电力系统一次设备_(培训教材).

2、变压器的工作原理 变压器的一次绕组与交流电源接通后，经绕组内流过交变电 流产生磁通，在这个磁通作用下，铁芯中便有交变磁通 ，即 一次绕组从电源吸取电能转变为磁能，由于电磁感应作用， 分别在一次、二次绕组产生频率相同的感应电动势。如果此 时二次绕组接通负载，在二次绕组感应电动势作用下，便有 电流流过负载，铁芯中的磁能又转换为电能。这就是变压器 利用电磁感应原理Fra Baidu bibliotek电源的电能传递到负载中的工作原理。
电力系统一次设备
目
• • • • • • • • • • • 一、母线 二、变压器 三、断路器（开关） 四、隔离开关（刀闸） 五、高压熔断器 六、高压负荷开关 七、互感器 八、并联电容器 九、避雷设备 十、组合电器（GIS） 十一、电力线路
录
● 电力系统：由发电、变电、输电、配电 和用电等环节组成的电能生产、传输、分 配和消费的系统。它的功能是将自然界的 一次能源通过发电动力装置转化成电能， 再经输电、变电和配电将电能供应到各用 户。为实现这一功能，电力系统在各个环 节和不同层次还具有相应的信息与控制系 统，对电能的生产过程进行测量、调节、 控制、保护、通信和调度，以保证用户获 得安全、 经济、优质的电能。
交叠式绕组又叫交错式绕组，在同一铁芯上，高 压绕组、低压绕组交替排列，绝缘较复杂、包扎工 作量较大。它的优点是力学性能较好，引出线的布 置和焊接比较方便、漏电抗较小，一般用于电压为 35KV及以下的电炉变压器中。
把低压绕级布置在高压绕组的里边的原因： • 这主要是从绝缘方面考虑的。理论上，不管高压绕 组或低压绕组怎样布置，都能起变压作用。但因为 变压器的铁芯是接地的，由于低压绕组靠近铁芯， 从绝缘角度容易做到。如果将高压绕组靠近铁芯， 则由于高压绕组电压很高，要达到绝缘要求，就需 要很多的绝缘材料和较大的绝缘距离。这样不但增 大了绕组的体积，而且浪费了绝缘材料。 • 再者，由于变压器的电压调节是靠改变高压绕组的 抽头，即改变其匝数来实现的，因此把高压绕组安 置在低压绕组的外边，引线也较容易。
（3）分接开关 变压器调压是在变压器的某一绕组上设置分 接头，当变换分接头时就使带有分接头的变 压器绕组的匝数减少或增加，从而改变了变 压器绕组的匝数比。绕组的匝数比改变了， 电压比也相应改变，输出电压就改变，这样 就达到了调整电压的目的。
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变压器的调压方式有无载调压和有载调压两种： 无载调压是指变压器在停电、检修情况进行调节 分接开关位置，从而改变变压器变比，以实现调 压目的； 有载调压是指变压器在运行中可以调节分接开关 位置，从而改变变压器变比，以实现调压目的。 无载调压的调压范围较窄，调节级数较少，通常 额定调压范围以变压器额定电压的百分数表示为 ±2×2.5％； 有载调压的调压范围较宽，调节级数较多，通常 额定调压范围以变压器额定电压的百分数表示为 ±8×1.25％。
3、电力变压器的组成部分
（1）铁芯 铁芯在电力变压器中是重要的组成部件之一。 它由高导磁的硅钢片叠积和钢夹件夹紧而成， 铁芯具有两个方面的功能： • 在原理上，铁芯是构成变压器的磁路。它把 一次绕组的电能转化为磁能，又把该磁能转 化为二次绕组的电能，因此，铁芯是能量传 递的媒介体； • 在结构上，它是构成变压器的骨架。在铁芯 柱周围套上带有绝缘的绕组线圈，并且牢固 地对铁芯柱支撑和压紧。
三相三柱式铁芯，三柱线圈各自为一相引出。 它是三相变压器最广泛应用的典型结构。
（2）绕组（线圈） • 绕组是变压器最基本的组成部分，它与铁芯 一起构成了电力变压器的本体，是建立磁场 和传输电能的电路部分。
• 不同容量、不同电压等级的变压器，绕组形式也不一样。一 般电力变压器中常采用同心式和交叠式两种结构形式。 • 同心式绕组是把高压绕组与低压绕组套在同一个铁芯上，一 般是将低压绕组放在里边，高压绕组套在外边，以便绝缘处 理。同心式绕组结构简单、绕制方便，故被广泛采用。
二、变压器
1、电力变压器的用途 • 变压器是一种把电压和电流转变成另一 种（或几种）同频率的不同电压电流的 电气设备。 • 变压器是电力系统中数量极多且地位十 分重要的电气设备。其功能是将电力系 统中的电能电压升高或降低，以利于电 能的合理输送、分配。
由于制造上的困难，发电机电压不可能很高 （目前在20kV以下），所以在发电厂中要用升 压变压器将发电机电压升到很高，才能将大量 的电能送往远处的用电地区，如35kV、66kV、 110kV、220kV、330kV、500kV等。而在用电 负荷处，再用降压变压器将电压降低到适当的 数值供用户电气设备使用。
二次设备：对一次设备的工作进行监测、控制、 调节、保护，以及为运行、维护人员提供运行状 况或信号的低压电气设备。 二次设备包括：测量仪表、继电器、操作开关、 按钮、自动控制设备、计算机、信号设备、控制 电缆以及提供这些设备能源的一些供电装置(如蓄 电池、硅整流器等)。 二次回路：由二次设备相互连接，构成对一次设 备进行监测、控制、调节和保护的电气回路。
一次设备是指直接生产、输送和分配电能的高压电气设 备。 一次设备主要包括： • 变换设备：变压器、电压互感器、电流互感器等； • 控制设备：断路器（开关）、隔离开关（刀闸）等； • 保护设备：熔断器、避雷器等； • 补偿设备：并联电容器； • 成套设备：高低压开关柜、低压配电屏等； • 线路设备：母线、电缆、架空线路。 由一次设备相互连接，构成发电、输电、配电的电气 回路称为一次回路或一次接线系统。
一、母线
• 母线：在变电所中各级电压配电装置的连接， 以及变压器等电气设备和相应配电装置的连 接，大都采用的裸导线。 • 母线的作用：汇集、分配和传送电能。 • 装设母线的必要性：在变电所中，进出线之 间需要一定的电气安全间隔，所以无法从一 处同时引出多个回路；而采用母线装置才能 保证电路接线的安全性和灵活性，所以在复 杂的系统中母线很有必要。 • 母线按结构分为硬母线和软母线。