第四章 变配电实用技术

⑤空载电流I0﹪ 变压器二次侧开路，一次侧施加额定电压U1N时，流过一次侧 I0 I 0﹪ 100 ﹪ 的电流。 I1 N ⑥空载消耗P0 变压器二次侧开路，一次侧施加额定电压U1N时变压器的损耗 ，近似等于变压器的铁损。
⑦短路损耗Pd
变压器一、二次绕组流过额定电流时，在绕组的电阻消耗的 功率。 ⑧额定温升
①额定电压
一次侧额定电压U1N是根据绝缘程度和允许发热所规定的加
在一次绕组上的工作电压有效值。 二次侧额定电压U2N是指在电力系统中一次侧施加额定电压 时的二次侧空载电压有效值。 注意：三相变压器一次侧和二次侧额定电压均指线电压。 SN SN I1 N I2N ②额定电流 U1N U 2N 计算公式： SN SN I1 N I2N 单相变压器： 3U1N 3U1N
电压表
V
KV
电压互感器的基本结构和接线图
1-铁心
2-一次绕组
3-二次绕组
一次接线端子
准确度级：有0.2、0.5、1、3等级。
铁 心
一 二 次 绕 组
JDZ10-10(RZL) 电 压互感器实物图片
二次接线端子
使用注 意事项
在工作时其二次侧不得短路 二次侧有一端必须接地 连接时要注意其端子的极性
JDZ(J)-10电压互感器实物图片
《工厂供电技术》
高等教育出版社
第三章
变配电实用技术
内容提要：本章首先介绍工厂供电系统各种主要常用电 器设备，如高压断路器，隔离开关，负荷开关，熔断器 以及电流、电压互感器等。讲述其结构、作用、动作特
点以及具体应用。最后讲述低压一次设备的结构和应用。
4.1电力变压器 一、变压器简介及结构
电力变压器（power transformer）
就可以计算出变压器的铜损。
3、变压器的效率
变压器的效率：
P2 100 0 0 P 1
或
P2 100 0 0 P2 P0 PK
变压器的效率曲线
变压器的铜损与铁损相等时，变压
器的效率达到最大值。
4.2 电压互感器与电流互感器
1、互感器的作用
电流互感器：简称CT，文字符号TA，将高压侧大电流变换 成低压侧小电流的装置。 电压互感器：简称PT，文字符号TV，将高电压变换成低电
绕组所接仪表、继电器均串联。
N2 I1 I 2 Ki I 2 N1
电流互感器的类型
单匝式（包括母线式、心柱式、套管式） 多匝式（包括线圈式、线环式、串级式） 准确度级
测量用有0.1、0.2、0.5、1、3、5等级，保护用有5P和10P两
级。高压电流互感器一般制成两个铁心和两个二次绕组，其中 准确度级高的二次绕组接测量仪表，其铁心易饱和；准确度级 低的二次绕组接继电器，其铁心不应饱和。
角δ。当二次电压相量超前一次电压相量时， δ取正值，反 之δ取负值。
4.3 高压断路器
一、高压断路器的种类、型号和技术数据
1、断路器的种类
少油断路器、压缩空气断路器、SF6断路器、真空断路器
2、断路器的型号
二次接线插头
上接线端子
绝缘套筒内有真 空灭弧室及触头
下接线端子
手车式框架
真空断路器实物图片
SNIO—10型断路器灭弧室工作示意图 1静弧触头，2吸弧铁片，3横吹灭弧沟，4纵吸油囊，5电弧，6动触头
真空断路器的真空灭弧室结构 1静触头，2动触头3屏蔽罩，4波纹管， 5与外壳封接的法兰盘，6金属波纹管， 7玻壳
SF6断路器灭弧室结构示意图
1静触头,2绝缘喷嘴,3动触头,4气 缸,5压气活塞(固定)，6电弧
⑨冷却方式 铭牌上标明了变压器稳定运行时的冷却循环方式和冷却介质。
⑩连接组号
表示变压器一二次绕组对应电压之间的相位关系
三、变压器的并列运行
1、变压器并联运行的目的
三、变压器的并列运行
1、变压器并联运行的形式
两台或两台以上变压器的一次绕组和二次绕组分别接到一次
侧和二次侧的公共母线上，共同给负载供电。如图所示。 U1
③额定容量 二次侧额定电压和额定电流的乘积，即二次侧的额定视在功率 变压器的额定容量反映了变压器的传递功率的能力，公式： 单相变压器：S N U 1N I 1N U 2N I 2N （理想） 三相变压器： S
N
容量 SN 输出功率 P
3U 2N I 2N
④短路电压Ud﹪
变压器二次侧短路，一次侧慢慢施加电压，直到二次侧产生的 Ud U d﹪ 100﹪ 短路电流等于二次侧的额定电流I2N时所对应的电压。 U1N
1、电流互感器的技术参数
变流比
变流比是指一次绕组的额定电流与二次绕组额定电流之比。
I1 N K I2N
误差和准确度级次 测量误差分为：变比误差（比差）；相角误差（角差） 变比误差公式：
KI 2 I1N I 0 0 100 0 0 I1 N
相角误差是指二次电流的相量

U
2 与一次电流相量 U 1间的
TV
常用接线方案有以下几种： 1) 一个单相电压互感
V
器的接线可测量一 个线电压 。
2) 两个单相电压互感
FU
TV
器接成V/V形。
u
TV
a)
v w
V
FU
V V
TV
3）三个单相三绕组电压互感器或一个三相五心柱三绕组 电压互感器接成Y0/Y0/L 形。
TV
dM KV
dN
u
v
w
n
FU
V
TV
二、互感器的技术参数
多数场合使用三相电力变压器，在一些低压单相负载较多的
场合，也使用单相变压器。 （2）按绕组导电材料分类：有铜绕组变压器和铝绕组变压器
。目前一般均采用铜绕组变压器。
（3）按绝缘介质分类：有油浸式变压器和干式变压器。油浸 式变压器由于价格低廉而得到了广泛应用；干式变压器有不 易燃烧、不易爆炸的特点，特别适合在防火、防爆要求高的 场合使用，绝缘形式有环氧浇注式、开启式、六氟化硫（ SF6）充气式和缠绕式等。干式变压器现已在中压等级的电 网中逐步得到了广泛的应用。
动稳定倍数：动稳定电流与电流互感器一次侧额定电流的比
值。
2、电压互感器的技术参数
变压比 一次绕组的额定电压与二次绕组额定电压之比。
U1N K U 2N
误差和准确度等级 变比误差：
0 KU 2 U1N 100 0 U 0 0 U1N

角误差：电压的相量 U 2 旋转180°后与一次电压 U 1间的夹
并行运行变压器的容量一般不宜超过3:1。
3、变压器并列运行注意事项：
新投入使用的变压器，在并行运行前要进行核相，并在变压 器空载运行无误后，方可正式并列带负荷运行； 并列运行的变压器，必须考虑经济性，不宜频繁操作； 变压器并列、解列运行操作，不允许使用隔离开关和跌开式 熔断器操作，应使用断路器，不允许通过变压器倒送电； 根据实际情况进行电流分配；
三、变压器的损耗计算
1、变压器的铁损P0
变压器空载时损耗：
2 P0 I 0 R2 P0 （I20R2 可忽略）
2、变压器的铜损PK
变压器通过一定电流时：
I2 PK I1 R1 I 2 R2 PKN I 2N
2 2
2
变压器的铜损与负载的大小和性质有关，只要知道负载的电流
石英沙
金属熔体缠绕在内瓷管上
熔断撞针
瓷熔管剖面图
一次母线穿孔
一次绕组
二次绕组 二次接线端子 二次绕组 及铁心 一次母线 穿孔 铁 心 二 次 接 线 端 子
低压电流互感器实物图片
高压CT图形符号
LQJ-10高压电流互感器 实物图片
使用注 意事项
在工作时其二次侧不得开路 二次侧有一端必须接地
连接时要注意其端子的极性
原理：一次绕组串联在主电路中或直接利用一次母线；二次
额定断流容量（SNd）
二、高压断路器的结构及工作原理
功能
不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间的短
路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除故障。
结构
触头装置、灭弧室、基座框架、传动机构（配操动机构）
图形符
图形符号
QF
SNl0—10型高压少油断路器一相油箱内部结构 1铝帽，2油气分离器，3上接线端子，4油标，5插座式静触头，6灭弧室，7动触头(导电 杆)，8中间滚动触头，9下接线端子，10转轴，11拐臂，12基座，13下支柱瓷瓶，14上支 柱瓷瓶，15断路弹簧，16绝缘筒，17逆止阀，18绝缘油
一、熔断器的工作原理
功能： 主要对高压线路及电气设备进行短路保护，有的也具有过负 荷保护功能。 原理：
当所在电路电流超过规定值并经一定时间后，熔体熔化→汽
化生弧→灭弧(电路分断) 结构：金属熔体、熔体支持件、熔管及灭弧材料
保护特性：也称时间——电流特性
具有反时限特点 限流特性：在短路电流尚未达到冲击值之前就切断电路。
是变电所的核心设备，通过它将一种电压的交流电能转换成
另一种电压的交流电能，以满足输电、供电、配电或用电需要
变压器原理
通过电磁感应原理在绕组上实现电能的转换。 变压器的基本基本结构 i1 铁心、绕组
U1
i2
e2 u 2
u1
ZL
u1
U2
e1
u2
常用变压器的种类
（1）按相数分类：有三相电力变压器和单相电力变压器。大
B
TA TA
B
S1
A
S1
A
S1
C
S1
C
S1
A
S1
B
S1
C
TA3
S2 S1
S1
TA1 TA1 TA2 TA2