電力變壓器理論

電力變壓器根底知識(shí)

變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，它利用電磁感應(yīng)原理將

一種電壓等級(jí)的交流電能轉(zhuǎn)變成另一種電壓等級(jí)的交流電能.

變壓器用途一般分為電力變壓器和特種變壓器及儀用互感器

〔電壓互感器和電流互感器〕.電力變壓器按冷卻介質(zhì)可分為

油浸式和干式兩種.

在電力系統(tǒng)中，電力變壓器〔以下簡(jiǎn)稱變壓器〕是一個(gè)重

要的設(shè)備.發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)輸出電壓由于受發(fā)電機(jī)絕緣水平限

制,通常為6.3kV、IO.5kV,最高不超過(guò)

2OkVo在遠(yuǎn)距離輸送電能時(shí),須將發(fā)電機(jī)的輸出電壓

通過(guò)升壓變壓器將電壓升高到幾萬(wàn)伏或幾十萬(wàn)伏,以降低輸電

線電流,從而減少輸電線路上的能量損耗.

輸電線路將幾萬(wàn)伏或幾十萬(wàn)伏的高壓電能輸送到負(fù)荷區(qū)

后,須經(jīng)降壓變壓器將高電壓降低,以適合于用電設(shè)備的使用.

故在供電系統(tǒng)中需要大■的降壓變壓器,將輸電線路輸送的高

壓變換成不同等級(jí)的電壓，以

滿足各類負(fù)荷的需要.

由多個(gè)電站聯(lián)合組成電力系統(tǒng)時(shí)，要依靠變壓器將不同

電壓等級(jí)的線路連接起來(lái).所以,變壓器是電力系統(tǒng)中不可缺

少的重要設(shè)備.

第一節(jié)變壓器的工作原理與結(jié)構(gòu)

一、變壓器的工作原理

變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的.圖2r是單相

變壓器的原理中在閉合的鐵芯上,繞有兩個(gè)互相

絕緣的繞組,其中，接入電源的一側(cè)叫一次側(cè)繞組,輸出電能的

一側(cè)為二次側(cè)繞組.當(dāng)交流電源電壓U1加到一次側(cè)繞組后，

就有交流電流h通過(guò)該繞組，在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通.，這個(gè)

交變磁通不僅穿過(guò)一次側(cè)繞組,同

過(guò)繞繞產(chǎn)電

時(shí)也期

—次側(cè)

組，兩個(gè)一

玄

組分別生

感應(yīng)

2-1單相變壓器原理

勢(shì)Ei和E2,這時(shí),如果二次側(cè)繞組與外電路的負(fù)荷接

通，便有電流L,流入負(fù)荷,即二次側(cè)繞組有電能輸出.

根據(jù)電磁感應(yīng)定律可以導(dǎo)出：一次側(cè)繞組感應(yīng)電勢(shì)

為:Ei=4.44fNi.m二次側(cè)繞組感應(yīng)電勢(shì)為:E2=

4.44fN2m

式中:f-----電源頻率；

Ni........次側(cè)繞組匝數(shù);

二次側(cè)繞組匝數(shù);

0m…鐵芯中主磁通幅值.

vv

由?、式得出：/E?~/N

(21)(2-2)=2

由此可見(jiàn),變壓器一、二次側(cè)感應(yīng)電勢(shì)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擬小，

可以忽略不計(jì)，因此可近似地認(rèn)為:

一次電壓有效值:二次電壓有效值：U2QE2

于是

式中:K?一■變壓器的變比.

變壓器一'二次側(cè)繞組因匝數(shù)不同將導(dǎo)致一'二次

側(cè)繞組的電壓上下不等,匝數(shù)多的一邊電壓高,匝數(shù)少的一邊

電壓低,這就是變壓器能夠改變電壓的道理.

如果忽略變壓器的內(nèi)損耗,可認(rèn)為變壓器二次輸出

功率等于變壓器一次輸入功率,即：

U1T1=U2l2(2-5)

式中h、12分別為變壓器一次、二次電流的有效值.

由此可得出：4=人=1(2-6)

/.N.K■&

由此可見(jiàn)，變壓器一、二次電流之比與一'二次繞組的匝

數(shù)比成反比.即變壓器匝數(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、變壓器的結(jié)構(gòu)

中小型油浸電力變壓器典型結(jié)構(gòu)如圖2?2所示.

1、高壓套管2、分接開(kāi)關(guān)3、低壓套管4、

體繼電器

5、平安氣道〔放爆管〕6、油枕〔儲(chǔ)油柜〕7、

油表8、呼吸器〔吸濕器〕9、散熱器10、銘牌11、接地

螺栓12、油樣

活門(mén)13V放油閥門(mén)

14、活門(mén)15、繞組〔線圈〕16.信號(hào)溫度計(jì)

17、鐵芯18、凈油器

19、油箱20、變壓器油

1afc-H-

1%詼心

(1)鐵芯結(jié)構(gòu)

變壓器的鐵芯是磁路局部.由鐵芯柱和鐵扼兩局部組成.

繞組套裝在鐵芯柱上,而鐵扼那么用來(lái)使整個(gè)磁路閉合.鐵芯

的結(jié)構(gòu)一般分為心式和殼式兩類.

心式鐵芯的特點(diǎn)是鐵扼靠著繞組的頂面和底面，但

不包圍繞組的側(cè)面.殼式鐵芯的特點(diǎn)是鐵扼不僅包圍繞組的頂

面和底面,而且還包圍繞組的側(cè)面.由于心式鐵芯結(jié)構(gòu)比擬簡(jiǎn)

單,繞組的布置和絕緣也比擬容易，因此我國(guó)電力變壓器主要

采用心式鐵芯，只在一些特種變壓器〔如電爐變壓器〕中才采

用殼式鐵芯.常用的心式鐵芯如圖近年來(lái),大量涌現(xiàn)的節(jié)能性

配電變壓器均采

用卷鐵芯結(jié)構(gòu).

圖2一3常用的心式鐵芯

(2)鐵芯材料由于鐵芯為變壓器的磁路,所以其

材料要求導(dǎo)磁性能好,導(dǎo)磁性能好,才能使鐵損小.故變壓器的

鐵芯采用硅鋼片疊制而成.硅鋼片有熱軋和冷軋兩種.由于冷

軋硅鋼片在沿著輾軋的方向磁化時(shí)有較高的導(dǎo)磁系數(shù)和較小

的單位損耗,其性能優(yōu)于熱軋的，國(guó)產(chǎn)變壓器均采用冷軋硅鋼

片.國(guó)產(chǎn)冷軋硅鋼片的厚度為035mm、0,30mm%

O.27mm等幾種.片厚那么渦

流損耗大.片薄那么疊片系數(shù)小，由于硅鋼片的外表必須涂覆

一層絕緣漆以使片與片之間絕緣.

2、繞組

繞組是變壓器的電路局部,一般用絕緣紙包的鋁線

或銅線燒制而成.根據(jù)高、低壓繞組排列方式的不同，

繞組分為同心式和交疊式兩種.對(duì)于同心式繞組,為了便于繞

組和鐵芯絕緣,通常將低壓繞組靠近鐵芯柱.對(duì)于交疊式繞組.

為了減小絕緣距離，通常將低壓繞組靠近鐵扼.

3、絕緣

變壓器內(nèi)部主要絕緣材料有變壓器油、絕緣紙板、

電纜紙'皺紋紙等.

4、分接開(kāi)關(guān)

為了供應(yīng)穩(wěn)定的電壓、限制電力潮流或調(diào)節(jié)負(fù)載電

流，均需對(duì)變壓器進(jìn)行電壓調(diào)整.目前,變壓器調(diào)整電壓的方法

是在其某一側(cè)繞組上設(shè)置分接,以切除或增加一局部繞組的線

匝，以改變繞組的匝數(shù),從而到達(dá)改變電壓比的有級(jí)調(diào)整電壓

的方法.這種繞組抽出分接以供調(diào)壓的電路,稱為調(diào)壓電路;變

換分接以進(jìn)行調(diào)壓所采用的開(kāi)關(guān),稱為分接開(kāi)關(guān).一般情況下

是在高壓繞組上抽出適當(dāng)?shù)姆纸?這是由于高壓繞組一那么常

套在外面.引出分接方便;二那么高壓側(cè)電流小，分接引線和分

接開(kāi)關(guān)的

載流局部截面小,開(kāi)關(guān)接觸觸頭也較容易制造.

變壓器二次不帶負(fù)載,一次也與電網(wǎng)斷開(kāi)〔無(wú)電源

勵(lì)磁〕的調(diào)壓，稱為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓，帶負(fù)載進(jìn)行變換繞組分

接的調(diào)壓,稱為有載調(diào)壓.

5、油箱

油箱是油浸式變壓器的外殼,變壓器的器身置于油

箱內(nèi)，箱內(nèi)灌滿變壓器油.油箱結(jié)構(gòu),根據(jù)變壓器的大小分別吊

器身式油箱和吊箱殼式油箱兩種.

Q)吊器身式油箱多用于6300kVA及以下的變

壓器,其箱沿設(shè)在頂部,箱蓋是平的，由于變壓器容量小，所以

重置輕,檢修時(shí)易將器身吊起.

(2)吊箱殼式油箱多用于8000kVA及以上的變

壓器,其箱沿設(shè)在下部,上節(jié)箱身做成鐘罩形,故又稱鐘罩式油

箱.檢修時(shí)無(wú)需吊器身,只將上節(jié)箱身吊起即可.

6、冷卻裝置

變壓器運(yùn)行時(shí),由繞組和鐵芯中產(chǎn)生的損耗轉(zhuǎn)化為

熱量,必須及時(shí)散熱,以免變壓器過(guò)熱造成事故.變壓器的冷卻

裝置是起散熱的作用的.根據(jù)變壓器容量大小不同,采用不同

的冷卻裝置.

對(duì)于小容量的變壓器,繞組和鐵芯所產(chǎn)生的熱量經(jīng)

過(guò)變壓器油與油箱內(nèi)壁的接觸,以及油箱外壁與外界冷空氣的

接觸而自然地散熱冷卻，無(wú)須任何附加的冷卻裝置.假設(shè)變壓

器容量稍大些,可以在油箱外壁上焊接散熱管，以增大散熱面

積.

對(duì)于容量更大的變壓器,那么應(yīng)安裝冷卻風(fēng)扇，以增

強(qiáng)冷卻效果.

當(dāng)變壓器容量在50000kVA及以上時(shí),剛采用強(qiáng)迫

油循環(huán)水冷卻器或強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻器.與前者的區(qū)別在于循

環(huán)油路中增設(shè)一臺(tái)潛油泵,對(duì)油加壓以增加冷卻效果.這兩種

強(qiáng)迫循環(huán)冷卻器的主要差異為冷卻介質(zhì)不同,前者為水,后者

為風(fēng).

7、儲(chǔ)油柜〔又稱油枕〕

儲(chǔ)油柜位于變壓器油箱上方,通過(guò)氣體繼電器與油

箱相通，如圖2?4

圖2—4防爆管與變壓器油枕間的連通

1.油枕2.防爆管3.油機(jī)與平安氣道的連通管

4.吸濕器5.防爆膜6,氣體繼電器7.媒形閥8.箱蓋

當(dāng)變壓器的油溫變化時(shí),其體積會(huì)膨脹或收縮.儲(chǔ)

油柜的作用就是保證油箱內(nèi)總是充滿油,并減小油面與空氣的

接觸面,從而減緩油的老化.

8、平安氣道〔又稱防爆管〕

位于變壓器的頂蓋上,其出口用玻璃防爆膜封住.

當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障,而氣體繼電器失靈時(shí),油箱內(nèi)部

的氣體便沖破防爆膜從平安氣道噴出，保護(hù)變壓器不受?chē)?yán)重?fù)p

害.

9、吸濕器

為了使儲(chǔ)油柜內(nèi)上部的空氣保持枯燥,預(yù)防工業(yè)粉

塵的污染,1諸油柜通過(guò)吸濕器與大氣相通.吸濕器內(nèi)裝有用氯

化鈣或氯化鉆浸漬過(guò)的硅膠，它能吸收空氣中的水分.當(dāng)它受

潮到一定程度時(shí)，其顏色由藍(lán)色變?yōu)榉奂t色.

10'氣體繼電器

位于儲(chǔ)油柜與箱蓋的聯(lián)管之間.在變壓器內(nèi)部發(fā)生

故障〔如絕緣擊穿、匝間短路、鐵芯事故等〕產(chǎn)生氣體或油箱

漏油等使油面降低時(shí),接通信號(hào)或跳閘回路，保護(hù)變壓器.

n、高、低壓絕緣套管

變壓器內(nèi)部的高、低壓引線是經(jīng)絕緣套管引到油箱

外部的，它起著固定引線和對(duì)地絕緣的作用.套管由帶電局部

和絕緣局部組成.帶電局部包括導(dǎo)電桿、導(dǎo)電管、電纜或銅排.

絕緣局部分外絕緣和內(nèi)絕緣.外絕緣為瓷管,內(nèi)絕緣為變壓器

油、附加絕緣和電容性絕緣.

三、電力變壓器的型號(hào)及技術(shù)參數(shù)

變壓器的技術(shù)參數(shù)一般都標(biāo)在銘牌上.根據(jù)國(guó)家標(biāo)

準(zhǔn),銘牌上除標(biāo)出變壓器名稱'型號(hào)、產(chǎn)品代號(hào)'標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)'

制造廠名、出廠序號(hào)、制造年月以外，還需標(biāo)出變壓器的技術(shù)

參數(shù)數(shù)據(jù).需要標(biāo)出的技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2?1

變壓器除裝設(shè)標(biāo)有以上工程的主銘牌外,還應(yīng)裝設(shè)標(biāo)有關(guān)于附

件性能的銘牌，需分別按所用附件〔套管、分接

開(kāi)關(guān)、電流互感器、冷卻裝置〕的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)列出.

變壓器的型號(hào)表示方法如昌2-5o

□□□□□□□□-山口匚一防護(hù)代號(hào)（一般不標(biāo),TH——濕熱,TA——干熱）?高庠繞組額定

電壓等級(jí)（kv）

額定容髭（kVA）

------------設(shè)計(jì)序號(hào)（1、2、3…，半銅半鋁加b）調(diào)壓方式（無(wú)勵(lì)磁調(diào)

壓不標(biāo),Z-有載調(diào)壓）

I---------------------------導(dǎo)線材質(zhì)（銅線不標(biāo),L一■鋁線）

I.........................................................繞組數(shù)（雙繞組不標(biāo),S——二繞組,F——雙分裂

繞組）循環(huán)方式（自然循環(huán)不標(biāo),P——強(qiáng)迫循環(huán)）

-冷卻方式（J……油浸自冷、亦可不標(biāo)-------干式空氣

白冷.C—干式澆注絕緣,F—油浸風(fēng)冷.S——油浸自冷）

----------------------相數(shù)（D—單相,S……三相）

-----------------------------繞組耦合方式（一般不標(biāo),0................自耦）

圖2-5電力變壓器型號(hào)表示方法

表2?1電力變壓器銘牌所標(biāo)出的工程

標(biāo)注工程附加說(shuō)明

相數(shù)（單相、三相）

額定容量（kVA或MVA）多繞組變壓器應(yīng)給出個(gè)繞組的顫定容段

額定頻率（Hz）

存繞組額定電壓（V或kV）

各繞組額定電流（A）三繞組自犧變壓器應(yīng)注出公共線圈中長(zhǎng)期允許電流

所

有聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)，繞組聯(lián)結(jié)示意圖6300kVA以下的變壓器可不畫(huà)聯(lián)結(jié)示意圖

梢實(shí)測(cè)值，如果需要應(yīng)給出參考容量，多繞組變壓器應(yīng)表

況額定電流下的阻抗電壓

下示出相當(dāng)于100%額定容量時(shí)的阻抗電壓

有幾種冷卻方式時(shí),還應(yīng)以額定容量百分?jǐn)?shù)表示出相應(yīng)

冷卻方式的冷卻容量；強(qiáng)近油循環(huán)變壓器還應(yīng)注出滿載下停油

泵和風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的允許工作時(shí)限

使用條件戶內(nèi)，戶外使用，超過(guò)或低于1000m海拔等

總重最（坨或1）

絕緣油重量（kg或1）

絕緣的溫度等級(jí)油浸式變壓器A級(jí)絕緣可不注出

溫開(kāi)當(dāng)溫升不是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值時(shí)

聯(lián)結(jié)圖當(dāng)聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)不能說(shuō)明內(nèi)部連接的全部悟況時(shí)

額定電壓在3kV及以卜.的繞組和分級(jí)絕繚繞組的中性

絕緣水平

端

運(yùn)輸重（3成t）8000kVA及以上的變壓器

某

器身吊重、上節(jié)油箱重（kg器身吊重在變壓器總重超過(guò)5t時(shí)標(biāo)注，上節(jié)油箱重在

些

情或.仲罩式油箱時(shí)標(biāo)出

況

下絕緣液體名稱在非礦物油時(shí)

800MVA及以上的變壓器標(biāo)出帶有分接繞組的示意圖,

每一繞組的分接電樂(lè)、分接電流和分接容極限分接和主

有關(guān)分接的詳細(xì)說(shuō)明

分接的短路阻抗值，以及超過(guò)

分接電壓105%時(shí)的運(yùn)行水平等

空載電流實(shí)測(cè)值；8000kVA或63kV級(jí)及以匕的變壓器

實(shí)測(cè)值；8000kVA或63kV級(jí)及以上的變壓器：多繞

空載損耗和負(fù)載損耗（W或

組變壓器的負(fù)載損耗應(yīng)表示各對(duì)繞組工作狀態(tài)

kW）

的損耗值

例如：sFzroooo/no表示三相自然循環(huán)風(fēng)冷有

載調(diào)壓,額定容量為lOOOOkVA,高壓繞組額定電壓

HOkV電力變壓器.

S9-160/10表示三相油浸自憐式,雙繞組無(wú)勵(lì)磁調(diào)

壓,額定容量160kVA,高壓側(cè)繞組額定電壓為IOkV電力變

壓器.

SC8-315/1O表示三相干式澆注絕緣,雙繞組無(wú)勵(lì)

磁調(diào)壓,額定容量315kVA,高壓側(cè)繞組額定電壓為

IOkV電力變壓器.

Sil-M(R)-100/10表示三相油浸自冷式，雙繞組

無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓,卷繞式鐵芯(圓截面)，密封式,額定容量

lOOkVA,高壓側(cè)繞組額定電壓為IOkV電力變壓器.

SHIPM-50/10表示三相油浸自冷式,雙繞組無(wú)勵(lì)

磁調(diào)壓,非晶態(tài)合金鐵芯,密封式，額定容量5OkVA,

高壓側(cè)繞組額定電壓為lOkVA的電力變壓器.

電力變壓器可以按繞組藕合方式'相數(shù)'冷卻方式'繞組

數(shù)、繞組導(dǎo)線材質(zhì)和調(diào)壓方式分類.但是,這種分類還缺乏以表

達(dá)變壓器的全部特征,所以在變壓器型號(hào)中除要把分類特征表

達(dá)出來(lái)外,還需標(biāo)記其額定容量和

高壓繞組額定電壓等級(jí).2—5是電力變壓器型號(hào)的表

示方式.

一些新型的特殊結(jié)構(gòu)的配電變壓器,如非晶態(tài)合金

鐵芯、卷繞式鐵芯和密封式變壓器，在型號(hào)中分別加以

H、R和M表示.

2、相數(shù)

變壓器分單相和三相兩種,一般均制成三相變壓器

以直接滿足輸配電的要求.小型變壓器有制成單相的，特大型

變壓器做成單相后,組成三相變壓器組,以滿足運(yùn)輸?shù)囊?

3、額定頻率

變壓器的額定頻率即是所設(shè)計(jì)的運(yùn)行頻率,我國(guó)為

5OHzo

4、額定電壓

額定電壓是指變壓器線電壓〔有效值〕，它應(yīng)與所連接的

輸變電線路電壓相符合.我國(guó)輸變電線路的電壓等級(jí)〔即線路

終端電壓〕為0?38、[3、6)、10、35、[63)、110、

220、330、500(kV)。故連接于線路終端的變壓器〔稱為

降壓變壓器〕其一次側(cè)額定電壓與上列數(shù)值相同.

考慮線路的電壓降，線路始端〔電源端〕電壓將高于等級(jí)

電壓,35kV以下的要高5%,35kV及以上的高10%,即線

路始端電壓為0?4、(3.15x6.3)x10.5x38.5^(69)、

121、242、363、550(kV)。故連接于線路始端的變壓器

〔即升壓變壓器〕，其二次側(cè)額定電壓與上列數(shù)值相同.

變壓器產(chǎn)品系列是以高壓的電壓等級(jí)區(qū)分的，為

lOkV及以下,2OkV、35kVv(66kV)、IlOkV系列和

22OkV系列等.

5、額定容量

在變壓器銘牌所規(guī)定的額定狀態(tài)下，變壓器二次側(cè)的輸

出水平(kVA).對(duì)于三相變壓器,額定容量是三相容量之和.

變壓器額定容量與繞組額定容量有所區(qū)別：雙繞組

變壓器的額定容量即為繞組的額定容量；多繞組變壓器應(yīng)對(duì)每

個(gè)繞組的額定容量加以規(guī)定，其額定容量為最大的繞組額定容

量；當(dāng)變壓器容量由冷卻方式而變更時(shí),那么額定容量是指最

大的容量.

變壓器額定容量的大小與電壓等級(jí)也是密切相關(guān)的.電

壓低、容量大時(shí)電流大，損耗增大;電壓高、容量小時(shí)絕緣比例

過(guò)大,變壓器尺寸相對(duì)增大.因此，電壓低的容量必小，電壓高

的容量必大.

6、額定電流

變壓器的額定電流為通過(guò)繞組線端的電流，即為線電流

〔有效值〕.它的大小等于繞組的額定容置除以該繞組的額定

電壓及相應(yīng)的相系數(shù)〔單相為I,三相為3).

單相變壓器額定電流為：

UN

式中：加分別為一、二次額定電流

SN變壓器的額定容量

UN分別是一、二次額定電壓

三相變壓器額定電流為：三相變壓器繞組為Y連接時(shí)，線

電流為繞組電流；

D連接時(shí)線電流等于1.732繞組電流.

7、繞組聯(lián)接組標(biāo)號(hào)

變壓器同側(cè)繞組是按一定形式連接的。三相變壓器或組

成三相變壓器組的單相變壓器,那么

可以連接為星形、三角形等.星形聯(lián)接是各相線圈的一

端接成一個(gè)公共點(diǎn)(中性點(diǎn))，其余接端子接到相應(yīng)的線端上;

三角形聯(lián)接是三個(gè)相線圈互相串聯(lián)形成閉合回路，由串聯(lián)處接

至相應(yīng)的線端.

星形'三角形、曲折形等聯(lián)接，現(xiàn)在對(duì)于高壓繞組分別用

符號(hào)y、D、z表示;對(duì)于中壓和低壓繞組分別用符號(hào)y、d、

z表示.有中性點(diǎn)引出時(shí)那么分別用符號(hào)YN、ZN和yn、zn

衣主不二?

變壓器按高壓、中壓和低壓繞組聯(lián)接的順序組合起

來(lái)就是繞組的聯(lián)接組，例如：變壓器按高壓為D、低壓為

yn聯(lián)接,那么繞組聯(lián)接組為Dyn(Dynll);

8、調(diào)壓范［

變壓器接在電網(wǎng)上運(yùn)行時(shí),變壓器二次側(cè)電壓將由

于種種原因發(fā)生變化,影響用電設(shè)備的工常運(yùn)行.因此變壓器

應(yīng)具備一定的調(diào)壓水平.根據(jù)變壓器的工作原理,當(dāng)高、低壓繞

組的匝數(shù)比變化時(shí),變壓器二次側(cè)電壓也隨之變動(dòng),采用改變

變壓器匝數(shù)比即可到達(dá)調(diào)壓的

目的.變壓器調(diào)壓方式通常分為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種方

式.當(dāng)二次側(cè)不帶負(fù)載,一次側(cè)又與電網(wǎng)斷開(kāi)時(shí)的調(diào)壓為無(wú)勵(lì)

磁調(diào)壓,在二次側(cè)帶負(fù)載下的調(diào)壓為有載調(diào)壓.

9、空載電流

當(dāng)變壓器二次繞組開(kāi)路,一次繞組施加額定頻率的

額定電壓時(shí)，一次繞組中所流過(guò)的電流稱空載電流I,變壓器

空載合閘時(shí)有較大的沖擊電流.

10,阻抗電壓和短路損耗

當(dāng)變壓器二次側(cè)短路,一次側(cè)施加電壓使其電流達(dá)

到額定值，此時(shí)所施加的電壓稱為阻抗電壓Uz,變壓器從電源

吸取的功率即為短路損耗.以阻抗電壓與額定電壓UN之比的

百分?jǐn)?shù)表示.即：%=,xlOO(%)

11?電壓調(diào)整率

變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí),由于變壓器內(nèi)部的阻抗壓降，

二次電壓將隨負(fù)載電流和負(fù)載功率因數(shù)的改變而改變.

電壓調(diào)整率即說(shuō)明變壓器二次電壓變化的程度大小，為衡量變

壓器供電質(zhì)量的數(shù)據(jù),其定義為:在給定負(fù)載功率因數(shù)下〔一般

取0.8)二次空載電壓U2N和二次負(fù)載電壓

U2之差與二次額定電壓U2N的比,即：

△U%=U2N-U?X100(%)

U?N

式中:U2N二次額定電壓,即二次空載電壓；

U2二次負(fù)載電壓.

電壓調(diào)整率是衡量變壓器供電質(zhì)量好壞的數(shù)據(jù).

12、效率

變壓器的效率T1為輸出的有功功率與輸入的有功

功率之比的百分?jǐn)?shù).通常中小型變壓器的效率約為90%以上,

大型變壓器的效率在95%以上.

13、溫升和冷卻方式

Q)溫升變壓器的溫升，對(duì)于空氣冷卻變壓器是指

測(cè)量部位的溫度與冷卻空氣溫度之差;對(duì)于水冷卻變壓器是指

測(cè)量部位的溫度與冷卻器入口處水溫之差.

油浸式變壓器繞組和頂層油溫升限值：由于A級(jí)絕

緣在98K時(shí)產(chǎn)生的絕緣損壞為正常損壞,而保證變壓器正常

壽命的年平均氣溫是2..<2,繞組最熱點(diǎn)與其平均溫度之差

為13.孰所以繞組溫升限值為98?20-13-

65KO

油正常運(yùn)行的最高溫度為95.(2,最高氣溫為403

所以頂層油溫升限值為95*40=55K

(2)冷卻方式變壓器的冷卻方式有多種,如干式自

冷、油浸風(fēng)冷等，各種方式適用于不同種類的變壓器.

第二節(jié)變壓器運(yùn)行

-、變壓器允許運(yùn)行方式

1、允許溫度與溫升

變壓器運(yùn)行時(shí),其繞組和鐵芯產(chǎn)生的損耗轉(zhuǎn)變成熱

量,一局部被變壓器各部件吸收使之溫度升高，另一部分那么

散發(fā)到其它介質(zhì)中.當(dāng)散發(fā)的熱量與產(chǎn)生的熱量相等時(shí),變壓

器各部件的溫度到達(dá)穩(wěn)定,不再升高.變壓器運(yùn)行時(shí)各部件的

溫度是不同的,繞組溫度最高,鐵芯次之,變壓器油的溫度最低.

為了便于監(jiān)視運(yùn)行中變壓器各部件的溫度,規(guī)定以上層油溫為

允許溫度.

變壓器的允許溫度主要決定于繞組的絕緣材料.我

國(guó)電力變壓器大局部采用A級(jí)絕緣材料.即浸漬處理過(guò)的有機(jī)

材料、如紙、棉紗、木材等.對(duì)于A級(jí)絕緣材料，其允許最高

溫度為151由于繞組的平均溫度一般比油溫高10..同時(shí)

為了預(yù)防油質(zhì)劣化,所以規(guī)定變壓器

上層油溫最高不超過(guò)95.〔二.而在正常狀態(tài)下，為了使變壓器

油不致過(guò)速氧化，上層油溫一般不應(yīng)超過(guò)85.&對(duì)于強(qiáng)迫油循

環(huán)的水冷或風(fēng)冷變壓器,其上層油溫不宜經(jīng)

常超過(guò)75.匚

當(dāng)變壓器絕緣材料的工作溫度超過(guò)允許值時(shí)，其使用壽

命將縮短.

變壓器的溫度與周?chē)h(huán)境溫度的差稱為溫升.當(dāng)變

壓器的溫度到達(dá)穩(wěn)定時(shí)的溫升稱為穩(wěn)定溫升.穩(wěn)定溫升大小與

周?chē)h(huán)境溫度無(wú)關(guān),它僅決定于變壓器損耗與散熱水平.所以,

當(dāng)變壓器負(fù)載一定〔即損耗不變〕，而周?chē)h(huán)境溫度不同時(shí),變

壓器的實(shí)際溫度就不同.我國(guó)規(guī)定周?chē)h(huán)境最高溫度為40匚

對(duì)于A級(jí)絕緣的變壓器下在周?chē)h(huán)境最高溫度為

40.〔：時(shí),其繞組的允許溫升為65.a而上層油溫那么為5

5.匚所以變壓器運(yùn)行時(shí)上層油溫及其溫升不超過(guò)允許

值,即可保證變壓器在規(guī)定的使用年限平安運(yùn)行.

2、變壓器過(guò)負(fù)載水平

在不損害變壓器絕緣和降低變壓器使用壽命的前

提下,變壓器在較短時(shí)間內(nèi)所能輸出的最大容置為變壓

器的過(guò)負(fù)載水平.一般以過(guò)負(fù)載倍數(shù)(變壓器所能輸出的最大

容量與額定容量之比)表示.

變壓器過(guò)負(fù)載水平可分為正常情況下的過(guò)負(fù)載能力和事

故情況下的過(guò)負(fù)載水平.

(1)變壓器在正常情況下過(guò)負(fù)載水平變壓器在正

常運(yùn)行時(shí),允許過(guò)負(fù)載是由于變壓器在一晝夜內(nèi)的負(fù)載有頂峰、

有低谷.低谷時(shí),變壓器運(yùn)行的溫度較低.此外,在一年不同季

節(jié)環(huán)境溫度也不同.所以變壓器可以在絕緣及壽命不受影響的

前提下.在頂峰負(fù)載及冬季時(shí)可過(guò)負(fù)載運(yùn)行.

有關(guān)規(guī)程規(guī)定,對(duì)室外變壓器,總的過(guò)負(fù)載不得超

過(guò)30%,對(duì)室內(nèi)變壓器為20%.

(2)變壓器在事故時(shí)過(guò)負(fù)載水平當(dāng)電力系統(tǒng)或用

戶變電站發(fā)生事故時(shí),為保證對(duì)重要設(shè)備的連續(xù)供電，允許變

壓器短時(shí)過(guò)負(fù)載的水平稱為事故過(guò)負(fù)載水平.

(3)變壓器允許短路當(dāng)變壓器發(fā)生短路故障時(shí),由

于保護(hù)動(dòng)作和斷路器跳閘均需一定的時(shí)間，因此難免不使變壓

器受到短路電流的沖擊.

變壓器忽然短路時(shí),其短路電流的幅值一般為額定

電流的25?30倍.因而變壓器的銅損將到達(dá)額定電流的幾百

倍，故繞組溫度上升極快.目前，對(duì)繞組短時(shí)過(guò)熱尚無(wú)限制的標(biāo)

準(zhǔn).一般認(rèn)為，對(duì)繞組為銅線的變壓器溫度到達(dá)250.〔2是允

許的,對(duì)繞組為鋁線的變壓器那么為

200[2.而到達(dá)上述溫度所需時(shí)司大約為5s左右.此時(shí)

繼電保護(hù)早已動(dòng)作,斷路器跳閘.因此,一般設(shè)計(jì)允許短路電流

為額定電流的25倍.

3、允許電壓波動(dòng)范I

施加于變壓器一次繞組的電壓因電網(wǎng)電壓波動(dòng)而

波動(dòng).假設(shè)電網(wǎng)電壓小于變壓器分接頭電壓,對(duì)變壓器本身無(wú)

任何損害,僅使變壓器的輸出功率略有降低.變壓器的電源電

壓一般不得超過(guò)額定值的士5%.不管變壓器分接頭在任何位

置,只要電源電壓不超過(guò)額定值的土

5%,變壓器都可在額定負(fù)載下運(yùn)行.

二、變壓器并列運(yùn)行

并列運(yùn)行是將兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器的一次側(cè)和二次

側(cè)繞組分別接于公共的母線上，同時(shí)向負(fù)載供電.其接

線方法如圖2?6.

Z

3

Z

2一

Z

一

11一

:

工

圖2?6變壓器并列運(yùn)行接線圖

1、并列運(yùn)行的目的

(1)提升供電可行性并列運(yùn)行時(shí),如果其中一臺(tái)變壓器發(fā)

生故障從電網(wǎng)中切除時(shí)，其余變壓器仍能繼續(xù)供電.

(2)提升變壓器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性可根據(jù)負(fù)載的大小調(diào)

整投入并列運(yùn)行的臺(tái)數(shù)，以提升運(yùn)行效率.

（3）可以減少總備用容量，并可隨著用電量的增加分

批增加新的變壓器

2、理想并列運(yùn)行的條件

〔需要解決：環(huán)流問(wèn)題，負(fù)載的分配問(wèn)題〕

1）變壓器的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)相同.

2）變壓器的電壓比相等〔允許有士5%的差值〕.

3）變壓器的阻抗電壓Uz%相等〔允許有士10%的

差值〕.

三'變壓器油及運(yùn)行

1、變壓器油作用

變壓器油是流動(dòng)的液體,可充滿油箱內(nèi)各部件之間

的氣隙，排除空氣,從而預(yù)防各部件受潮而引起絕緣強(qiáng)度的降

低.

變壓器油本身絕緣強(qiáng)度比空氣大,所以油箱內(nèi)充滿

油后,可提升變壓器的絕緣強(qiáng)度.變壓器油還能使木質(zhì)及紙絕

緣保持原有的物理和化學(xué)性能,并使金屬得到防

腐作用，從而使變壓器的絕緣保持良好的狀態(tài).此外，變壓器油

在運(yùn)行中還可以吸收繞組和鐵芯產(chǎn)生的熱量，起到散熱和冷卻

的作用.

2、變壓器油運(yùn)行

Q)變壓器試驗(yàn)新的和運(yùn)行中的變壓器油都需要

作試驗(yàn).按規(guī)定,變壓器油每年要取樣試驗(yàn).試驗(yàn)工程一般為耐

壓試驗(yàn)、介質(zhì)損耗試驗(yàn)和簡(jiǎn)化試驗(yàn).取油樣注意的事項(xiàng).應(yīng)在天

氣枯燥時(shí)進(jìn)行.從變壓器底部閥門(mén)處放油取樣.先將積水和底

部積存的污油放掉，然后用凈布將油閥門(mén)擦凈,再繼續(xù)放少許

油沖洗,并用清潔油將取樣瓶洗滌干凈,再將油灌入瓶?jī)?nèi)，灌油

時(shí)應(yīng)嚴(yán)防泥土等雜質(zhì)混入.

(2)變壓器油運(yùn)行治理應(yīng)經(jīng)常檢查充油設(shè)備的密封性,

儲(chǔ)油柜、呼吸器的工作性能，以及油色'油?是否工常,另外,

應(yīng)結(jié)合變壓器運(yùn)行維護(hù)工作,定期或不定期取油樣作油的氣相

色譜分析,以預(yù)測(cè)變壓器的潛伏性故障，預(yù)防變壓器發(fā)生事故.

在高溫或紫外線作用下,油會(huì)加速氧化,所以，-

般不應(yīng)置油于高溫下和透明容器內(nèi).

變壓器運(yùn)行中補(bǔ)油時(shí)考前須知：

DIOkV及以下變壓器可補(bǔ)入不同牌號(hào)的油，但應(yīng)作混油

的耐壓試驗(yàn).

2）35kV及以上變壓器應(yīng)補(bǔ)入相同牌號(hào)的油，也應(yīng)作耐

壓試驗(yàn).

3）補(bǔ)油后要檢查氣體繼電器,及時(shí)放出氣體.假設(shè)在

24h后無(wú)問(wèn)題,可重新將氣體保護(hù)接人掉閘回路.

對(duì)在運(yùn)行中己經(jīng)變質(zhì)的油應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理，使其恢復(fù)到

標(biāo)準(zhǔn)值,具有良好的性能.

、變壓器運(yùn)行巡視檢查

1、變壓器巡視檢查

變壓器運(yùn)行巡視檢查內(nèi)容和周期如下：

1）檢查儲(chǔ)油柜和充油絕緣套管內(nèi)油面的高度和封

閉處有無(wú)滲漏油現(xiàn)象，以及油標(biāo)管內(nèi)的油色.

2、檢查變壓器上層油溫.正常時(shí)一般應(yīng)在85.〔：以

下,對(duì)強(qiáng)油循環(huán)水冷卻的變壓器為75.匚

3）檢查變壓器的響聲.正常時(shí)為均勻的嗡嗡聲.

4）檢查絕緣套管是否清潔、有無(wú)破損裂紋和放電燒

傷痕跡.

5）清掃絕緣套管及有關(guān)附屬設(shè)備.

6）檢查母線及接線端子等連接點(diǎn)的接觸是否良好.

7）容量在630kVA及以上的變壓器，且無(wú)人值班

的,每周應(yīng)巡視檢查一次.容量在630kVA以下的變壓器,可

適當(dāng)延長(zhǎng)巡視周期,但變壓器在每次合閘前及拉閘后應(yīng)檢查一

次.

8）有人值班的變配電所，每班都應(yīng)檢查變壓器的運(yùn)行狀

態(tài).

9）對(duì)于強(qiáng)油循環(huán)水冷或風(fēng)冷變壓器,不管有無(wú)人員

值班,都應(yīng)每小時(shí)巡視一次.

10）負(fù)載急劇變化或變壓器發(fā)生短路故障后，都應(yīng)

增加特殊巡視.

2、變壓器異常運(yùn)行和常見(jiàn)故障分析

Q）變壓器聲音異常的原因1）當(dāng)啟動(dòng)大容量動(dòng)力設(shè)備

時(shí),負(fù)載電流變大，使變

壓器聲音加大.

2）當(dāng)變壓器過(guò)負(fù)載時(shí),發(fā)出很高且沉重的嗡嗡聲.

3）當(dāng)系統(tǒng)短路或接地時(shí)，通過(guò)很大的短路電流，變

壓器會(huì)產(chǎn)生很大的噪音.

4）假設(shè)變壓器帶有可控硅整流器或電弧爐等設(shè)備時(shí)，

由于有高次諧波產(chǎn)生,變壓器聲音也會(huì)變大.

（2）絕緣套管閃絡(luò)和爆炸原因1）套管密封不嚴(yán)進(jìn)水

而使絕緣受潮損壞.

2）套管的電容芯子制造不良，使內(nèi)部游離放電.

3）套管積垢嚴(yán)重或套管上有大的裂紋和碎片。

五、變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

隨著電力系統(tǒng)向大電網(wǎng)、大機(jī)組、高容量的迅猛發(fā)

展,對(duì)系統(tǒng)中關(guān)鍵的主設(shè)備實(shí)時(shí)把握運(yùn)行狀態(tài)提出越來(lái)越高的

技術(shù)要求,變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)從本質(zhì)上改變了傳統(tǒng)的變壓

器油監(jiān)測(cè)方式,不但提升了運(yùn)行效率,也有效地保證了變壓器

運(yùn)行的平安可靠性.

實(shí)施電力變壓器故障診斷,對(duì)于提升整個(gè)電力系統(tǒng)

平安運(yùn)行的可靠性是非常必要的.變壓器存在局部過(guò)熱或局部

放電時(shí),故障部位的絕緣油或固體絕緣物將會(huì)分解出小分子燒

類氣體〔如CH4、C2H6、C2H4、C2H2等〕和其他氣

體〔如H2、CO等〕.上述每種氣體在油中的濃度和油中可

燃?xì)怏w的總濃度［TCG）均可作為變壓器設(shè)備內(nèi)部故障診斷

的指標(biāo).

一直以來(lái)油中溶解氣體采用氣相色譜法分析，作為故障

診斷的常用方法來(lái)判斷油浸類設(shè)備的運(yùn)行狀況.其主要優(yōu)點(diǎn)是

能夠提供油中溶解的各種氣體濃度的定量分析.但其操作過(guò)程

復(fù)雜,需要大量熟練的專業(yè)人員進(jìn)

行跟蹤檢測(cè)分析.另外,為了使氣相色譜能夠穩(wěn)定地工

作,需要較長(zhǎng)的準(zhǔn)備時(shí)間〔提前十幾個(gè)小時(shí)通載氣使氣流穩(wěn)定〕,

從而導(dǎo)致較高的運(yùn)行治理費(fèi)用.

變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在傳統(tǒng)色譜分析技術(shù)的根底

上經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)驗(yàn)和完善,結(jié)合色譜分析技術(shù)開(kāi)發(fā)的變壓器油

色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可同時(shí)檢測(cè)H2、CO、

CH4、C2H6、C2H4、C2H2,等六種故障特征氣體.通

過(guò)對(duì)故障特性氣體的分析診斷,能及時(shí)捕捉到變壓器故障信息,

科學(xué)指導(dǎo)設(shè)備運(yùn)行檢修.

根本原理是溶解于變壓器油中的故障特性氣體經(jīng)

脫氣裝置脫氣后,在載氣的推動(dòng)下通過(guò)色譜柱，由于色譜柱對(duì)

不同的氣體具備不同的親和作用，導(dǎo)致故障特性氣體被逐一別

離出來(lái)，傳感器對(duì)故障氣體〔H2、CO、

CH4、C2H6、C2H4、c2H2）按出峰順序分別進(jìn)行檢測(cè)，

并將氣體的濃度特性轉(zhuǎn)換成電信號(hào).數(shù)據(jù)處理器對(duì)電信號(hào)進(jìn)行

處理轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào),并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)處理器的內(nèi)

嵌的大容量存儲(chǔ)器上.主控計(jì)算機(jī)模塊,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)通訊總線獲

取日常監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),智能系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,分別計(jì)算出

故障氣體各組份和總燼的含量.故障診斷系統(tǒng)對(duì)變壓器故障進(jìn)

行綜合分析診斷,實(shí)現(xiàn)變壓器故障的在線監(jiān)測(cè)功能.

第三節(jié)其他變壓器

一、干式變壓器

干式變壓器是指鐵芯和繞組不浸漬在絕緣液體中

的變壓器.在結(jié)構(gòu)上可分為以固體絕緣包封繞組和不包封繞

組.

1\環(huán)氧樹(shù)脂絕緣干式變壓器

環(huán)氧樹(shù)脂是一種早就廣泛應(yīng)用的化工原料,它不僅

是一種難燃、阻燃的材料,而且具有優(yōu)越的電氣性能，已逐漸

為電工制造業(yè)所采用.

用環(huán)氧樹(shù)脂澆注或浸漬作包封的干式變壓器即稱

為環(huán)氧樹(shù)脂干式變壓器.

2、氣體絕緣干式變壓器

氣體絕緣變壓器為在密封的箱殼內(nèi)充以SF6.〔六氟

化硫〕氣體代替絕緣油，利用SF6氣體作為變壓器的絕緣介

質(zhì)和冷卻介質(zhì).它具有防火、防爆、無(wú)燃燒危險(xiǎn)，絕緣性能好,

與油浸變壓器相比重量輕,防潮性能好,對(duì)環(huán)境無(wú)任何限制，運(yùn)

行可靠性高,維修簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是過(guò)載水平稍差.

氣體絕緣變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

1）氣體絕緣變壓器的工作局部〔鐵芯和繞組〕與油

浸變壓器根本相同.

2）為保證氣體絕緣變壓器有良好的散熱性能，氣體

絕緣變壓器需要適當(dāng)增大箱體的散熱面積，一般氣體絕緣變壓

器采用片式散熱器進(jìn)行自然風(fēng)冷卻。

3）氣體絕緣變壓器測(cè)量溫度方式為熱電偶式測(cè)溫

裝置，同時(shí)還需要裝有密度繼電器和真空壓力表.

4）氣體絕緣變壓器的箱殼上還裝有充放氣閥門(mén).

3、H級(jí)絕緣千式變壓器

近年來(lái)除了常用的環(huán)氧樹(shù)脂真空澆注型干式變壓

器外,又推出一種采用H級(jí)絕緣干式變壓器.用作絕緣的

NOMEX紙具有非常穩(wěn)定的化學(xué)性能，可以連續(xù)耐壓

220.〔2高溫,在起火情況下,具有自熄水平;即使完全分

解,亦不會(huì)產(chǎn)生煙霧和有毒氣體,電氣強(qiáng)度高,介電常數(shù)較小.

二、非晶態(tài)合金鐵芯變壓器

在變壓器的運(yùn)行費(fèi)用中除維護(hù)費(fèi)外,其中能量損耗

費(fèi)占了很大的比例，特別是變壓器的空載損耗〔鐵芯損耗〕占

了能量損耗的主要局部.

為了降低變壓器空載損耗,采用高導(dǎo)磁率的軟磁材

料，將非晶態(tài)合金應(yīng)用于變壓器,制成非晶態(tài)合金鐵芯的變壓

器.非晶態(tài)合金引起的磁化性能的改善，其B?H磁化曲線很

狹窄，因此其磁化周期中的磁滯損耗就會(huì)大

大降低,又由于非晶態(tài)合金帶厚度很薄,并且電阻率高，其磁化

渦流損耗也大大降低.據(jù)實(shí)測(cè),非晶態(tài)合金鐵芯的變壓器與同

電壓等級(jí)、同容量硅鋼合金鐵芯變壓器相比,空載損耗要低

60%—80%,空載電流可下降80%左右.

三、低損耗油浸變壓器

D通過(guò)增強(qiáng)線圈層絕緣，使繞組線圈的安匝數(shù)平

衡，限制繞組的漏磁道，降低了雜散損耗.

2）變壓器油箱上采用片式散熱器代替管式散熱器，提升

了散熱系數(shù).

3）鐵芯絕緣采用了整塊絕緣,繞組出線和外外表加

強(qiáng)綁扎,提升了繞組的機(jī)械強(qiáng)度.

由以上特點(diǎn)可知，低損耗變壓器采用了先進(jìn)的結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)和新的材料、工藝，使變壓器的節(jié)能效果十清楚顯.

S9系列配電變壓器的設(shè)計(jì)以增加有效材料用量來(lái)

實(shí)現(xiàn)降低損耗,主要增加鐵芯截面積以降低磁通密度、上下壓

繞組均使用銅導(dǎo)線,并加大導(dǎo)線截面，降低繞組

電流密度,從而降低了空載損耗和負(fù)載損耗.

在S9系列的根底上,改良結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),選用超薄型硅

鋼片,進(jìn)一步降低空載損耗,開(kāi)發(fā)了S11系列變壓器.

四、卷鐵芯變壓器

單相卷鐵芯變壓器適用于630kVA及以下變壓器.

空載電流僅為疊裝式的20%?30%.目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的

IOkV.630kVA及以下卷鐵芯變壓器,其空載損耗比

S9系列變壓器下降30%,空載電流比S9系列變壓器下

降20%.根本能滿足在城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)的改造中對(duì)小型變壓器的

需求.

第四節(jié)互感器

互感器分電壓互感器和電流互感器兩大類，它們是

供電系統(tǒng)中測(cè)量和保護(hù)用的重要設(shè)備.電壓互感器是將系統(tǒng)的

高電壓改變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的低電壓〔I00V或100/3);電

流互感器是將高壓系統(tǒng)中的電流或低壓系統(tǒng)中的大電

流改變?yōu)榈蛪旱臉?biāo)準(zhǔn)小電流（5A或IA）.其原理接線如

]2-7所示,TA為電流互感器,TV為電壓互感器.

一、互感器作用

1）與測(cè)量?jī)x表配合，對(duì)線路的電壓、電流、電能進(jìn)行測(cè)

量;與繼電器配合,對(duì)系統(tǒng)和電氣設(shè)備進(jìn)行過(guò)電壓、過(guò)電流和單

相接地等保護(hù).

2）將測(cè)■儀表、繼電保護(hù)裝置和線路的高電壓隔開(kāi)，以

保證操作人員和設(shè)備的平安.

3）將電壓和電流變換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)值，以利于儀表

和繼電器的標(biāo)準(zhǔn)化.

二、電壓互感器

1'電壓互感器原

理

電壓互感器是利用電磁

感應(yīng)原理工作的，類似一臺(tái)降

壓變壓器.圖2?8為電壓互

感器的原理圖.互感器的高壓繞組與被測(cè)電路并聯(lián)，低壓繞組

與測(cè)量?jī)x表電壓線圈并聯(lián).由于電壓線圈的內(nèi)阻抗很大，所以

電壓互感器運(yùn)行時(shí),相當(dāng)于一臺(tái)空載運(yùn)行的變壓器.故二次側(cè)

不能短路，否那么繞組將被燒毀.

2、電壓互感器分類

按用途分測(cè)量用電壓互感器和保護(hù)用電壓互感器.

電壓互感器的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確度:標(biāo)準(zhǔn)儀表0.2級(jí)、計(jì)量?jī)x

表5級(jí)、一般測(cè)量?jī)x表級(jí)，保護(hù)用0?2、0-5級(jí).

3、電壓互感器型號(hào)

電壓互感器型號(hào)字母含義表示如下:

一額定電壓（kV）

使用特點(diǎn)（B—帶補(bǔ)償繞組;J——有接地保護(hù)用的輔助線圈；W——五柱三繞組，可

供接地保護(hù)）

絕緣方式（J——油浸式；G―干式；Z—澆注式；C―瓷箱式）

---------------結(jié)構(gòu)特點(diǎn)⑴單相；S三相）

----------------互感器類別（J—電壓互感器）

例如JSJW-IO表示為IOkV的三相三繞組五芯柱油

浸式電壓互感器.其申三相電壓互感器只限于制成IOkV及以

下電壓等級(jí);三繞組電壓互感器的第三繞組主要供應(yīng)監(jiān)視電網(wǎng)

絕緣和接地保護(hù)裝置.

4、電壓互感器容量

電壓互感器的容量是指其二次繞組允許接人的負(fù)

載功率〔以VA值表示〕，分額定容■和最大容置.

5、電壓互感器運(yùn)行1）電壓互感器的一、二次接線應(yīng)

保證極性正確,當(dāng)

兩臺(tái)同型號(hào)的電壓互感器接成V形時(shí),必須注意極極正

確,否那么會(huì)導(dǎo)致互感器線圈燒壞.

2）電壓互感器的一、二次繞組都應(yīng)裝設(shè)熔斷器〔保

護(hù)專用電壓互感器二次側(cè)除外〕以預(yù)防發(fā)生短路故障.電壓互

感器的二次繞組不準(zhǔn)短路,否那么電壓互感器將因過(guò)熱而燒毀.

3）電壓互感器二次繞組、鐵芯和外殼都必須可靠接

地,在繞組絕緣損壞時(shí),二次繞組對(duì)地電壓不會(huì)升高，以保證人

身和設(shè)備平安.

4）電壓互感器二次繞組的電壓降一般不得超過(guò)額

定電壓的0.5%,接用5級(jí)電能表時(shí)不得超過(guò)0?25%.

6、電壓互感器的運(yùn)行的巡視檢查1）瓷套管是否清

潔、完整、絕緣介質(zhì)有無(wú)損壞、裂

紋和放電痕跡.

2）充油電壓互感器的油位是否正常，油色是否透

明〔不發(fā)黑〕有無(wú)嚴(yán)重的滲、漏油現(xiàn)象

3）一次側(cè)引線和二次側(cè)連接局部是否接觸良好o4）

電壓互感器內(nèi)部是否有異常,有無(wú)焦臭味.

7、電壓互感器的異常運(yùn)行

運(yùn)行中的電壓互感器出現(xiàn)以下故障之一時(shí),應(yīng)立即

退出運(yùn)行

1）瓷套管破裂、嚴(yán)重放電.

2）高壓線圈的絕緣擊穿'冒煙,發(fā)出焦臭味.

3）電壓互感器內(nèi)部有放電聲及其他噪聲，線圈與外

殼之間或引線與外殼之間有火花放電現(xiàn)象.

4）漏油嚴(yán)重，油標(biāo)管中看不見(jiàn)油面.

5）外殼溫度超過(guò)允許溫升,并繼續(xù)上升.

6）高壓熔體連續(xù)兩次熔斷，當(dāng)運(yùn)行中的電壓互感器

發(fā)生接地'短路、冒煙著火故障時(shí)，對(duì)于6kV?35kV裝有

0.5A熔體及合格限流電阻時(shí)，可用隔離開(kāi)關(guān)將電壓互感器切

斷對(duì)于lOkV以上電壓互感器,不得帶故障將

隔離開(kāi)關(guān)拉開(kāi),否那么,將導(dǎo)致母線發(fā)生故障.

8、對(duì)運(yùn)行中的電壓互感器及二次線圈需要更換時(shí)，

除執(zhí)行平安規(guī)程外還應(yīng)注意：

1）個(gè)別電壓互感器在運(yùn)行中損壞需要更換時(shí)，應(yīng)選

用電壓等級(jí)與電網(wǎng)電壓相符，變比相同、極性正確、勵(lì)磁特性

相近的電壓互感器,并經(jīng)試驗(yàn)合格.

2）更換成組的電壓互感器時(shí),還應(yīng)對(duì)并列運(yùn)行的電

壓互感器檢查其接線組別,并核對(duì)相位.

3）電壓互感器二次線圈更換后,必須進(jìn)行核對(duì),以

免造成錯(cuò)誤接線,和預(yù)防二次回路短路.

4）電壓互感器及二次線圈更換后必須測(cè)定極性.

9、電壓互感器停用考前須知1）停用電壓互感器，應(yīng)將

有關(guān)保護(hù)和自動(dòng)裝置停

用，以免造成裝置失壓誤動(dòng)作.為預(yù)防電壓互感器反充電，停用

時(shí)應(yīng)將二次側(cè)保險(xiǎn)取下,再拉開(kāi)一次側(cè)隔離開(kāi)關(guān).

2）停用的電壓互感器,假設(shè)一年未帶電運(yùn)行，在帶

電前應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)和檢查,必要時(shí)，行可先安裝在母線上運(yùn)

一段時(shí)間,再投入運(yùn)行.

三、電流互感器

1、電流互感器工作原理-

卬1

電流互感器是按電磁感應(yīng)原A..........

理工作的,其結(jié)構(gòu)與普通變壓器

相似，圖2，9為電流互感器的原理圖2-9電流互感器原理圖

O它的一次繞組匝數(shù)很少，串

聯(lián)在線路里,其電流大小取決于線路的負(fù)載電流,與二次負(fù)載

無(wú)關(guān)，由于接在二次側(cè)的電流線圈的阻抗很小，所以電流互感

器正常運(yùn)行時(shí)，相當(dāng)于臺(tái)短路運(yùn)行的變壓器.

利用一、二次繞組不同的匝數(shù)比就可將系統(tǒng)的大電流變

為小電流來(lái)測(cè)量.

電流互感器正常運(yùn)行時(shí),互感器的二次繞組不允許開(kāi)路,

否那么二次繞組會(huì)產(chǎn)生很高電壓,危及操作人員和

儀表的平安.所以，電流互感器運(yùn)行時(shí),嚴(yán)禁二次繞組開(kāi)路,且

在二次回路中不允許裝設(shè)熔斷器或隔離開(kāi)關(guān).

為平安起見(jiàn),二次側(cè)應(yīng)接地.

2、電流互感器分類

電流互感器分為測(cè)量用電流互感器和保護(hù)用電流互感器.

測(cè)量用電流互感器和保護(hù)用電流互感器的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確