變壓器與互感器

1、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?，則電壓愈高，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?。环?/p>

2、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芰浚虼溯斎胱儔浩鞯目偰芰?，?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)

3、機(jī)的降壓?jiǎn)?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(duì)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(cè)量?jī)x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(cè)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

4、送）；降壓變壓器（使電力從高壓降為低壓，對(duì)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(jí)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

5、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(jí)，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41所示。其各部件的作用如下：（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0.350.5mm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

6、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(duì)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?？拷F軛處放置低壓線圈。因同心式線圈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，國(guó)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(jiǎn)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800kV

7、A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6301000kVA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(guó)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810，與本體之間有管路相連，結(jié)構(gòu)見圖42。其作用有調(diào)節(jié)變壓器

8、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。（五）防爆管安全氣道當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生短路或嚴(yán)重對(duì)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43所示。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44所示。（1）平頂式。箱蓋是橢圓平板型，器身與

9、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，280350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4時(shí)的質(zhì)量的比，稱為油的比重

10、。新油的比重一般在0.800.90g/cm3。（2）粘度，當(dāng)液體之間發(fā)生相對(duì)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)，

11、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，1035kV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

12、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45為自冷式變壓器。圖46為強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式冷卻器。（十）溫度計(jì)溫度計(jì)的作用為用來測(cè)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(hào)式溫度計(jì)，因采用一只彈簧管式壓力計(jì)而得名?；诿芊獾臏y(cè)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(cè)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(hào)或控制冷卻裝置。壓力式溫度計(jì)如圖47所示。電阻式主要用于大型變壓器的遠(yuǎn)方

13、測(cè)溫裝置。（十一）吸濕器吸濕器又叫呼吸器。如圖48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(duì)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?？勺兩氖墙然@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。（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(duì)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、

14、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(duì)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(shì)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

15、證供電質(zhì)量，就會(huì)對(duì)用戶帶來不利的影響。因此，對(duì)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?cè)摾@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(duì)供電可靠性要求的提高，很多場(chǎng)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

16、。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(duì)應(yīng)于額定電壓，上、下兩個(gè)分接頭對(duì)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(duì)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(hào)中符號(hào)的意義根據(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

17、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(hào)中各符號(hào)的意義如表41所示。例41SWX8210/60，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(hào)為82）；DW35220/500，表示單相220kV，500A的無勵(lì)磁分接開關(guān)（工廠序號(hào)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49所示。其中圖49（a）為三相中性點(diǎn)調(diào)壓方式，當(dāng)連接X1Y1Z1后為+5級(jí)，即為分接；當(dāng)連接X2Y2Z2后為額定電壓，即分接；當(dāng)連接X3Y3Z3后為-5級(jí)，即分接。要想中性點(diǎn)得到這樣的

18、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410（a）所示的連接。圖49（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±2×2.5的5個(gè)調(diào)壓級(jí)。變壓器繞組分接頭和分接開關(guān)的接線如圖410（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)。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(hào)為SWX和SWXJ型，其典型結(jié)構(gòu)如圖411所示。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

19、、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(jí)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

20、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(zhǎng)等原因，這種結(jié)構(gòu)已被各國(guó)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(jí)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±9×1.33/35kV。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

21、范圍為220±×2.5/10.5kV或37kV。110kV主變壓器：配置調(diào)壓范圍為110±×1.5/10.5kV。35kV主變壓器：配置調(diào)壓范圍為35±×2.5/10.5kV。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10±×2.5/0.4kV；10.5±5/0.4kV或10.5±2×2.5/0.4kV。有載分接開關(guān)型號(hào)中字母的含義，和無勵(lì)磁分接開關(guān)是類似的，以Y代表有載，用T代表端部調(diào)壓，用Z代表電阻式，其余符號(hào)與無勵(lì)磁分接開關(guān)相同。有載調(diào)壓分接開關(guān)的

22、結(jié)構(gòu)原理如圖412所示，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

23、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413為該操

24、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412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。第二節(jié) 變壓器的工作原理與技術(shù)參數(shù)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(chǎng)（即由電能變成磁場(chǎng)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)

25、勢(shì)，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(chǎng)能又轉(zhuǎn)變成電能）。這種“電磁電”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414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)交流電源電壓加到一次繞組后，就有交流電流通過該繞組并在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通。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(shì)和。這時(shí)若二次繞組與外電路的負(fù)載接通，便會(huì)有電流流入負(fù)載Z，即二次繞組就有電能輸出。根據(jù)電磁

26、感應(yīng)定律可以導(dǎo)出一次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)值 二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)值 式中：f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 （43）可見，變壓器一、二次側(cè)感應(yīng)電動(dòng)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較小，可忽略不計(jì)，故可近似地認(rèn)為：U1=E1；U2=E2。于是有 （44）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

27、、的作用下，鐵芯中總的磁勢(shì)為式中：變壓器的空載勵(lì)磁電流。由于比較小（通常不超過額定電流的35），在數(shù)值上可忽略不計(jì)，故上式可演變?yōu)檫M(jìn)而可推得 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UN、電流IN、頻率fN、溫升N，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)uK、空載

28、電流百分?jǐn)?shù)I0、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。1單相雙繞組變壓器或 式中：U2N二次側(cè)額定電壓，V；I2N二次測(cè)額定電流，A。2三相雙繞組變壓器或 式中：U2N二次側(cè)額定線電壓，V；I2N二次側(cè)額定線電流，A。3三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

29、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

30、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(guó)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(zhǎng)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(guó)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

31、/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（IN）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屎芨撸钥梢哉J(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42

32、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)為例43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（四）額定頻率（fN）我國(guó)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(hào)（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

33、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(hào)。U、V、W、Um、Vm、Wm和u、v、w為繞組的首端，X、Y、Z、Xm、Ym、Zm和x、y、x為繞組的末端。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(shì)，這兩個(gè)電勢(shì)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415中用符號(hào)“·”（或“+”、“*”）表示出來，稱為變壓器的同極性端子。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415（a

34、）所示，這時(shí)根據(jù)產(chǎn)生磁通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415（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(shì)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416（a）、（b）所示，用這種標(biāo)志法時(shí)，高壓繞組電勢(shì)EXU與低壓繞組電勢(shì)EXU。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416（c）

35、、（d）所示，用這種標(biāo)志法時(shí)，電勢(shì)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(shì)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(cè)定。圖417所示為交流法測(cè)定變壓器極性的測(cè)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PV1、PV2和PV3，然后在高壓側(cè)加一適當(dāng)?shù)慕涣麟妷?，讀取電壓表PV1、PV2和PV3的數(shù)值，如果高、低壓兩側(cè)電勢(shì)的相位相同，則電壓表PV3的讀數(shù)為PV1與PV2之差；如果高、低

36、壓兩側(cè)電勢(shì)的相位相反，則電壓表PV3的讀數(shù)為PV1與PV2之和。所以，由測(cè)得數(shù)據(jù)可確定前者為減極性變壓器，如圖417（a）所示；后者為加極性變壓器，如圖417（b）所示。在我國(guó)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定只生產(chǎn)減極性電力變壓器。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(hào)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(shì)相量分別視為時(shí)鐘的長(zhǎng)

37、針和短針，針頭為首端，把長(zhǎng)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(hào)。于是，圖416（a）與（b）所示的變壓器即為I，i0（I/I12）接線組，因?yàn)楦邏簜?cè)的電勢(shì)相量和低壓側(cè)的電勢(shì)相量都指在12點(diǎn)鐘上，圖416（c）與（d）所示的變壓器即為I，i6（I/I6）接線組，因?yàn)楦邏簜?cè)的電勢(shì)相量指在12點(diǎn)鐘上，而低壓側(cè)的電勢(shì)相量則指在6點(diǎn)鐘上。其中I，i（I/I）是表示為單相變壓器，在我國(guó)，單相變壓器的標(biāo)準(zhǔn)接線組規(guī)定為I，i0（I/I12）。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)

38、可有好幾種接線方法。在我國(guó)，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（n），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

39、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（/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（Y/）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(guó)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（Y/）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(duì)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

40、種連接組別，但其中只有Y，y0（Y/Y-12）和Y，d11（Y/-11）連接組被廣泛采用?，F(xiàn)將我國(guó)采用的兩種接線組別的判斷方法分述于下。1Y，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418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(duì)應(yīng)的相電壓與、與、與都是同相位的，同時(shí)高、低壓側(cè)對(duì)應(yīng)的線電壓與、與、與也都是同相位的，即它們之間沒有相位差。如采用時(shí)鐘表示法，把高壓側(cè)的線電壓相量當(dāng)作時(shí)鐘的長(zhǎng)針

41、指向12點(diǎn)鐘，這時(shí)低壓側(cè)的線電壓的相量作為時(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。2Y，d11（Y/-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419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)相電壓與、與、與都是同相位的，而線電壓與、與、與均有滯后30°的相位差角，即高壓側(cè)線電壓比對(duì)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)將指在12點(diǎn)鐘位置，而則指在11點(diǎn)鐘處，所以這種接法是Y，d11（Y/-11）接線組。我

42、國(guó)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。（1）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，d11（Y/-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（Y0/-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

43、組標(biāo)號(hào)。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(duì)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(duì)應(yīng)線電壓則超前30°（鐘時(shí)序數(shù)11），所以連接組標(biāo)號(hào)應(yīng)為YN，yn0，d11（Y0/Y0/-12-11）。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(duì)應(yīng)線電壓同相位（鐘時(shí)序數(shù)0），而三角形側(cè)的對(duì)應(yīng)線電壓超前30°（鐘時(shí)序數(shù)11），所以連接組標(biāo)號(hào)應(yīng)為YN，a0，d11（O-Y0/-12-11

44、）。（七）額定冷卻介質(zhì)溫度對(duì)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(guó)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(duì)冷卻介質(zhì)溫度的規(guī)定。（八）額定溫升（N）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(guó)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

45、。為保證變壓器油在長(zhǎng)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（O）、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ONAN。（2）油浸風(fēng)冷卻ONAF。（3）油浸強(qiáng)迫非導(dǎo)向油循環(huán)，風(fēng)冷卻OFAF。（4）油浸強(qiáng)迫非導(dǎo)向油循環(huán)，水冷卻OFWF。（5）油浸

46、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)，風(fēng)冷卻ODFA。（6）油浸強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)，水冷卻ODWF。（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（I0）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?？蛰d電流常用其與額定電流比值的百分?jǐn)?shù)表示 （411）（十二）負(fù)載損耗

47、（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(duì)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(cè)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(duì)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

48、有關(guān)。（十三）阻抗電壓百分?jǐn)?shù)（uK）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(duì)變壓器進(jìn)行短路試驗(yàn)，測(cè)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UK，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

49、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 （412）測(cè)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，即短路阻抗用百分?jǐn)?shù)uK來表示時(shí) （413）上式中為基準(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

50、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(duì)變壓器的電壓變動(dòng)及并列運(yùn)行有重要意義，對(duì)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(guó)生產(chǎn)的電力變壓器，其短路電壓百分?jǐn)?shù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)都有規(guī)定，它的數(shù)值在424的范圍內(nèi)。但亦有因?yàn)樘厥獾男枰谱鞒赡骋粋€(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(cè)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(cè)每

51、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)，即用高中；高低；中低共三個(gè)阻抗電壓百分?jǐn)?shù)表示之，它的詳細(xì)情況，請(qǐng)參考其他教材。（十四）零序阻抗（ZK0）對(duì)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(cè)量所加電壓（UK0）和回路中電流（UI0），便可計(jì)算出高壓側(cè)接電源時(shí)的零序阻抗。對(duì)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(cè)一次外，還要以同樣的方法測(cè)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

52、路各測(cè)一次。實(shí)際對(duì)三繞組變壓器，零序阻抗共計(jì)要測(cè)4次，所測(cè)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 （414）（十五）變壓器型號(hào)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(hào)表示的變壓器型號(hào)。變壓器的產(chǎn)品型號(hào)已有新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但目前舊型號(hào)的變壓器仍在使用，因此必須熟悉新、舊兩種型號(hào)所代表的意義。新、舊型號(hào)及其所代表的意義對(duì)比如表42所示。表4-2變壓器型號(hào)的含義注：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(hào)文字符號(hào)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

53、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(hào)表示為S500/10；舊型號(hào)表示為SJL500/10。（2）三相油浸風(fēng)冷三繞組鋁線8000kVA、35kV電力變壓器：新型號(hào)表示為SFSL8000/35；舊型號(hào)表示為SJFSL8000/35。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(cè)量?jī)x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(cè)量?jī)x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

54、繞組與測(cè)量?jī)x表和繼電器電流線圈串聯(lián)?；ジ衅鞯淖饔萌缦拢海?）互感器與電氣儀表和繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置配合，測(cè)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(jiǎn)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

55、同。但是電壓互感器不輸送電能，僅作為測(cè)量和保護(hù)用的標(biāo)準(zhǔn)電源。其原理電路見圖421。1電壓互感器的特點(diǎn)（1）電壓互感器二次回路的負(fù)載（測(cè)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(shì)，只決定于恒定的一次電壓，所以測(cè)量電壓具有一定的準(zhǔn)確級(jí)。（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(cè)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。2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(jí)式兩種。所謂普通式就是二次