湖南理工《电工技术与仪表》4546课时

1、 电工技术与仪表电工技术与仪表1主讲人：杨主讲人：杨 明明项目五项目五 变压器、互感器安装与测试变压器、互感器安装与测试 电工技术与仪表电工技术与仪表2 电工技术与仪表电工技术与仪表1.变压器的的基本结构变压器的的基本结构 变压器的结构与原理：通常把连变压器的结构与原理：通常把连接电源的绕组称为一次绕组，又称原接电源的绕组称为一次绕组，又称原绕组或初级绕组，凡是表示一次绕组绕组或初级绕组，凡是表示一次绕组各量的字母均标注下标各量的字母均标注下标“1”；接负载；接负载的绕组称为二次绕组，又称次级绕组的绕组称为二次绕组，又称次级绕组或副绕组，凡是表示二次绕组各量的或副绕组，凡是表示二次绕组各量的字

2、母均标准下标字母均标准下标“2”。虽然一、二次。虽然一、二次绕组在电路上是分开的，两者在铁芯绕组在电路上是分开的，两者在铁芯上是处于同一磁路上的。为了防止变上是处于同一磁路上的。为了防止变压器内部绕组短路，绕组与绕组、绕压器内部绕组短路，绕组与绕组、绕组与铁芯之间要有良好的绝缘。组与铁芯之间要有良好的绝缘。 电工技术与仪表电工技术与仪表2. 变压器的工作原理变压器的工作原理 变压器的工作原理就是电磁感应原理，通过一个共变压器的工作原理就是电磁感应原理，通过一个共同的磁场，将两个或两个以上的绕组耦合在一起，实现同的磁场，将两个或两个以上的绕组耦合在一起，实现从一个电路向另一个电路传递能量或信号，

3、能量通过磁从一个电路向另一个电路传递能量或信号，能量通过磁耦合由电源传递给负载。耦合由电源传递给负载。 电工技术与仪表电工技术与仪表3.理想变压器：理想变压器：变压器的全部磁通都闭合在铁芯中无漏磁通。变压器的全部磁通都闭合在铁芯中无漏磁通。变压器工作时，其本身不消耗功率，既无铁损耗，也变压器工作时，其本身不消耗功率，既无铁损耗，也无铜损耗。无铜损耗。铁芯材料的磁导率趋于无穷大，产生磁通的磁化电流铁芯材料的磁导率趋于无穷大，产生磁通的磁化电流趋近于零，可以忽略不计趋近于零，可以忽略不计 电工技术与仪表电工技术与仪表4. 理想变压器的作用理想变压器的作用（1）理想变压器的电压变换作用）理想变压器的

4、电压变换作用 dtdNu11dtdNu22kNNuu2121 电工技术与仪表电工技术与仪表（2）理想变压器的电流变换作用）理想变压器的电流变换作用由于理想变压器没有有功功率的损耗，又无磁化所需由于理想变压器没有有功功率的损耗，又无磁化所需的无功功率，所以一次、二次绕组的视在功率相同的无功功率，所以一次、二次绕组的视在功率相同 2211iuiu kNNuuii1121221 电工技术与仪表电工技术与仪表（3）理想变压器的阻抗变换作用：二次接有负载阻抗）理想变压器的阻抗变换作用：二次接有负载阻抗为为ZL的理想变压器，对电源来说，可等效为一个的理想变压器，对电源来说，可等效为一个K2倍倍ZL的输入阻

5、抗的输入阻抗Zi。LiZKIKUKIUZ222111 电工技术与仪表电工技术与仪表1测量用互感器的作用测量用互感器的作用由于生产实践的需要，在交流电路中进行测量时，有时由于生产实践的需要，在交流电路中进行测量时，有时会遇到比用仪表量限高得很多的电压和大得多的电流，会遇到比用仪表量限高得很多的电压和大得多的电流，例如几千伏以至更高的电压，几百安以至更大的电流。例如几千伏以至更高的电压，几百安以至更大的电流。这时如果采用分流器和附加电阻的办法解决，就会遇到这时如果采用分流器和附加电阻的办法解决，就会遇到很多困难，例如会使附件尺寸变的庞大，消耗的功率也很多困难，例如会使附件尺寸变的庞大，消耗的功率也

6、比较大，并且如果将仪表直接接到高压电路中，对工作比较大，并且如果将仪表直接接到高压电路中，对工作人员的人身安全及测量仪表的绝缘都是很危险的，而增人员的人身安全及测量仪表的绝缘都是很危险的，而增加仪表的绝缘强度，则会使仪表结构复杂，成本也要大加仪表的绝缘强度，则会使仪表结构复杂，成本也要大大提高。大提高。 电工技术与仪表电工技术与仪表2测量用互感器的结构原理：实质上是一种特殊结测量用互感器的结构原理：实质上是一种特殊结构和特殊运行方式的变压器，它的一次绕组与高压线构和特殊运行方式的变压器，它的一次绕组与高压线路相连，二次绕组接测量仪表，因变压器一、二次间路相连，二次绕组接测量仪表，因变压器一、二

7、次间无电的连接，这就是实现了高压线路与测量仪表间的无电的连接，这就是实现了高压线路与测量仪表间的电气隔离。电气隔离。 电工技术与仪表电工技术与仪表3.电流互感器的结构：电流互感器相当于一个电流变电流互感器的结构：电流互感器相当于一个电流变换器，主要由绕组、铁心及绝缘支持物构成换器，主要由绕组、铁心及绝缘支持物构成 . 电工技术与仪表电工技术与仪表4.电流互感器的表示方法：当被测电流很大时，电流电流互感器的表示方法：当被测电流很大时，电流互感器的一次绕组往往是一段平直的铜条，二次绕组互感器的一次绕组往往是一段平直的铜条，二次绕组的额定电流一般规定为的额定电流一般规定为5A，因此，与电流互感器配套

8、，因此，与电流互感器配套使用的电流表量程也都是使用的电流表量程也都是5A。因为二次侧所接仪表的。因为二次侧所接仪表的线圈阻抗都很小，二次侧便接近短路状态，所以电压线圈阻抗都很小，二次侧便接近短路状态，所以电压不高。不高。 电工技术与仪表电工技术与仪表5.电流互感器的工作原理：与变压器相似，测量时电流互感器的工作原理：与变压器相似，测量时，由于接入二次绕组回路中的电流表、功率表和电，由于接入二次绕组回路中的电流表、功率表和电能表的电流线圈的阻抗很小，所以工作中的电流互能表的电流线圈的阻抗很小，所以工作中的电流互感器接近于短路状态。根据变压器的电流变换原理感器接近于短路状态。根据变压器的电流变换原

9、理，其一二次电流的比与一、二次匝数之比的倒数相，其一二次电流的比与一、二次匝数之比的倒数相等，等， 1221ININ1I2NKN2I 1IK I 电工技术与仪表电工技术与仪表6.倍率：变流比的另一个概念，就是倍率。如一只倍率：变流比的另一个概念，就是倍率。如一只经变流比为经变流比为150/5的电流互感器接线的电能表，若电的电流互感器接线的电能表，若电能表走了能表走了10kWh，则电能的实际消耗数应该是，则电能的实际消耗数应该是10kW.h乘以倍率乘以倍率30，即，即300kWh 电工技术与仪表电工技术与仪表7.电流互感器采用极性标示方法，其意义与变压器的极电流互感器采用极性标示方法，其意义与变

10、压器的极性相同，即当一次电流方向从极性端性相同，即当一次电流方向从极性端L1流入时，其二次流入时，其二次电流从极性端电流从极性端K1流出。如图流出。如图5-25所示，在接线中，所示，在接线中，L1和和K1称为同极性端称为同极性端(或称或称“同名端同名端”)，同极性端也有用，同极性端也有用“+”或或“*”表示的。表示的。 电工技术与仪表电工技术与仪表8.电压互感器的结构：电压互感器相当于一台降压变压电压互感器的结构：电压互感器相当于一台降压变压器，其结构也与普通电力变压器基本相同，由一、二次器，其结构也与普通电力变压器基本相同，由一、二次绕组、铁心、接线端子绕组、铁心、接线端子(瓷套管瓷套管)及

11、绝缘支持物等组成。及绝缘支持物等组成。一次绕组：匝数较多，与被测电路并联连接。电压互感一次绕组：匝数较多，与被测电路并联连接。电压互感器一次绕组的首端一般用字母器一次绕组的首端一般用字母U1表示，尾端用字母表示，尾端用字母U2表示。表示。 电工技术与仪表电工技术与仪表9.电压互感器的工作原理：电压互感器按工作原理，可电压互感器的工作原理：电压互感器按工作原理，可以分为电磁感应原理和电容分压原理以分为电磁感应原理和电容分压原理(在在220kV及以上电及以上电力系统中使用力系统中使用)两类。在测量中，连接在二次绕组上的两类。在测量中，连接在二次绕组上的仪表的阻抗较高，所以电压互感器在正常工作时近似

12、于仪表的阻抗较高，所以电压互感器在正常工作时近似于一个开路运行一个开路运行1U2UK UU12/KNN 电工技术与仪表电工技术与仪表10.技术特性：变压比技术特性：变压比变压比又称为倍率，倍率是电压互感器的变换系数。利变压比又称为倍率，倍率是电压互感器的变换系数。利用电压互感器，可以将被测量的高电压变换为低电压，用电压互感器，可以将被测量的高电压变换为低电压，然后用电压表去测量这个低电压，电压表上的读数然后用电压表去测量这个低电压，电压表上的读数U2乘上倍率就是被测量的高电压乘上倍率就是被测量的高电压U1。在电压表的刻度盘。在电压表的刻度盘上，可以直接标出被测量的高电压值。上，可以直接标出被测

13、量的高电压值。 11U22UNKUN 电工技术与仪表电工技术与仪表1911.使用要求：使用要求：电压互感器的二次绕组一定要接地，以免当一、二次绕电压互感器的二次绕组一定要接地，以免当一、二次绕组之间的绝缘击穿时，二次绕组上可能出现的高压使工组之间的绝缘击穿时，二次绕组上可能出现的高压使工作人员发生危险和仪表遭到损坏。如果电压互感器的二作人员发生危险和仪表遭到损坏。如果电压互感器的二次绕组在运行中短路，那么二次侧电路的阻抗大大减小次绕组在运行中短路，那么二次侧电路的阻抗大大减小，就会出现很大的短路电流，使二次绕组因严重发热而，就会出现很大的短路电流，使二次绕组因严重发热而烧毁。因此，必须注意电压互感器在运行中二次绕组不烧毁。因此，必须注意电压互感器在运行中二次绕组不能短路。同时，电压互感器的二次侧要装熔断器，在过能短路。同时，电压互感器的二次侧要装熔断器，在过负