壓百分?jǐn)?shù)亦隨之逐漸增大。我國生產(chǎn)的電力變壓器，其短路電壓百分?jǐn)?shù)國家標(biāo)準(zhǔn)都有規(guī)定，它的數(shù)值在4%?24%的范圍內(nèi)。但亦有因?yàn)樘厥獾男枰?，制作成某一個(gè)特殊數(shù)值短路電壓百分?jǐn)?shù)的變壓器。在設(shè)計(jì)變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)時(shí)，要非常準(zhǔn)確地使設(shè)計(jì)值與實(shí)測值相一致是比較困難的，允許存在一定的誤差。由于三繞組變壓器有高、中、低三個(gè)電壓的繞組，測每兩個(gè)繞組之間的阻抗電壓百分?jǐn)?shù)時(shí)，應(yīng)將第三個(gè)繞組處在開路狀態(tài)。這樣就必須有三個(gè)阻抗電壓百分?jǐn)?shù)，即用高一中；高一低；中一低共三個(gè)阻抗電壓百分?jǐn)?shù)表示之，它的詳細(xì)情況，請參考其他教材。（十四）零序阻抗（zK0）對于Y,d連接的雙繞組變壓器，在高壓側(cè)星形接線的U、V、W三相連在一起的端子和中性點(diǎn)端子間施加一個(gè)試驗(yàn)電壓（uK0）,低壓側(cè)出線開路，測量所加電壓（uK0）和回路中電流（"0）,便可計(jì)算出高壓側(cè)接電源時(shí)的零序阻抗。對三繞組變壓器，當(dāng)其為YN,yn,d連接方式時(shí)，除在高壓側(cè)將三相繞組并聯(lián)加單相電壓，低壓側(cè)開路，中壓側(cè)開路、短路各測一次外，還要以同樣的方法測量中壓側(cè)加試驗(yàn)電壓，低壓側(cè)開路，高壓側(cè)開路和短路各測一次。實(shí)際對三繞組變壓器，零序阻抗共計(jì)要測4次，所測得的零序阻抗分別為高壓側(cè)和中壓側(cè)接電源時(shí)的零序激磁阻抗和零序漏阻抗。零序阻抗計(jì)算式為Zko= (0) ( 、Iko (4—14)(十五)變壓器型號及其含義在變壓器的銘牌上，除規(guī)定了該變壓器的額定運(yùn)行數(shù)據(jù)外，還有用文字符號表示的變壓器型號。變壓器的產(chǎn)品型號已有新的國家標(biāo)準(zhǔn)，但目前舊型號的變壓器仍在使用，因此必須熟悉新、舊兩種型號所代表的意義。新、舊型號及其所代表的意義對比如表4—2所示。表4-2變壓器型號的含義符號含義代表符號符號含義代表符號新型號舊型號新型號舊型號單相變壓器DD雙繞組變壓器不表示不表示三相變壓器SS三繞組變壓器SS油浸式不表示J無勵(lì)磁調(diào)壓不表示不表示空氣自冷式不表示不表示有載調(diào)壓ZZ風(fēng)冷式FF鋁線變壓器不表示L水冷式WS干式GK油自然循環(huán)不表示不表示自耦變壓器0O強(qiáng)迫油循環(huán)PP分裂變壓器FF?強(qiáng)迫油導(dǎo)向循環(huán)D不表示干式澆注絕緣CC注：O在前面表示降壓變壓器；O在后面表示升壓變壓器。變壓器型號文字符號后面的數(shù)字所代表的意義是：斜線的左面表示容量，單位為kVA；斜線的右面表示高壓側(cè)的額定電壓，單位為kV。型式舉例如下：(1)三相油浸自冷式雙繞組鋁線500kVA、10kV電力變壓器：新型號表示為S—500/10；舊型號表示為SJL—500/100(2)三相油浸風(fēng)冷三繞組鋁線8000kVA、35kV電力變壓器：新型號表示為SFSL—8000/35；舊型號表示為SJFSL—8000/35o第三節(jié)互感器互感器是一種特種變壓器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測量儀表、繼電器的電壓和電流線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況。互感器分為電壓互感器和電流互感器。電壓互感器是原繞組并聯(lián)于一次電路內(nèi)，副繞組與測量儀表和繼電器的電壓線圈并聯(lián)連接；電流互感器是原繞組串聯(lián)于一次電路內(nèi)，副繞組與測量儀表和繼電器電流線圈串聯(lián)?；ジ衅鞯淖饔萌缦拢?1)互感器與電氣儀表和繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置配合，測量電力系統(tǒng)高電壓回路的電壓。電流及電能等參數(shù)；(2)互感器使二次設(shè)備和工作人員均能與高電壓隔離，且互感器二次接地，從而保障了工作人員與設(shè)備安全；(3)互感器使二次側(cè)所取量統(tǒng)一，有利于二次設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化；(4)互感器使二次回路不受一次系統(tǒng)的限制，可以使接線簡單化；(5)互感器使二次設(shè)備用低電壓、小電流連接控制，便于集中控制。一、電壓互感器電壓互感器是將電力系統(tǒng)的高電壓變成一定標(biāo)準(zhǔn)的低電壓(100V或100/3A)的電氣設(shè)備。電壓互感器從結(jié)構(gòu)上講是一種小容量、高電壓比的降壓變壓器，基本原理與變壓器相同。但是電壓互感器不輸送電能，僅作為測量和保護(hù)用的標(biāo)準(zhǔn)電源。其原理電路見圖4—21。.電壓互感器的特點(diǎn)(1)電壓互感器二次回路的負(fù)載(測量表計(jì)的電壓線圈和繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置的電壓線圈)恒定且其阻抗很大；二次工作電流小，相當(dāng)于變壓器的空載運(yùn)行狀態(tài)。(2)電壓互感器始終處于空載運(yùn)行狀態(tài)，消耗功率很小，二次電壓基本上等于二次電動(dòng)勢，只決定于恒定的一次電壓，所以測量電壓具有一定的準(zhǔn)確級。(3)電壓互感器二次繞組不能短路。由于電壓互感器的正常負(fù)載是阻抗很大的儀表或繼電器電壓線圈；而發(fā)生短路后，二次回路阻抗僅僅是互感器二次繞組的阻抗，因此在二次回路中會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流，影響測量表計(jì)的指示，造成繼電保護(hù)誤動(dòng)，甚至燒毀互感器。(4)電壓互感器二次繞組及零序電壓繞組的一端必須接地。否則在線路發(fā)生故障時(shí)，在二次繞組和零序電壓繞組上感應(yīng)出高電壓，危及儀表、繼電器和人身的安全。一般是中性點(diǎn)接地；也可采用V相接地。.電壓互感器的結(jié)構(gòu)電壓互感器的結(jié)構(gòu)可分為普通式和串級式兩種。所謂普通式就是二次繞組和一次繞組完全相互耦合，與普通的變壓器一樣，此類結(jié)構(gòu)常用于一次電壓為35kV及以下的電壓互感器。所謂串級式就是一次繞組由幾個(gè)單元串聯(lián)而成，最后一個(gè)單元接地，二次繞組只與最后一個(gè)單元耦合。如圖4—22所示為JSJW型三相五柱式電壓互感器。該電壓互感器在6—10kV配電裝置中得到廣泛的應(yīng)用。它有兩個(gè)邊柱鐵芯可做為零序磁通的通路。在發(fā)生一相接地時(shí)，其鐵芯發(fā)熱情況將比三相三柱式電壓互感器好得多。圖4一22三相五柱式電壓互感器結(jié)構(gòu)原理這種電壓互感器有兩個(gè)二次線圈，一個(gè)接成星形，供測量和繼電保護(hù)裝置用；一個(gè)接成開口三角形作接地保護(hù)用。其特點(diǎn)為：（1）既可測線電壓，又能測相電壓，還能用來監(jiān)視電網(wǎng)對地的絕緣；（2）無油枕，內(nèi)部留有緩沖空間；（3）單相接地時(shí)，鐵芯發(fā)熱情況比其他的互感器要好。.電壓互感器分類電壓互感器按相數(shù)可以分為單相和三相，按繞組數(shù)可分為雙繞組、三繞組式，按地點(diǎn)可分為戶內(nèi)式和戶外式等，按絕緣方式可分為干式、油浸式、澆注式等。.電壓互感器技術(shù)參數(shù)（1）電壓互感器的銘牌。 額定電壓等級（kV） 設(shè)計(jì)序號：1、2、3… 結(jié)構(gòu)特征和用途：B-三相帶補(bǔ)償繞組;J-接地保護(hù)W—三繞組三相五柱鐵芯 結(jié)構(gòu)特征：J—油浸式;C-瓷箱式;Z-澆注式；G一干式;R?—電容分壓式 相數(shù)和組合方式：D一單相;S-三相;C一串級式 類別：J-電壓互感器（2）變比及額定電壓。Kn=Uin/U2n （415）式中：KN——互感器變比；u1N和u2N——為一、二次額定電壓，V,kV；U2N——接近于空載電壓。（3）準(zhǔn)確級和容量。電壓互感器誤差的數(shù)值就是它的準(zhǔn)確度（級數(shù)），通常分為0.2、0.5、1、3級等四種準(zhǔn)確等級。準(zhǔn)確級限制容量的大小。電壓互感器的誤差分為電壓誤差（△U）及角誤差（6）兩種。電壓互感器二次回路的負(fù)載及其功率因數(shù)，對誤差值有顯著的影響。為了使測定值準(zhǔn)確，應(yīng)限制電壓互感器的負(fù)載，使電壓互感器在正常運(yùn)行時(shí)接近于空載，即負(fù)載電流接近于零。5.電壓互感器的接線電壓互感器常用的接線有3種，V,v接線、Y,yn接線和YN,yn,d接線。V,v接線。V,v接線由兩臺(tái)單相電壓互感器組成，V,v接線只能測量線電壓，不能測量相電壓，其接線如圖4—23所示。圖4—23V,v接線Y,yn接線。Y,yn接線由三臺(tái)單相電壓互感器或一臺(tái)三相雙繞組電壓互感器組成。當(dāng)電壓互感器一次側(cè)中性點(diǎn)不接地，二次側(cè)中性點(diǎn)接地時(shí)，能夠測量線電壓和相電壓，但不能測量相對地電壓，其接線如圖4—24所示。（3）YN，yn，d接線。YN，yn，d接線由三臺(tái)單相電壓互感器或一臺(tái)三相五柱式電壓互感器組成。電壓互感器一、二次側(cè)中性點(diǎn)均接地，YN，yn，d接線能夠測量線電壓和相對地電壓；第三繞組接成開