!12-13电力一次系统_电力设备

二、互感器
互感器——仪用变压器
根据变压器的变压、变流原理将一次电量（电压、电流）转变 为同类型的二次电量，该二次电量可作为二次回路中测量仪表、 保护继电器等设备的电源或信号源。
功能：
1）变换： 大电流高电压小电流低电压 2）隔离： 为了防止大电流高电压电量对仪器、控制元件等设备的破坏
2.1 电力系统常用电气设备
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。
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。
（9）防爆管 防爆管又名安全气道，装在油箱的上盖上， 由一个喇叭形管子与大气相通。防爆管的作 用是当变压器内部发生故障时，将油里分解 出来的气体及时排出，以防止变压器内部压 力骤然增高而引起油箱爆炸或变形。 防爆管的管口用薄膜玻璃板封住，为防止正 常情况下变压器内部与大气流通。
（10）瓦斯继电器 瓦斯继电器安装在变压器到油枕的连接管路上。 瓦斯继电器的作用：如果充油的变压器内部发生 放电故障,放电电弧使变压器油发生分解,产生甲烷、 乙炔、氢气、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙烷 等多种特征气体，故障越严重，气体的量越大， 这些气体产生后从变压器内部上升到油枕的过程 中，要流经瓦斯继电器，推动瓦斯继电器内的一 个挡扳，使继电器的常开接点闭合，作用于轻瓦 斯保护发出警告信号，重瓦斯则直接启动继电保 护跳闸，断开断路器，切除故障变压器。
（11）冷却装置 油浸式变压器冷却装置包括散热器和冷却器，不带 强油循环的称为散热器，带强油循环的称为冷却器。
①散热器
②冷却器
（12）温度计 大型变压器都装有测量上层油温的带电接点 的测温装置，它装在变压器油箱外，便于运 行人员监视变压器油温情况。
4、电力变压器的分类 （1）按功能：分为升压变压器和降压变压器。 （2）按相数：分为单相和三相。 （3）按绕组结构：分为单绕组自耦变压器、双绕组 变压器、三绕组变压器。 （4）按调压方式：分为无载调压和有载调压。 （5）按绕组绝缘及冷却方式：分为油浸式、干式和 充气式（SF6）等。 （6）按绕组导体材质：分为铜绕组和铝绕组。
软母线截面是圆的,容易弯曲,制作方便.
常用的就是铝绞线(由很多铝丝缠绕而成),有 的为了加大强度,采用钢芯铝绞线.按它的截面 积分类,有50、70、95、120、150、240…… (单位平方毫米) 硬母线就像一块长条木板,有铝母线、铜母线 之分,制作较麻烦. 常用的型号有 50×5、60×6、80×8、 100×10、120×12…… (单位毫米)
5、变压器的型号表示
SFPSZ9—120000/220
6、变压器并联运行的条件 变比相等；短路电压相等；绕组接线组别相同。
7、自藕变压器
(a)符号
(b)外形
(c)实际电路
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电力变压器

三绕组升压变与降压变
排列顺序的差异
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电力变压器

调压方式
第三章 电力一次系统
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。
变压器分接头——分接头设在高压侧和中压侧
无载调压——先设分接头再加电压
分接头方案 四分接头方案（1） 四分接头方案（2） 四分接头方案（3） 分接头电压 +5%、+2.5%、-2.5%、-5% +2.5%、-2.5%、-5%、-7.5% -2.5%、-5%、-7.5%、-10%
两分接头方案（1） 两分接头方案（2）
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。
（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பைடு நூலகம்应改变，输出电压就改变，这样 就达到了调整电压的目的。
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％。
（4）高、低压套管（绝缘套管） 绝缘套管是变压器箱外的主要绝缘装置，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，同时起到固定引出线 的作用。
（5）变压器油 变压器油的作用： 绝缘。变压器油具有比空气高得多的绝缘强度， 绝缘材料浸在油中，不仅可提高绝缘强度，而且 还可免受潮气的侵蚀。 散热。变压器油的比热大，常用作冷却剂，变压 器运行时产生的热量使靠近铁芯和绕组的油受热 膨胀上升，通过油的上下对流，热量通过散热器 散出，保证变压器正常运行。 消弧。在油断路器和变压器的有载调压开关上， 触头切换时会产生电弧，由于变压器油导热性能 好，且在电弧的高温作用下能分触了大量气体， 产生较大压力，从而提高了介质的灭弧性能，使 电弧很快熄灭。
-5%、-10% +5%、-5%
有载调压——可带负载调压
分接头方案
六分接头方案（1） 八分接头方案（2）
分接头电压
+7.5%、+5%、+2.5%、-2.5%、-5%、-7.5% +8%、+6%、+4%、+2%、-2%、-4%、-6%、-8%
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2.1 电力系统常用电气设备
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。
（8）呼吸器（吸湿器） 油枕内的绝缘油通过呼吸器与大气连通，呼 吸器的作用是提供变压器在温度变化时内部 气体出入的通道，解除正常运行中因温度变 化产生对油箱的压力。 呼吸器内装有吸附剂硅胶，气体流过呼吸器 时，硅胶吸收空气中的水分和杂质，以保持 绝缘油的良好性能。
为了显示硅胶受潮 情况，一般采用变 色硅胶。变色硅胶 原理是利用二氯化 钴（CoCL2）所含 结晶水数量不同而 有几种不同颜色做 成，二氯化钴含六 个分子结晶水时， 呈粉红色；含有两 个分子结晶水时呈 紫红色；不含结晶 水时呈蓝色。
二、互感器
电流互感器（CT / TA）
一次绕组匝数少，截面积大，串联于被测量电路内 二次绕组匝数多，截面积小，与测量仪表和继电器的电流线圈串联。
二、互感器
1、电流互感器

LDZ1-10、LDZJ1-10型环氧树脂浇注绝缘单匝式电流互感器。
二、互感器
1、电流互感器

LDZ1-10、LDZJ1-10型环氧树脂浇注绝缘单匝式电流互感器。
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。
（7）油枕 当变压器油的体积随着油的温度膨胀或减小时，油枕 起着调节油量、保证变压器油箱内油面平稳的作用。
如过没有油枕，油箱内的油面波动就会带来以下不 利因素： 一是油面降低时露出铁芯和线圈部分会影响散热 和绝缘； 二是随着油面波动空气从箱盖缝里排出和吸进， 而由于上层油温很高，使油很快地氧化和受潮， 油枕的油面比油箱的油面要小，这样，可以减少 油和空气的接触面，防止油被过速地氧化和受潮； 三是油枕的油在平时几乎不参加油箱内的循环， 它的温度要比油箱内的上层油温的低的多，油的 氧化过程也慢的多，因此有了油枕，可以防止油 的过速氧化。
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 利用电磁感应原理将电源的电能传递到负载中的工作原理。
（6）油箱 油箱是油浸式变压器的外壳，器身就放置在灌满了变压器油的 油箱内。 油箱按变压器容量的大小，其结构基本上有两种型式： ①吊芯式油箱。 由于中小型变压器，器身相对外壳较轻。当器身需要检修时， 可以将箱盖打开，吊出器身，就可以进行详细的检查和必要的 修理。 ②吊壳式油箱 随着变压器单台容量的不断增大，它的体积迅速增大，重量也 随之增加。目前大型电力变压器均采用铜导线，器身重量都在 200吨以上，而总重量均在300吨以上。这样庞大的变压器，对 起吊器身带来了很多困难。因此，大型电力变压器箱壳都做成 吊箱壳式，当器身要进行检修时，就吊出较轻的箱壳。