高壓電器AA課件

一、變壓器概述

變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)和電子線路中應(yīng)用廣泛。它是一種靜止的電氣設(shè)備，利用電磁感應(yīng)原理將一種電壓、電流的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓、電流的電能。換句話說，變壓器就是實(shí)現(xiàn)電能在不同等級之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

在能量傳輸過程中，當(dāng)輸送功率P=UIcos及負(fù)載功率因數(shù)cos

一定時(shí)：電能損耗小節(jié)省金屬材料（經(jīng)濟(jì)）UIP=I2rIS所以遠(yuǎn)距離輸電采用高電壓是最為經(jīng)濟(jì)的。

2.1變壓器發(fā)電機(jī)的輸出電壓一般有3.15kV、6.3kV、10.5kV、15.75kV、18kV、20kV等幾種，因此必須用升壓變壓器將電壓升高才能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離經(jīng)濟(jì)輸送。電力工業(yè)中常采用高壓輸電低壓配電，實(shí)現(xiàn)節(jié)能并保證用電安全。目前，我國交流輸電的電壓最高已達(dá)800kV。發(fā)電廠10.5kV輸電線220kV升壓變電站10kV降壓降壓二、變壓器的工作原理當(dāng)原邊繞組接到交流電源時(shí)，繞組中便有交流電流流過，并在鐵心中產(chǎn)生與外加電壓頻率相同的磁通(主磁通)，這個交變磁通同時(shí)交鏈著原邊繞組和副邊繞組。并且在一、二次繞組中分別產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。

（匝比）K為變比結(jié)論：一次、二次側(cè)電壓與匝數(shù)成正比。改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。結(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比。

三、變壓器的結(jié)構(gòu)1—信號溫度計(jì)2—銘牌3—吸濕器4—油枕(儲油柜)5—油位指示器6—防爆管7—瓦斯繼電器8－高壓套管9—低壓套管10—分接開關(guān)11—油箱及散熱油管12—鐵心13—繞組及絕緣14—放油閥15—小車16—接地端子變壓器結(jié)構(gòu)示意圖+–+–Z1.變壓器的電路與磁路變壓器的磁路繞組：一次繞組二次繞組由高導(dǎo)磁硅鋼片疊成厚0.35mm或0.5mm鐵心變壓器的電路一次繞組N1二次繞組N2鐵心交流鐵心線圈的功率損耗主要有銅損和鐵損兩種。（1）銅損(Pcu)在交流鐵心線圈中,線圈電阻R上的功率損耗稱銅損，用Pcu表示。Pcu=RI2式中：R是線圈的電阻；I是線圈中電流的有效值。（2）鐵損(PFe)在交流鐵心線圈中，處于交變磁通下的鐵心內(nèi)的功率損耗稱鐵損，用PFe

表示。鐵損由磁滯和渦流產(chǎn)生。+–ui（3）變壓器的效率()變壓器的效率為一般95%,負(fù)載為額定負(fù)載的(50~75)%時(shí),最大。輸出功率輸入功率2.油箱及其他附件（1）油箱

變壓器油的作用：加強(qiáng)變壓器內(nèi)部絕緣強(qiáng)度和散熱作用。要求：用質(zhì)量好的鋼板焊接而成，能承受一定壓力。（2）儲油柜

作用：減少油與外界空氣的接觸面積，減小變壓器受潮和氧化的概率。在大型電力變壓器的儲油柜內(nèi)還安放一個特殊的空氣膠囊，它通過呼吸器與外界相通，空氣膠囊阻止了儲油柜中變壓器油與外界空氣接觸。（3）呼吸器

作用：內(nèi)裝硅膠的干燥器，與油枕連通，為了使潮氣不能進(jìn)入油枕使油劣化。硅膠對空氣中水份具有很強(qiáng)的吸附作用，干燥狀態(tài)狀態(tài)為蘭色，吸潮飽和后變?yōu)榉奂t色。吸潮的硅膠可以再生。（4）冷卻器

作用：加強(qiáng)散熱。裝配在變壓器油箱壁上，對于強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器，電動泵從油箱頂部抽出熱油送入散熱器管簇中，這些管簇的外表受到來自風(fēng)扇的冷空氣吹拂，使熱量散失到空氣中去，經(jīng)過冷卻后的油從變壓器油箱底部重新回到變壓器油箱內(nèi)。（5）絕緣套管

(分為高壓絕緣套管和低壓絕緣套管)

作用：使繞組引出線與油箱絕緣。絕緣套管一般是陶瓷的，其結(jié)構(gòu)取決于電壓等級。1kV以下采用實(shí)心磁套管，10～35kV采用空心充氣或充油式套管，110kV及以上采用電容式套管。為了增大外表面放電距離，套管外形做成多級傘形裙邊。電壓等級越高，級數(shù)越多。（6）分接開關(guān)

作用：用改變繞組匝數(shù)的方法來調(diào)壓。一般從變壓器的高壓繞組引出若干抽頭，稱為分接頭，用以切換分接頭的裝置叫分接開關(guān)。分接開關(guān)分為無載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種，前者必須在變壓器停電的情況下切換；后者可以在變壓器帶負(fù)載情況下進(jìn)行切換。分接開關(guān)安裝在油箱內(nèi)，其控制箱在油箱外，有載調(diào)壓分接開關(guān)內(nèi)的變壓器油是完全獨(dú)立的，它也有配套的油箱、瓦斯繼電器、呼吸器。（7）壓力釋放閥

作用：為防止變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障而產(chǎn)生大量氣體，引起變壓器發(fā)生爆炸。壓力釋放裝置在變壓器油箱頂蓋上，壓力釋放裝置在保護(hù)電力變壓器方面起重要作用。充有變壓器油的電力變壓器，如果內(nèi)部出現(xiàn)故障或短路，電弧放電就會在瞬間使油汽化，導(dǎo)致油箱內(nèi)壓力極快升高。如果不能極快釋放該壓力，油箱就會破裂，將易燃油噴射到很大的區(qū)域內(nèi)，可能引起火災(zāi)，造成更大破壞，因而通過壓力釋放裝置使油箱內(nèi)減壓防止上述情況發(fā)生。

（8）氣體繼電器（瓦斯繼電器）

作用：變壓器的一種保護(hù)裝置，安裝在油箱與儲油柜的連接管道中，當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)（如絕緣擊穿、匝間短路、鐵芯事故、油箱漏油使油面下降較多等）產(chǎn)生的氣體和油流，迫使氣體繼電器動作。輕者發(fā)出信號，以便運(yùn)行人員及時(shí)處理。重者使斷路器跳閘，以保護(hù)變壓器。

一、干式變壓器

干式變壓器是指鐵芯和繞組不浸漬在絕緣液體中的變壓器。在結(jié)構(gòu)上可分為以固體絕緣包封繞組和不包封繞組。1.環(huán)氧樹脂絕緣干式變壓器用環(huán)氧樹脂澆注或浸漬作包封的干式變壓器即稱為環(huán)氧樹脂干式變壓器。其他變壓器2.氣體絕緣干式變壓器氣體絕緣變壓器為在密封的箱殼內(nèi)充以SF6（六氟化硫）氣體代替絕緣油，利用SF6氣體作為變壓器的絕緣介質(zhì)和冷卻介質(zhì)。它具有防火、防爆、無燃燒危險(xiǎn)，絕緣性能好，與油浸變壓器相比重量輕，防潮性能好，對環(huán)境無任何限制，運(yùn)行可靠性高，維修簡單等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是過載能力稍差。①通過儀表監(jiān)視電壓、電流，判斷負(fù)荷是否在正常范圍之內(nèi)。變壓器一次電壓變化范圍應(yīng)在額定電壓的5%以內(nèi)。②監(jiān)視溫度計(jì)及溫控裝置，看油溫及溫升是否正常。上層油溫一般不宜超過850C，最高不應(yīng)超過950C。（干式變壓器和其他型號的變壓器參看各自的說明書）變配電所的運(yùn)行維護(hù)

③冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行方式是否符合要求，冷卻裝置(風(fēng)扇、油、水)是否運(yùn)行正常，各組冷卻器、散熱器溫度是否相近。

⑤絕緣子（瓷瓶、套管）是否清潔，有無破損裂紋、嚴(yán)重油污及放電痕跡。

④變壓器的聲音是否正常。正常的聲響為均勻的嗡嗡聲，如聲響較平常沉重，表明變壓器過負(fù)荷；如聲音尖銳，說明電源電壓過高。

⑥油枕、充油套管、外殼是否有滲油、漏油現(xiàn)象，有載調(diào)壓開關(guān)、氣體繼電器的油位、油色是否正常。油面過高，可能是冷卻器運(yùn)行不正?；騼?nèi)部故障（鐵芯起火，線圈層間短路等）；油面過低可能有滲油、漏油。

變壓器油通常為淡黃色，長期運(yùn)行后呈深黃色。如果顏色變深變暗，說明油質(zhì)變壞，如果顏色發(fā)黑，表明炭化嚴(yán)重，不能使用。⑦變壓器的接地引線、電纜和母線有無過熱現(xiàn)象。⑧外殼接地是否良好。⑨裝置控制箱內(nèi)的電氣設(shè)備、信號燈運(yùn)行是否正常；操作開關(guān)，聯(lián)動開關(guān)位置是否正常；二次線端子箱是否嚴(yán)密，有無受潮及進(jìn)水現(xiàn)象。

⑩變壓器室的門、窗、照明應(yīng)完好，房屋不漏水，通風(fēng)良好，周圍無影響其安全運(yùn)行的異物（如易燃、易爆和腐蝕性物體）。互感器分電壓互感器和電流互感器兩大類，它們是供電系統(tǒng)中測量和保護(hù)用的重要設(shè)備。電壓互感器是將系統(tǒng)的高電壓改變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的低電壓；電流互感器是將高壓系統(tǒng)中的電流或低壓系統(tǒng)中的大電流改變?yōu)榈蛪旱臉?biāo)準(zhǔn)小電流。2.2互感器

把大電流變成小電流，就是電流互感器。電流互感器是利用變壓器能改變電流的原理制成的,它的結(jié)構(gòu)與普通雙繞組變壓器相似，也有鐵心和一、二次繞組，但它的一次側(cè)繞組只有一匝到幾匝，導(dǎo)線都很粗，串聯(lián)在被測電路中。電流互感器二次側(cè)繞組匝數(shù)較多，它與電流表或功率表的電流線圈串聯(lián)成為閉合電路，以實(shí)現(xiàn)用低量程的電流表測量大電流的目的。電流互感器（TA)電流表被測電流=電流表讀數(shù)N2/N1二次側(cè)不能開路，以防產(chǎn)生高電壓；2.鐵心、低壓繞組的一端接地，以防在絕緣損壞時(shí)，在二次側(cè)出現(xiàn)過壓。使用注意事項(xiàng)：實(shí)現(xiàn)用低量程的電流表測量大電流（被測電流）N1（匝數(shù)少）N2（匝數(shù)多）ARi1i2

把高電壓變成低電壓，就是電壓互感器。電壓互感器是利用變壓器能改變電壓的原理制成的,其結(jié)構(gòu)與原理同普通降壓變壓器相似，也有鐵心和一、二次繞組，但它的二次側(cè)繞組只有一匝到幾匝。電壓互感器一次側(cè)接高電壓，二次測接有電壓表或其他儀表的電壓線圈，用來實(shí)現(xiàn)用低量程的電壓表測量高電壓的目的。電壓互感器(TV)二次側(cè)不能短路，以防產(chǎn)生過流；2.鐵心、低壓繞組的一端接地，以防在絕緣損壞時(shí)，在二次側(cè)出現(xiàn)高壓。使用注意事項(xiàng)：電壓表被測電壓=電壓表讀數(shù)N1/N2實(shí)現(xiàn)用低量程的電壓表測量高電壓VR

N1（匝數(shù)多）保險(xiǎn)絲

N2（匝數(shù)少）~u（被測電壓）互感器的巡視檢查內(nèi)容（1）瓷瓶套管是否完好，清潔，有無裂紋放電現(xiàn)象。（2）檢查油位、油色是否正常，有無滲油和漏油現(xiàn)象。（3）檢查呼吸器是否暢通，是否有受潮變色現(xiàn)象。（4）檢查接線端子是否牢固，是否有發(fā)熱現(xiàn)象。

（5）檢查運(yùn)行中的互感器聲音是否正常，有否冒煙及異常氣味。2.3高壓開關(guān)設(shè)備主要用于發(fā)電、輸電、配電和電能轉(zhuǎn)換的高壓開關(guān)以及和控制、測量、保護(hù)裝置、電氣聯(lián)結(jié)（母線）、外殼、支持件等組成的總稱。

高壓熔斷器是一種保護(hù)電器，當(dāng)系統(tǒng)或電氣設(shè)備發(fā)生短路故障或過負(fù)荷時(shí)，故障電流或過負(fù)荷電流使熔體發(fā)熱熔斷、切斷電源起到保護(hù)作用。一、高壓熔斷器1.戶內(nèi)型（RN〕固定式2.戶外型（RW〕跌開式

RN1

主要用作高壓線路和設(shè)備的短路保護(hù)，也起過負(fù)荷保護(hù)。

RN2用作高壓互感器的短路保護(hù)。RN1、RN2滅弧能力很強(qiáng)，為”限流“式熔斷器。RN1型：主要用于高壓電路和設(shè)備的短路保護(hù)（額定電流可達(dá)100A）RN2型：高壓電壓互感器一次側(cè)短路保護(hù)（額定電流一般為0.5A）l瓷熔管2金屬管帽3彈性觸座4熔斷指示器5接線端子6支柱瓷瓶7底座1管帽，2瓷管，3工作熔體，4指示熔體，5錫球，6石英砂填料，7熔斷指示器(虛線表示熔斷指示器在熔體熔斷時(shí)彈出)常用于額定電壓10KV，額定容量315KV·A及以下的電力變壓器的過流保護(hù)，尤其以居民區(qū)，街道等場合居多。特點(diǎn)：

①隔離開關(guān)的作用②短路保護(hù)功能③“非限流”式熔斷器

不能在短路電流達(dá)到?jīng)_擊電流（Ish）前熄滅電弧的滅弧特性稱“非限流”式。

④不允許帶負(fù)荷操作

戶外型（RW〕跌開式既可作6—10KV線路和設(shè)備的短路保護(hù)，又可在一定條件下，用高壓絕緣鉤棒操作熔管的分合，起高壓隔離開關(guān)的作用。

1上接線端子，2上靜觸頭，3上動觸頭，4管帽，5操作環(huán)，6熔管(內(nèi)套纖維質(zhì)消弧管)，7銅熔絲，8下動觸頭，9下靜觸頭，10下接線端子，11絕緣瓷瓶，12固定安裝板特點(diǎn)：

①帶負(fù)荷操作在上靜觸頭上加裝了簡單的滅弧室，其操作要求和“負(fù)荷開關(guān)”相同。②隔離開關(guān)的作用③短路保護(hù)功能④“非限流”式二、高壓隔離開關(guān)文字符號QS1.主要功能

隔離高壓電源，以保證對其他電器設(shè)備及線路的安全檢修及人身安全。

因此其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是斷開后具有明顯可見的斷開間隙，且斷開間隙的絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的。2.使用特點(diǎn)

隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，所以不容許帶負(fù)荷操作。但可容許通斷一定的小電流，如勵磁電流不超過2A的35KV、1000KV·A及以下的空載變壓器電路、電容電流不超過5A的10KV及以下、長5Km的空載輸電線路以及電壓互感器和避雷器回路等。GN8—10／600型高壓隔離開關(guān)1上接線端子，2靜觸頭，3閘刀，4絕緣套管，5下接線端子，6框架，7轉(zhuǎn)軸，8拐臂，9升降瓷瓶，10支柱瓷瓶高壓隔離開關(guān)外型

具有簡單的滅弧裝置，能通斷一定的負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流，不能斷開短路電流，與高壓熔斷器配合使用。FN3—10RT型高壓負(fù)荷開關(guān)1主軸，2上絕緣子兼氣缸，3連桿，4下絕緣子，5框架，6RN1型高壓熔斷器，7下觸座，8閘刀，9弧動觸頭，10絕緣噴嘴(內(nèi)有弧靜觸頭)，11主靜觸頭，12上觸座，13斷路彈簧，14絕緣拉桿，15熱脫扣器三、高壓負(fù)荷開關(guān)（QL）1）分合位置紅綠信號燈、機(jī)械分合指示器與斷路器的狀態(tài)是否一致。2）負(fù)荷電流是否超過當(dāng)時(shí)環(huán)境溫度下的允許電流；三相電流是否平衡；內(nèi)部有無異常聲音.

3）各連接頭接觸是否良好；接頭溫度、箱體溫度是否正常；有無過熱現(xiàn)象。4）檢查絕緣子（瓷瓶、套管）是否清潔完整、無裂紋和破損，有無放電、閃絡(luò)現(xiàn)象。5）檢查操作機(jī)構(gòu)、操作電壓、操作氣壓及操作油壓是否正常，其偏差是否在允許范圍內(nèi)。巡視與維護(hù)6）檢查端子箱內(nèi)二次接線端子是否受潮，有否銹蝕現(xiàn)象7）檢查高壓帶電顯示器，看三相指示是否正常，是否亮度一致。8）檢查設(shè)備接地是否良好。9）檢查油斷路器油色、油位是否正常，本體各充油部位是否有滲油、漏油現(xiàn)象。10）檢查SF6斷路器的氣體壓力是否正常。11）檢查真空斷路器的真空室是否正常，有無漏氣聲。功能：

具有完善的滅弧能力

通斷正常負(fù)荷電流接通和承受一定的短路電流在保護(hù)裝置作用下自動跳閘，切除短路故障。四、高壓斷路器（QF）2．隔離開關(guān)的異常及處理：(1)接頭或觸頭發(fā)熱。可能是接觸不良或過負(fù)荷。可適當(dāng)降低負(fù)荷，也可將故障隔離開關(guān)退出運(yùn)行；無法退出時(shí)，可加強(qiáng)通風(fēng)冷卻，同時(shí)創(chuàng)造條件，盡快停電處理。(2)誤拉隔離開關(guān)。如果刀片剛離開刀口應(yīng)立即將未拉開的隔離開關(guān)合上。如果隔離開關(guān)已拉開，則不允許再合上，用同級斷路器或上一級斷路器斷開電路后方可合隔離開關(guān)。(3)誤合隔離開關(guān)。誤合的隔離開關(guān)，不允許再拉開，只有用斷路器先斷開該同路電路，然后，才能拉開。1.油斷路器(1)多油斷路器：開關(guān)觸頭在絕緣油中閉合和斷開。油兼有滅弧和絕緣功能，油量多，有易燃易爆危險(xiǎn)。體積大，維護(hù)麻煩?？深l繁通斷負(fù)荷。趨于淘汰。(2)少油斷路器：

開關(guān)觸頭在絕緣油中閉合和斷開。油只作滅弧，油量少，易燃易爆危險(xiǎn)性較小。體積小，價(jià)廉，維護(hù)方便。不能頻繁操作。6～10kv多用。高壓斷路器型號含義結(jié)構(gòu)組成：框架、傳動結(jié)構(gòu)和油箱三個主要部分組成。斷路器合閘：動觸頭（導(dǎo)電桿——插入靜觸頭。斷路器分閘：動觸頭離開靜觸頭。無論是分閘或合閘，電弧總是在弧觸片與動觸頭端部弧觸頭之間產(chǎn)生。（一）SN10-10型高壓少油斷路器

開關(guān)觸頭在真空的容器內(nèi)閉合和斷開。滅弧能力強(qiáng)燃弧時(shí)間短，屬高速斷路器。開斷能力強(qiáng)。結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，體積小。壽命長，易維修?？深l繁操作。無易燃易爆危險(xiǎn)。由于開斷速度高,易產(chǎn)生截流過電壓,對變壓器等感性負(fù)載易造成危害,應(yīng)配置過電壓吸收裝置。真空斷路器的真空滅弧室結(jié)構(gòu)1靜觸頭，2動觸頭3屏蔽罩，4波紋管，5與外殼封接的法蘭盤，6金屬波紋管，7玻殼（二）高壓真空斷路器開關(guān)觸頭在SF6氣體中閉合和斷開。SF6氣體兼有滅弧和絕緣功能。滅弧能力強(qiáng)，屬高速斷路器。斷流容量大，電絕緣性能好，檢修周期長?？深l繁操作。無燃燒爆炸危險(xiǎn)，體積小，維護(hù)要求嚴(yán)格，價(jià)貴。在全封閉組合電器中多采用。不適于高寒地區(qū)。本身無毒，但電弧在高溫作用下會生成氟化氫等強(qiáng)烈腐蝕性的劇毒物，檢修時(shí)，應(yīng)注意防毒。（三）六氟化硫斷路器LW8-40.5型戶外交流高壓六氟化硫斷路器

巡視與維護(hù)1）分合位置紅綠信號燈、機(jī)械分合指示器與斷路器的狀態(tài)是否一致。2）負(fù)荷電流是否超過當(dāng)時(shí)環(huán)境溫度下的允許電流；三相電流是否平衡；內(nèi)部有無異常聲音.

3）各連接頭接觸是否良好；接頭溫度、箱體溫度是否正常；有無過熱現(xiàn)象。4）檢查絕緣子（瓷瓶、套管）是否清潔完整、無裂紋和破損，有無放電、閃絡(luò)現(xiàn)象。5）檢查操作機(jī)構(gòu)、操作電壓、操作氣壓及操作油壓是否正常，其偏差是否在允許范圍內(nèi)。6）檢查端子箱內(nèi)二次接線端子是否受潮，有否銹蝕現(xiàn)象7）檢查高壓帶電顯示器，看三相指示是否正常，是否亮度一致。8）檢查設(shè)備接地是否良好。9）檢查油斷路器油色、油位是否正常，本體各充油部位是否有滲油、漏油現(xiàn)象。10）檢查SF6斷路器的氣體壓力是否正常。11）檢查真空斷路器的真空室是否正常，有無漏氣聲。因斷路器出現(xiàn)故障不允許將其分閘

運(yùn)行中的斷路器，發(fā)現(xiàn)下列之一故障時(shí)，禁止將其斷開，以免發(fā)生爆炸事故：①油斷路器無油或嚴(yán)重缺油；②油斷路器油質(zhì)炭化；③SNl、SN2等型少油斷路器兩相絕緣拉桿斷裂；④斷路器消弧室破裂或觸點(diǎn)融化；⑤空氣斷路器壓縮空氣壓力太低且不能維持；⑥采用液壓結(jié)構(gòu)的斷路器，當(dāng)液壓降低到零時(shí)(指未采取防止慢分閘措施的液壓系統(tǒng))。

它是以斷路器為主的電氣設(shè)備；是指生產(chǎn)廠家根據(jù)電氣一次主接線圖的要求，將有關(guān)的高低壓電器（包括控制電器、保護(hù)電器、測量電器）以及母線、載流導(dǎo)體、絕緣子等裝配在封閉的或敞開的金屬柜體內(nèi)，作為電力系