第二讲-变压器、互感器

1、第一章：变压器第一章：变压器变压器变压器o 变压器：通过电磁感应将一个系统的交流电压和电流转换为另一个系统的电压和电流的电力设备。o 变压器的作用：变换电压，传递电能。将一种等级的电压和电流变换成同频率同频率的另一种等级的电压和电流，同时完成电能的传输。变压器的结构变压器的结构o 变压器的核心组成部件是铁心和绕组，其他主要部件还有油箱、油枕、冷却装置、绝缘套管、调压和保护装置等。变压器的结构变压器的结构变压器的结构变压器的结构铁心和绕组铁心和绕组o 铁心：铁心是变压器的磁路，由0.35或0.5mm的硅钢片交错叠放而成。o 绕组：绕组是变压器的电路，用绝缘扁铜线或圆铜线在绕线模上绕制而成。绕组套

2、装在变压器铁心柱上，低压绕组在内层，高压在外层，低压绕组和铁心之间、高压绕组和低压绕组之间，都用绝缘材料做成的套筒分开，便于绝缘。其他主要部件其他主要部件o 油箱：装储变压器油。变压器油的作用：在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间起绝缘作用；变压器油受热后产生对流，对变压器铁心和绕组起散热作用。o 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，保证变压器油箱内经常充满油的作用。o 冷却装置：散热器和冷却器。大型变压器采用内部油泵强迫油循环，外部用变压器风扇吹风或用自来水冲淋。其他主要部件其他主要部件o 绝缘套管：高压套管和低压套管。将内部高、低压引线引到外部，对地绝缘，

3、固定引线，是载流元件之一。o 调压装置：分接开关。在负载运行中能完成分接电压切换称为有载调压。o 保护装置：气体继电器和安全气道等。故障时变压器油汽化，触动气体继电器发出警报或切断电源；严重时油气冲破安全气道管口的密封玻璃，冲出油箱，避免油箱爆裂。l继电器是一种电子控制器件，当输入量的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。变压器的工作原理变压器的工作原理o 变压器是基于电磁感应原理而工作的。o 工作时，一次侧输入电能后，因其交变故在铁心内产生了交变的磁场（即由电能变成磁场能）；由于匝链（穿透），二次绕组的磁力线在不断地交替变化，所以感应出二次电动势，当外电路

4、沟通时，则产生了感生电流，向外输出电能（即由磁场能又转变成电能）。这种“电-磁-电”的转换过程是建立在电磁感应原理基础上而实现的，这种能量转换过程也就是变压器的工作过程。变压器的工作原理变压器的工作原理变压器的工作原理变压器的工作原理o 变压器的变比：K=n1/n2=u1/u2。o 变压器一、二次电压与一、二次绕组的匝数成正比。这种利用一、二次绕组匝数比变动而改变二次电压数值的原理，称为变压器的“变压原理”。o 根据能量守恒原理，变压器一、二次电流之比与一、二次绕组的匝数成反比。即绕组匝数多的一侧电流小，匝数少的一侧电流大；也就是电压高的一侧电流小，电压低的一侧电流大。变压器的分类变压器的分类

5、o 变压器的种类很多，一般分为电力变压器和特种变压器两大类。o 特种变压器：变压器除了作交流电压的变换外，还有其他各种用途，如变更电源的频率，整流设备的电源，电焊设备的电源，电炉电源或作电压互感器、电流互感器等，这些具有特殊用途的变压器通称为特种变压器。变压器的分类变压器的分类o 按用途分有：升压变压器；降压变压器；配电变压器；联络变压器。o 按相数分有：单相变压器；三相变压器。o 按绕组分有：双绕组变压器；三绕组变压器；自耦变压器。o 按绕组材料分有：铜线变压器；铝线变压器。o 按调压方式分有：无载调压变压器；有载调压变压器。o 按绝缘介质分有：油浸式变压器；干式变压器（浇注环氧树脂、空气、

6、SF6）。o 按冷却方式分有：自然循环冷却；（强迫油循环）风冷； （强迫油循环）水冷。变压器的型号变压器的型号o 变压器的型号分两部分：l 前部分由字母组成，代表变压器的绕组数、相数、绝缘介质、冷却方式、调压方式、线圈线心和铁心材料等；l 后部分由数字组成，表示变压器的额定容量、额定电压、绕组连接方式。变压器的型号变压器的型号o前部分字母的排列顺序及含义l绕组藕合方式：*（不标）；自藕（O）。l相数：单相（D）；三相（S）。l绕组外绝缘介质：变压器油（不标）；空气（G）；气体（Q）；成型固体浇注式（C）；包绕式（CR）；难燃液体（R）。l冷却装置种类：自然循环冷却装置（不标）；风冷却器（F）；

7、水冷却器（S）。l油循环方式：自然循环（不标）；强迫油循环（P）。l绕组数：双绕组（不标）；三绕组（S）；双分裂绕组（F）。l调压方式：无励磁调压（不标）；有载调压（Z）。l线圈导线材质：铜（不标）；铜箔（B）；铝（L）；铝箔（LB）。l铁心材质：电工钢片（不标）；非晶合金（H）。l特殊用途或特殊结构：密封式（M）；串联用（C）；起动用（Q）；防雷保护用（B）；调容用（T）；高阻抗（K）；地面站牵引用（QY）；低噪音用（Z）；电缆引出（L）；隔离用（G）；电容补偿用（RB）；油田动力照明用（Y）；厂用变压器（CY）；全绝缘（J）；同步电机励磁用（LC）。变压器的型号变压器的型号o 后部分数字的

8、含义：设计序号-额定容量（kVA）/高压侧额定电压（kV）o 例如：l SFPZ9-120000/110表示三相双绕组强迫油循环风冷有载调压，设计序号为9，容量为120000kVA，高压侧额定电压为110kV的变压器。l SCB11-2000/10表示三相双绕组固体成型(环氧浇注)低压箔式线圈，设计序号为11，额定容量为2000kVA，高压侧额定电压为10kV的变压器。变压器的铭牌变压器的铭牌o 每台变压器都有一个铭牌，上面标出下列数据：l型号；l额定容量SN，VA或kVA；l额定电压U1N/U2N，V或kV；l额定电流I1N/I2N，A；l频率f，Hz；l相数；l绕组联结图与联结组标号；l漏

9、阻抗标幺值或阻抗电压uk；l运行方式（长期或短期）；l冷却方式。变压器的铭牌变压器的铭牌o 此外，铭牌上还给出：l变压器的总重量；l变压器油的重量；l变压器器身的重量。冷却方式代号标志冷却方式代号标志第二章：互感器第二章：互感器互感器：又称仪用变压器，是按比例变换电压或电流的电力设备，用于测量或保护系统等。互感器的主要作用互感器的主要作用o 将一次侧系统的电压、电流信息准确地传递到二次侧相关设备；o 将一次侧电网的高电压、大电流变换成二次侧的低电压（标准）、小电流（标准），使测量仪表和继电器等装置标准化、小型化，并降低了二次设备的绝缘要求；o 将二次设备及二次系统和一次高压系统在电气方面很好地

10、隔离，从而保障了二次设备和人身的安全。互感器的原理及分类互感器的原理及分类o 互感器的工作原理类似于变压器。o 互感器分为 电流互感器（CT-current transformer ） 电压互感器（PT-potential transformer ）两大类。第一节：电流互感器第一节：电流互感器o 电流互感器（Current Transformer-CT ）也称变流器，是将大电流变成小电流的互感器，与系统的连接方式为串联。CTCT的分类的分类o 根据绝缘结构可分为干式、浇注式、油浸式、套管式、SF6式五种形式。o 根据用途一般可分为保护用、测量用和计量用三种。区别在于计量用CT的精度要相对较高，

11、另外计量用CT也更容易饱和，以防止发生系统故障时大的短路电流造成计量表计的损坏。o 根据原理可分为电磁式和电子式两种。电磁式电磁式CTCTo 目前电力系统广泛采用的是电磁式CT。o 原理：电磁感应。一次绕组匝数很少，串接在被测线路中，一次电流I1经电磁感应，使二次绕组产生较小的标准电流I2。我国规定标准电流为5A或1A。电磁式电磁式CTCT的缺点的缺点- -磁路饱和磁路饱和常见的磁路饱和有两种：稳态饱和与暂态饱和。稳态饱和：主要是因为一次电流值太大，进入CT饱和区域，导致二次电流不能正确的传变一次电流。暂态饱和：是因为大量的非周期分量的存在，进入CT饱和区域。在铁心未饱和前，一次电流和二次电流

12、完全成正比例，当达到饱和后，励磁不再增加，饱和后不产生电动势CTCT的型号规定的型号规定特殊环境代号特殊环境代号电压等级（电压等级（kV）电压等级设计序号电压等级设计序号产品型号字母产品型号字母CTCT型号字母含义型号字母含义CTCT的主要参数的主要参数1.额定电流变比o 额定电流变比是指一次额定电流与二次额定电流之比（有时简称电流比）；额定电流比一般用不约分的分数形式表示。o 额定电流，就是在这个电流下，互感器可以长期运行而不会因发热损坏。当负载电流超过额定电流时，叫作过负载。CTCT的主要参数的主要参数2. CT的准确级o CT的准确级是在一定的二次负荷和额定电流值时的最大容许误差。o 用

13、于电气测量的CT要求在正常工作范围有较高的准确度，对不同的测量仪表应选择不同等级的CT。国产CT的准确度等级有0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、5.0、0.2S级及0.5S级。CTCT的主要参数的主要参数o 用于继电保护的CT主要在系统发生故障时工作，按用途可分为稳态保护（P）和暂态保护（TP）。稳态保护用CT的准确级常用的有5P和10P。l10P是指保护用CT的精度等级(即在额定一次电流下的误差为3%；在额定准确限值一次电流下的复合误差小于10%)；l5P是指保护用CT的精度等级(即在额定一次电流下的误差为1%；在额定准确限值一次电流下的复合误差小于5%)

14、； l额定准确限值一次电流：CT能满足复合误差要求的最大一次电流；l5P的精度比10P的高,一般精度要求不高时可以选10P。3.额定容量o 额定容量就是额定二次电流I2e通过二次额定负载Z2e时所消耗的视在功率S2e。4.额定电压o 额定电压是指一次绕组长期能够承受的最大电压（有效值）。它只是说明CT的绝缘强度，而和CT的额定容量没有任何关系。一、电流互感器的主要技术数据CTCT的主要参数的主要参数o CT正常工作时二次侧近似于短路状态，一旦开路会给二次侧产生很高的过电压。故运行中的CT二次绕组不允许开路，且不许接熔断器，也不许在运行时未经旁路就拆下电流表、继电器等设备；二次线圈一端接地。o

15、CT绕组应按减极性连接，经CT接入的仪表内流过的电流方向与将仪表直接接入电路时的方向相同。使用使用CTCT应注意的问题应注意的问题第二节：电压互感器第二节：电压互感器o 电压互感器（Voltage Transformer）是将高电压变成低电压的互感器，与系统的连接方式为并联。PTPT的分类的分类o 按安装地点可分为户内式和户外式。35kV及以下多制成户内式；35kV以上则制成户外式。 o 按相数可分为单相和三相式。35kV及以上不能制成三相式。o 按绕组数目可分为双绕组和三绕组PT。三绕组PT除一次侧和基本二次侧外，还有一组辅助二次侧，供接地保护用。 o 按绝缘方式可分为干式、浇注式、油浸式和

16、充气式。干式浸绝缘胶PT结构简单、无着火和爆炸危险，但绝缘强度较低，只适用于6kV以下的户内式装置；浇注式PT结构紧凑、维护方便，适用于3kV35kV户内式配电装置；油浸式PT绝缘性能较好，可用于10kV以上的户外式配电装置；充气式PT用于SF6全封闭电器中。 o 此外，按原理分还有电磁式和电容式PT。电容电容式式PTPTo UC2=U1C1/（C1+C2）=KU1，其中K= C1/（C1+C2）为分压比，改变C1和C2的值，可得到不同的分压比。o 此类型PT被广泛应用于110500kV中性点接地系统中。PTPT的型号规定的型号规定特殊环境代号特殊环境代号电压等级（电压等级（kV）电压等级设计序号电压等级设计序号产品型号字母产品型号字母PTPT的型号字母的含义的型号字母的含义PTPT的主要参数的主要参数1.额定电压变比l 额定电压变比是指一次额定电压与二次额定电压之比（有时简称电压比）；额定电压比一般用不约分的分数形式表示。l 额定电压，就是在这个电压下，互感器可以长期运行而不会因发热损坏。当负载电压超过额定电压时，叫作过负载。PTPT的主要参数的主