高压电器AA课件

一、变压器概述

变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子线路中应用广泛。它是一种静止的电气设备，利用电磁感应原理将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。换句话说，变压器就是实现电能在不同等级之间进行转换。

在能量传输过程中，当输送功率P=UIcos及负载功率因数cos

一定时：电能损耗小节省金属材料（经济）UIP=I²rIS所以远距离输电采用高电压是最为经济的。

2.1变压器发电机的输出电压一般有3.15kV、6.3kV、10.5kV、15.75kV、18kV、20kV等几种，因此必须用升压变压器将电压升高才能实现远距离经济输送。电力工业中常采用高压输电低压配电，实现节能并保证用电安全。目前，我国交流输电的电压最高已达800kV。发电厂10.5kV输电线220kV升压变电站10kV降压降压二、变压器的工作原理当原边绕组接到交流电源时，绕组中便有交流电流流过，并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通(主磁通)，这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。并且在一、二次绕组中分别产生感应电动势。

（匝比）K为变比结论：一次、二次侧电压与匝数成正比。改变匝数比，就能改变输出电压。结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。

三、变压器的结构1—信号温度计2—铭牌3—吸湿器4—油枕(储油柜)5—油位指示器6—防爆管7—瓦斯继电器8－高压套管9—低压套管10—分接开关11—油箱及散热油管12—铁心13—绕组及绝缘14—放油阀15—小车16—接地端子变压器结构示意图+–+–Z1.变压器的电路与磁路变压器的磁路绕组：一次绕组二次绕组由高导磁硅钢片叠成厚0.35mm或0.5mm铁心变压器的电路一次绕组N1二次绕组N2铁心交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。（1）铜损(Pcu)在交流铁心线圈中,线圈电阻R上的功率损耗称铜损，用Pcu表示。Pcu=RI2式中：R是线圈的电阻；I是线圈中电流的有效值。（2）铁损(PFe)在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内的功率损耗称铁损，用PFe

表示。铁损由磁滞和涡流产生。+–ui（3）变压器的效率()变压器的效率为一般95%,负载为额定负载的(50~75)%时,最大。输出功率输入功率2.油箱及其他附件（1）油箱

变压器油的作用：加强变压器内部绝缘强度和散热作用。要求：用质量好的钢板焊接而成，能承受一定压力。（2）储油柜

作用：减少油与外界空气的接触面积，减小变压器受潮和氧化的概率。在大型电力变压器的储油柜内还安放一个特殊的空气胶囊，它通过呼吸器与外界相通，空气胶囊阻止了储油柜中变压器油与外界空气接触。（3）呼吸器

作用：内装硅胶的干燥器，与油枕连通，为了使潮气不能进入油枕使油劣化。硅胶对空气中水份具有很强的吸附作用，干燥状态状态为兰色，吸潮饱和后变为粉红色。吸潮的硅胶可以再生。（4）冷却器

作用：加强散热。装配在变压器油箱壁上，对于强迫油循环风冷变压器，电动泵从油箱顶部抽出热油送入散热器管簇中，这些管簇的外表受到来自风扇的冷空气吹拂，使热量散失到空气中去，经过冷却后的油从变压器油箱底部重新回到变压器油箱内。（5）绝缘套管

(分为高压绝缘套管和低压绝缘套管)

作用：使绕组引出线与油箱绝缘。绝缘套管一般是陶瓷的，其结构取决于电压等级。1kV以下采用实心磁套管，10～35kV采用空心充气或充油式套管，110kV及以上采用电容式套管。为了增大外表面放电距离，套管外形做成多级伞形裙边。电压等级越高，级数越多。（6）分接开关

作用：用改变绕组匝数的方法来调压。一般从变压器的高压绕组引出若干抽头，称为分接头，用以切换分接头的装置叫分接开关。分接开关分为无载调压和有载调压两种，前者必须在变压器停电的情况下切换；后者可以在变压器带负载情况下进行切换。分接开关安装在油箱内，其控制箱在油箱外，有载调压分接开关内的变压器油是完全独立的，它也有配套的油箱、瓦斯继电器、呼吸器。（7）压力释放阀

作用：为防止变压器内部发生严重故障而产生大量气体，引起变压器发生爆炸。压力释放装置在变压器油箱顶盖上，压力释放装置在保护电力变压器方面起重要作用。充有变压器油的电力变压器，如果内部出现故障或短路，电弧放电就会在瞬间使油汽化，导致油箱内压力极快升高。如果不能极快释放该压力，油箱就会破裂，将易燃油喷射到很大的区域内，可能引起火灾，造成更大破坏，因而通过压力释放装置使油箱内减压防止上述情况发生。

（8）气体继电器（瓦斯继电器）

作用：变压器的一种保护装置，安装在油箱与储油柜的连接管道中，当变压器内部发生故障时（如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故、油箱漏油使油面下降较多等）产生的气体和油流，迫使气体继电器动作。轻者发出信号，以便运行人员及时处理。重者使断路器跳闸，以保护变压器。

一、干式变压器

干式变压器是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘液体中的变压器。在结构上可分为以固体绝缘包封绕组和不包封绕组。1.环氧树脂绝缘干式变压器用环氧树脂浇注或浸渍作包封的干式变压器即称为环氧树脂干式变压器。其他变压器2.气体绝缘干式变压器气体绝缘变压器为在密封的箱壳内充以SF6（六氟化硫）气体代替绝缘油，利用SF6气体作为变压器的绝缘介质和冷却介质。它具有防火、防爆、无燃烧危险，绝缘性能好，与油浸变压器相比重量轻，防潮性能好，对环境无任何限制，运行可靠性高，维修简单等优点，缺点是过载能力稍差。①通过仪表监视电压、电流，判断负荷是否在正常范围之内。变压器一次电压变化范围应在额定电压的5%以内。②监视温度计及温控装置，看油温及温升是否正常。上层油温一般不宜超过850C，最高不应超过950C。（干式变压器和其他型号的变压器参看各自的说明书）变配电所的运行维护

③冷却系统的运行方式是否符合要求，冷却装置(风扇、油、水)是否运行正常，各组冷却器、散热器温度是否相近。

⑤绝缘子（瓷瓶、套管）是否清洁，有无破损裂纹、严重油污及放电痕迹。

④变压器的声音是否正常。正常的声响为均匀的嗡嗡声，如声响较平常沉重，表明变压器过负荷；如声音尖锐，说明电源电压过高。

⑥油枕、充油套管、外壳是否有渗油、漏油现象，有载调压开关、气体继电器的油位、油色是否正常。油面过高，可能是冷却器运行不正常或内部故障（铁芯起火，线圈层间短路等）；油面过低可能有渗油、漏油。

变压器油通常为淡黄色，长期运行后呈深黄色。如果颜色变深变暗，说明油质变坏，如果颜色发黑，表明炭化严重，不能使用。⑦变压器的接地引线、电缆和母线有无过热现象。⑧外壳接地是否良好。⑨装置控制箱内的电气设备、信号灯运行是否正常；操作开关，联动开关位置是否正常；二次线端子箱是否严密，有无受潮及进水现象。

⑩变压器室的门、窗、照明应完好，房屋不漏水，通风良好，周围无影响其安全运行的异物（如易燃、易爆和腐蚀性物体）。互感器分电压互感器和电流互感器两大类，它们是供电系统中测量和保护用的重要设备。电压互感器是将系统的高电压改变为标准的低电压；电流互感器是将高压系统中的电流或低压系统中的大电流改变为低压的标准小电流。2.2互感器

把大电流变成小电流，就是电流互感器。电流互感器是利用变压器能改变电流的原理制成的,它的结构与普通双绕组变压器相似，也有铁心和一、二次绕组，但它的一次侧绕组只有一匝到几匝，导线都很粗，串联在被测电路中。电流互感器二次侧绕组匝数较多，它与电流表或功率表的电流线圈串联成为闭合电路，以实现用低量程的电流表测量大电流的目的。电流互感器（TA)电流表被测电流=电流表读数N2/N1二次侧不能开路，以防产生高电压；2.铁心、低压绕组的一端接地，以防在绝缘损坏时，在二次侧出现过压。使用注意事项：实现用低量程的电流表测量大电流（被测电流）N1（匝数少）N2（匝数多）ARi1i2

把高电压变成低电压，就是电压互感器。电压互感器是利用变压器能改变电压的原理制成的,其结构与原理同普通降压变压器相似，也有铁心和一、二次绕组，但它的二次侧绕组只有一匝到几匝。电压互感器一次侧接高电压，二次测接有电压表或其他仪表的电压线圈，用来实现用低量程的电压表测量高电压的目的。电压互感器(TV)二次侧不能短路，以防产生过流；2.铁心、低压绕组的一端接地，以防在绝缘损坏时，在二次侧出现高压。使用注意事项：电压表被测电压=电压表读数N1/N2实现用低量程的电压表测量高电压VR

N1（匝数多）保险丝

N2（匝数少）~u（被测电压）互感器的巡视检查内容（1）瓷瓶套管是否完好，清洁，有无裂纹放电现象。（2）检查油位、油色是否正常，有无渗油和漏油现象。（3）检查呼吸器是否畅通，是否有受潮变色现象。（4）检查接线端子是否牢固，是否有发热现象。

（5）检查运行中的互感器声音是否正常，有否冒烟及异常气味。2.3高压开关设备主要用于发电、输电、配电和电能转换的高压开关以及和控制、测量、保护装置、电气联结（母线）、外壳、支持件等组成的总称。

高压熔断器是一种保护电器，当系统或电气设备发生短路故障或过负荷时，故障电流或过负荷电流使熔体发热熔断、切断电源起到保护作用。一、高压熔断器1.户内型（RN〕固定式2.户外型（RW〕跌开式

RN1

主要用作高压线路和设备的短路保护，也起过负荷保护。

RN2用作高压互感器的短路保护。RN1、RN2灭弧能力很强，为”限流“式熔断器。RN1型：主要用于高压电路和设备的短路保护（额定电流可达100A）RN2型：高压电压互感器一次侧短路保护（额定电流一般为0.5A）l瓷熔管2金属管帽3弹性触座4熔断指示器5接线端子6支柱瓷瓶7底座1管帽，2瓷管，3工作熔体，4指示熔体，5锡球，6石英砂填料，7熔断指示器(虚线表示熔断指示器在熔体熔断时弹出)常用于额定电压10KV，额定容量315KV·A及以下的电力变压器的过流保护，尤其以居民区，街道等场合居多。特点：

①隔离开关的作用②短路保护功能③“非限流”式熔断器

不能在短路电流达到冲击电流（Ish）前熄灭电弧的灭弧特性称“非限流”式。

④不允许带负荷操作

户外型（RW〕跌开式既可作6—10KV线路和设备的短路保护，又可在一定条件下，用高压绝缘钩棒操作熔管的分合，起高压隔离开关的作用。

1上接线端子，2上静触头，3上动触头，4管帽，5操作环，6熔管(内套纤维质消弧管)，7铜熔丝，8下动触头，9下静触头，10下接线端子，11绝缘瓷瓶，12固定安装板特点：

①带负荷操作在上静触头上加装了简单的灭弧室，其操作要求和“负荷开关”相同。②隔离开关的作用③短路保护功能④“非限流”式二、高压隔离开关文字符号QS1.主要功能

隔离高压电源，以保证对其他电器设备及线路的安全检修及人身安全。

因此其结构特点是断开后具有明显可见的断开间隙，且断开间隙的绝缘及相间绝缘都是足够可靠的。2.使用特点

隔离开关没有灭弧装置，所以不容许带负荷操作。但可容许通断一定的小电流，如励磁电流不超过2A的35KV、1000KV·A及以下的空载变压器电路、电容电流不超过5A的10KV及以下、长5Km的空载输电线路以及电压互感器和避雷器回路等。GN8—10／600型高压隔离开关1上接线端子，2静触头，3闸刀，4绝缘套管，5下接线端子，6框架，7转轴，8拐臂，9升降瓷瓶，10支柱瓷瓶高压隔离开关外型

具有简单的灭弧装置，能通断一定的负荷电流和过负荷电流，不能断开短路电流，与高压熔断器配合使用。FN3—10RT型高压负荷开关1主轴，2上绝缘子兼气缸，3连杆，4下绝缘子，5框架，6RN1型高压熔断器，7下触座，8闸刀，9弧动触头，10绝缘喷嘴(内有弧静触头)，11主静触头，12上触座，13断路弹簧，14绝缘拉杆，15热脱扣器三、高压负荷开关（QL）1）分合位置红绿信号灯、机械分合指示器与断路器的状态是否一致。2）负荷电流是否超过当时环境温度下的允许电流；三相电流是否平衡；内部有无异常声音.

3）各连接头接触是否良好；接头温度、箱体温度是否正常；有无过热现象。4）检查绝缘子（瓷瓶、套管）是否清洁完整、无裂纹和破损，有无放电、闪络现象。5）检查操作机构、操作电压、操作气压及操作油压是否正常，其偏差是否在允许范围内。巡视与维护6）检查端子箱内二次接线端子是否受潮，有否锈蚀现象7）检查高压带电显示器，看三相指示是否正常，是否亮度一致。8）检查设备接地是否良好。9）检查油断路器油色、油位是否正常，本体各充油部位是否有渗油、漏油现象。10）检查SF6断路器的气体压力是否正常。11）检查真空断路器的真空室是否正常，有无漏气声。功能：

具有完善的灭弧能力

通断正常负荷电流接通和承受一定的短路电流在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。四、高压断路器（QF）2．隔离开关的异常及处理：(1)接头或触头发热。可能是接触不良或过负荷。可适当降低负荷，也可将故障隔离开关退出运行；无法退出时，可加强通风冷却，同时创造条件，尽快停电处理。(2)误拉隔离开关。如果刀片刚离开刀口应立即将未拉开的隔离开关合上。如果隔离开关已拉开，则不允许再合上，用同级断路器或上一级断路器断开电路后方可合隔离开关。(3)误合隔离开关。误合的隔离开关，不允许再拉开，只有用断路器先断开该同路电路，然后，才能拉开。1.油断路器(1)多油断路器：开关触头在绝缘油中闭合和断开。油兼有灭弧和绝缘功能，油量多，有易燃易爆危险。体积大，维护麻烦。可频繁通断负荷。趋于淘汰。(2)少油断路器：

开关触头在绝缘油中闭合和断开。油只作灭弧，油量少，易燃易爆危险性较小。体积小，价廉，维护方便。不能频繁操作。6～10kv多用。高压断路器型号含义结构组成：框架、传动结构和油箱三个主要部分组成。断路器合闸：动触头（导电杆——插入静触头。断路器分闸：动触头离开静触头。无论是分闸或合闸，电弧总是在弧触片与动触头端部弧触头之间产生。（一）SN10-10型高压少油断路器

开关触头在真空的容器内闭合和断开。灭弧能力强燃弧时间短，属高速断路器。开断能力强。结构简单，重量轻，体积小。寿命长，易维修。可频繁操作。无易燃易爆危险。由于开断速度高,易产生截流过电压,对变压器等感性负载易造成危害,应配置过电压吸收装置。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（二）高压真空断路器开关触头在SF6气体中闭合和断开。SF6气体兼有灭弧和绝缘功能。灭弧能力强，属高速断路器。断流容量大，电绝缘性能好，检修周期长。可频繁操作。无燃烧爆炸危险，体积小，维护要求严格，价贵。在全封闭组合电器中多采用。不适于高寒地区。本身无毒，但电弧在高温作用下会生成氟化氢等强烈腐蚀性的剧毒物，检修时，应注意防毒。（三）六氟化硫断路器LW8-40.5型户外交流高压六氟化硫断路器

巡视与维护1）分合位置红绿信号灯、机械分合指示器与断路器的状态是否一致。2）负荷电流是否超过当时环境温度下的允许电流；三相电流是否平衡；内部有无异常声音.

3）各连接头接触是否良好；接头温度、箱体温度是否正常；有无过热现象。4）检查绝缘子（瓷瓶、套管）是否清洁完整、无裂纹和破损，有无放电、闪络现象。5）检查操作机构、操作电压、操作气压及操作油压是否正常，其偏差是否在允许范围内。6）检查端子箱内二次接线端子是否受潮，有否锈蚀现象7）检查高压带电显示器，看三相指示是否正常，是否亮度一致。8）检查设备接地是否良好。9）检查油断路器油色、油位是否正常，本体各充油部位是否有渗油、漏油现象。10）检查SF6断路器的气体压力是否正常。11）检查真空断路器的真空室是否正常，有无漏气声。因断路器出现故障不允许将其分闸

运行中的断路器，发现下列之一故障时，禁止将其断开，以免发生爆炸事故：①油断路器无油或严重缺油；②油断路器油质炭化；③SNl、SN2等型少油断路器两相绝缘拉杆断裂；④断路器消弧室破裂或触点融化；⑤空气断路器压缩空气压力太低且不能维持；⑥采用液压结构的断路器，当液压降低到零时(指未采取防止慢分闸措施的液压系统)。

它是以断路器为主的电气设备；是指生产厂家根据电气一次主接线图的要求，将有关的高低压电器（包括控制电器、保护电器、测量电器）以及母线、载流导体、绝缘子等装配在封闭的或敞开的金属柜体内，作为电力系