变压器与电力系统工程应用常用名词术语

变压器知识讲解与电力系统工程应用常用名词术语

导读配电变压器，简称“配变”。指配电系统中根据电磁感应定律变换交流

电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。配电变压器通常是指运行在配电网

中电压等级为10-35kV（大多数是10kV及以下）、容量为6300KVA及以下直接

向终端用户供电的电力变压器。

1.分类

L1按安装位置分类

配电变压器根据安装位置分为室内和室外。

空外安装分为台鄢式、杆塔式和落地式（含预装式）。

1.1.1杆塔式

杆塔式是将变压器安装在杆上的构架上。分为单杆式和双杆式。

当配电变压器容量在30KVA及以下时（含30KVA）,一般采用单杆配电变

压器台架。将配电变压器、高压跌落式熔断器和高压避雷器装在一根水泥杆上，

杆身应向组装配电变压器的反方向倾斜13°-15°o

当配电变压器容量在50KVA〜315KVA时一般采用双杆式配电变压潜台。配

电变压器台由一主杆水泥杆和另一根副助杆组成，主杆上装有高压跌落式熔断器

及高压引下线，副杆上有二次反引线。双杆配电变压器台经单杆配电变压器坚固。

杆塔式安装的优点：占地少、四周不需围墙或遮栏，带电部分距地面高，不

易发生事故。缺点：台架用钢材较多，造价较高。

1.1.2台墩式

台墩式是在变压器杆下面用砖石砌成0.5-lm的四方墩台，将变压器放在上

面。一般安装315KVA以上的变压器。

让大家看看原来农村安装简易的台墩式变压器：

台墩式变压器安装应注意：

（1）变压器四周应装设不低于1.8m的牢固的遮栏或砌围墙，门应加锁并由

专人保管。

（2）遮栏、围墙距变压器应有足够的安全操作距离。

（3）应在电杆或围墙上悬挂“高压危险，不许攀登”等警告牌，防止人、

畜接近。

台墩式安装的优点：造价低，便于维护检修。缺点：占地较多，周围要装设

遮栏，小动物易爬到带电部分上去，易发生受外力破坏事故。

1.1.3落地式

落地式是指将变压器直接放在地面匕高压引下线、跌落式熔断器和避雷器

等均在线路终端杆上。

落地式变压器安装应注意：

（1）变压器四周必须装设可靠的遮栏，门要加锁并由专人保管。

（2）遮栏外须挂“高压危险，不许攀登”等警告牌。

（3）因变压器的带电部分距地面很低，因此必须在切断电源后方可进入遮

栏内。

1.2电按按冷却方式分类

根据冷却方式分瓦分为油浸式和干式变压器。

油浸式变压器依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫

油循环等。干式变压器依靠空气对流进行自然冷却或增加风机冷却，多用于高层

建筑、高速收费站点用电及局部照明、电子线路等小容量变压器。

1.2.1油浸式变压器按外壳型式分为：

I）非封闭型油浸式变压器：主要有S8、S9、S10等系列产品，在工矿企业、

农业和民用建筑中广泛使用。

2）封闭型油浸式变压器：主要有S9、S9-M、S10-M等系列产品，多用于

石油、化工行业中多油污、多化学物质的场所。

3）密封型油浸式变压器：主要有BS9、S9-、S10-、SU-MR、SH、SH12-M

等系列产品，可做工矿企业、农业、民用建筑等各种场所配电之用。

1.2.2干式变压器按绝缘介质分为：

1）包封线圈式干式变压器：主要有SCB8,SC（B）9、SC（B）10.SCR-10

等系列产品，适用于高层建筑、商业中心、机场、车站、地铁、医院、工厂等场

所。

2）非包封线圈干式变压器：主要有SG10等系列产品，适用于高层建筑、

商业中心、机场、车站、地铁、石油化工等场所。

1.3电调压方式分类

根据调压方式可分为有载调压和无载调压。

所谓无载调压和有载调压都是指的变压器分接开关调压方式。区别在于无我

调压开关不具备带负载转换档位的能力，调档时必须使变压器停电。而有载分接

开美则可带负荷切换档位。

1.4相数分类

据相数分为单相变压器和三相变压器。

单相变压器单相变压器即一次绕组和二次绕组均为单相绕组的变压器。单相

变压器结构简单、体积小、损耗低，主要是铁损小，适宜在负荷密度较小的低压

配电网中应用和推广。

三相变压器用于三相系统的升、降电压。三相变压器，一•般初级有三个绕组,

其接法分为三角形和星形、延边三角形等，三个绕组上的电压相位互差120度，

也就是常见的三相380伏接线方式，其铁芯传统的是三相三芯柱、三相五芯柱、

渐开线形等形式。

2.工作原理

变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中

接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。它可以变换交流电压、电流

和阻抗。最简单的铁心变压器由一个软磁材料做成的铁心及套在铁心上的两个匝

数不等的线圈构成，如下图所示。

铁心的作用是加强两个线圈间的磁耦合。为了减少铁内涡流和磁滞损耗，铁

心由涂漆的硅钢片叠压而成;两个线圈之间没有电的联系，线圈由绝缘铜线（或

铝线）绕成。一个线圈接交流电源称为初级线圈（或原线圈），另一个线圈接用

电器称为次级线圈（或副线圈）。实际的变压器是很复杂的，小可避免地存在铜

损（线圈电阻发热）、铁损（铁心发热）和漏磁（经空气闭合的磁感应线）等，

为了简化讨论这里只介绍理想变压器。理想变压得成立的条件是：忽略漏磁通，

忽略原、副线圈的电阻，忽略铁心的损耗，忽略空载电流（副线圈开路原线圈线

圈中的电流）。例如电力变压器在满载运行时（副线圈输出额定功率）即接近理

想变压器情况。

变压器是利用电磁感应原理制成的静止用电器。当变压器的原线圈接在交流

电源上时，铁心中便产生交变磁通，交变磁通用。表示。原、副线圈中的6是相

同的，小也是简谐函数，表为小=6msin3t。由法拉第电磁感应定律可知，原、

副线圈中的感应电动势为el=-Nld6/dt、e2=-N2d4)/dto式中Nl、N2为原、副

线圈的匝数。由图可知U1二-el,U2=e2(原线圈物理量用下角标I表示，副线圈

物理量用下角标2表示)，其复有效值为Ul=-El=jN13①、U2=E2二-jN23①，

令k=N1/N2,称变压器的变比。由上式可得UI/U2=-N1/N2=-k,即变压器原、

副线圈电压有效值之比，等于其匝数比而且原、副线圈电压的位相差为兀。

进而得出：

U1/U2=N1/N2

在空载电流可以忽略的情况下，有I1/I2=N2/N1,即原、副线圈电流有效值

大小与其匝数成反比，且相位差开。

进而可得

I1/I2=N2/N1

理想变压器原、副线圈的功率相等P1=P2。说明理想变压器本身无功率损耗。

实际变压器总存在损耗，其效率为n=P2/P1。电力变压器的效率很高，可达90%

以上。

3.特征参数

额定容量

指变压器工作状态下的输出功率，用视在功率表示。用SN表示，单位为

KVA或VA。

额定电压

指单相或三相变压器出线端子之间施加的电压值。用UN表示，单位为KV

或V。一次额定电压用UN1表示，二次额定电压用UN2表示。

额定电流

指在额定容量和允许温升条件下，通过变压器一、二次绕组出线端子的电流,

用IN表示，单位KA或Ao一次绕组电流用IN1表示，二次绕组电流用IUN21表

Zj\o

额定频率

批变压器设计时所规定的运行频率。用/N表示，单位赫兹(HZ)。我国规

定额定频率为50HZo

空载损耗

空载损耗也叫铁损，指当以额定频率的宝宝电压施加于一侧绕组的端子上，

别一侧绕组出线开路时，变压器所吸取的有功功率，用P0表示，单位为W或

KWo空载损耗主要为铁芯中磁滞损耗和涡流损耗，其值大小与铁芯材质、制作

工艺密切相关，一般认为一台变压器的空载损耗不会随负荷大小的变化而变化。

空载电流

变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载

电流由磁化电流(产生磁通)和铁损电流(由铁芯损耗引起)组成。对于50Hz

电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电流。用10表示。通常用空载电流

占额定电流的百分数表示，即1()(%)=(I0/IN)X1(X)%O变压器容量越大，数

值越小。

负载损耗

负载损耗也叫短路损耗、铜损，是指当带分接的绕组接在其主分接位置上并

接入额定频率的电压，另一侧绕组的出线端子短路，流过绕组出线端子的电流为

额定电流时，变压器所消耗的有功功率，用PK表示。单位为W或KW。负载

损耗的大小取决于绕组的材质等，运行中的负载撮耗大小随负荷的变化而变化。

4.8性能水平代号（设计序号）

4.9特殊用途或特殊结构代号

Z——低噪声用；

L一一电缆引出

X——现场组装式；

J中性点为全绝缘；

CY——发电厂自用变压器

4.10变压器的额定容量

变压器的额定容量，单位为KVA。

4.11变压器的额定电压

变压器的额定容量，单位为KV。

5.常用变压器

5.1油浸式变压器

配电变压器为工矿企业与民用建筑供配电系统中的重要设备之一，它将10

（6）kV或35kV网络电压降至用户使用的230/400V母线电压。此类产品适用

于交流50（60）Hz,三相最大额定容量2500kVA（单相最大额定容量833kVA,

一般不推荐使用单相变压器），可在户内（外）使用，容量在315kVA及以下时

可安装在杆上，环境温度不高于40℃,不低于・25℃,最高日平均温度30℃,最

高年平均温度20℃,相对湿度不超过90%（环境温度25℃）,海拔高度不超过

1000mo

10kV级SU系列配电变压器技术参数：

5.2干式变压器

干式变压器广泛用于局部照明、高层建筑、机场，码头CNC机械设备等场

所，简单的说干式变压器就是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器。冷却方

式分为自然空气冷却（AN）和强迫空气冷却（AF）。自然空冷时，变压器可在

额定容量下长期连续运行。强迫风冷时，变压器输出容量可提高50%。适用于断

续过负荷运行，或应急事故过负荷运行；由于过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅

较大，处于非经济运行状态，故不应使其处于长时间连续过负荷运行。

10kV级SCB10系列配电变压器技术参数：

5.3干式变压器与油式变压器比较

6.箱变（组合箱式变电站）

6.1概述

箱式变电站，又叫预装式变电所或预装式变电站。是一种高压开关设备、配

电变压器和低压配电装置，按一定接线方案排成一体的工厂预制户内、户外紧凑

式配电设备，即将变压器降压、低压配电等功能有机地组合在一起，安装在一个

防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移动的钢结构箱，特

别适用于城网建设与改造，是继土建变电站之后崛起的一种崭新的变电站。箱式

变电站适用于矿山、工厂企业、油气田和风力发电站，它替代了原有的土建配电

房，配电站，成为新型的成套变配电装置。

近年来，低压供电的负荷密度不断增大，对供电的可靠性和质量也提出了很

高的要求。在这种情况下，如果以某一较大容量的变电所为中心，以低压向周围

的用户供电，将耗费大量的有色金属，电能损耗很大，还不能保证供电质量。反

之，如果以高电压深入负荷中心，在负荷中心建变电所，就能缩短低压供电半径,

提高供电质量，节约有色金属，降低电能损耗。在负荷中心最适宜建设箱式变电

所。

高压/低压预装箱式变电站（所）也称为箱式变电所或组合式变电所（组合箱

式变电站）、成套变电站、可移动变电站，产生于二十世纪七十年代，国内已有

若干厂家生产。其构造大体上是一个箱式结构，设有高压开关小室、变压器小室

及低压配出开关小室三个部分，额定电压为10、35kV,可安装1600kVA及以下

变压器。其特点是：占地面积小；工厂化生产、速度快、质量好；施工速度快，

仅需现场施工基础部分；外形美观，能与住宅小区环境协调一致；适应性强，具

有互换性，便于标准化、系列化；维护工作量小，节约投资。

因此，箱式变电所无论国外，国内都受到重视与欢迎，可得到普遍地应用，

是非常有前景的电气设备，已被广泛用于工厂、矿山、油田、港口、机场、车站、

城市公共建筑、集中住宅区、机关单位、学校、商业大厅和地下设施等场所。

目前，国内各种不同型号的组合式变电站品种很多，其中包括户外式、户内

式、全封闭型、半封闭型，带走廊型、不带走廊型，组合式、固定式、装置式，

干式变压器、油浸变压器，终端供电、环网供电等，可适应不同用户的需要。高

压、变压器、低压三室的布置方式为目字形排列或品字形分隔方案。高压室设备

元件选用引进、国产或进口的环网柜、负荷开关加限流熔断器、真空断路器。低

压室由动力、照明、计量及无功补偿柜构成。通风散热设有风扇、温度自动控制

器、防凝露控制器。箱壳大都采用普通或热镀锌钢板、铝合金板，骨架用成型钢

焊接或用螺栓连接。

6.2分类

箱变型式可分为欧式、美式和一体化式。欧式箱变是将变压器作为一个单独

部件，集高压柜、变压器、低压柜三位一体，按一定的接线方案组合在一个或儿

个箱体而构成紧凑型成套配电装置。箱体有两种构成方式，即“目”字形布置和

“品”字形布置。“目”字形布置的高低压室较宽，便于实现环网或双电源接线

的环网供电方案。

欧式箱变的高压室一•般是由高压负荷开关、高压熔断器和避雷器等组成的，

可以进行停送电操作并且有过负荷和短路保护。低压室由低压空气开关、电流互

感器、电流表、电压表等组成的。变压器一般采用S9或干式的等。

美式箱式组合变压器，其结构分为前后两部分，前部为接线柜，接线柜内包

括高低压端子、高压负荷开关、插入式熔断器、高压分接开关操作手柄、油位表、

油温计等；后部是油箱体及散热片，变压器绕组、铁心、高压负荷开关、插入式

熔断器都在油箱体内。箱体采用全密封结构。一体化箱变为最近国内厂家研制，

应用还不广泛，为双层结构，高、低压室置于变压器室上面。

欧式、美式和一体化式箱变各有优缺点，欧式箱变的体积较大，高低压开

关和变压器都设于一个大壳体内，散热条件差，需装机械排风装置。美式箱变由

于变压器冷却片直接定外散热，散热条件相对较好，但其造型较欧式差，其外观

难与住宅小区等绿化环境配合。一体化箱变占地更少，优、缺点与美式箱变相似。

另外，美式、一体化式箱变现国内只能制造63（）kVA容量以下的，欧式箱变却可

达1250kVA。

普通箱式变电所型号分为三类

（1）高压开关设备型号；

（2）干式变压器柜型号；

（3）低压开关设备型号。

前三位字母符号的意义是：

Z-组合式；B-变电站；N(W)-户内(户外，可不加)；X-箱式；Y-移动式。

6.3基本结构

箱式变电站结构与各种接线设备所需空间有关。环网、终端供电线路方案，

设计有封闭、半封闭两大类，高低设备室分为带操作走廊和不带操作走廊式结构，

可满足六种负荷开关、真空开关等任意组合的需要。高压室、变压器室、低压室

为一字形排列，根据运输的要求设计有整体式和分单元拆装式两种。

箱体采用钢板夹层(可填充石棉)和复合板两种，顶盖喷涂彩砂乳胶。箱体具

有防雨性能。为监视、检修、更换设备需要设计通用门，即可双扇开启也可单扇

开启，变压器空设有两侧开门的结构◎变压器小空有供变压器移动用的轨道(外

壳明显处设置铭牌和危险标志)。

变电站的高低压侧均应装门，且有足够的尺寸，门向外拉，门上有把手、锁、

暗门，门的开启角度不小于90°,门的开启有相应的连锁。高压侧满足“五防

的要求。不带电情况，门开启后有可靠的接地装置，在无电压信号指示时，方能

对带电部分进行检修。高低压侧门打开后，有照明装置，确保操作检修的安全。

外壳有通风孔和隔热措施，必要时可采用散热措施，防止内部温度过高。高

低压开关设备小室内的空气温度应不致引起各元件的温度超过相应标准的要求。

同时还采取措施保证温度急剧变化时，内部无结露现象发生。当有通风口时，应

It滤尘装置。

箱式变电所的进出线方式可为下列4种之一：架空线进出、电缆进出、架

空线进电缆出、电缆进架空线出。

箱式变电所高压受电设备采用高压负荷开关中接熔断器的方案，这种方案目

前在国外城网配电领域里得到了广泛的应用，特别是作为箱式变电所高压受电保

护方案尤为适宜。这主要是由于：

(1)这种保护方案基本能满足大多数箱式变电所使用场合的负荷情况，既能

控制、分断正常负荷电流，又能承受和保护短路故障。

(2)由于体积小，易于在有限的空间内实现高压环网方案，从而更好地突出

箱式站体积小的特点。

(3)线路简单，维修保养工作量小，特别适合箱式变电所无人值班的实际使

用情况。

(4)成本大大降低。断路器成本通常为相同额定参数负荷开关的2〜3倍，采

用高压负荷开关串接熔断器代替断路器突出了箱式站的自身特点，增加了与土建

变电所的竞争能力。

目前国内几乎所有的生产厂，都在使用这种高压保护方案，它是箱式变电所

高压受电设备的发展方向。

箱式变电所10kv配电装置常用负荷开关加熔断器和环网供电装置，从邻近

架空线连接到变压器高压端。进线方式可采用电缆线或架空绝缘线。作为公用箱

式变电所时，箱式变电所的低压出线视变压器容量而定，一般不超过4回，最多

不超过6回，也可以一回总出线，到临近的配电室再进行分支供电。作为独立用

户用箱式变电所时，可以采用一回路供电。

干箱式变电所的过电压保护，目前大多数箱式变电所内都装有避雷器，作为

站内变压器和其他高压受电设备的过电压保护。

国内箱式变电所变压器低压侧主开关大致采用DZ10、DW10、DW15型3种

自动开关，低压侧支路上采用的电器，大致有BM、BT系列熔断器和DZ、DW

系列自动开关。在箱式变电所变压器容量为200〜630kVA时，采用DWI0或DW15

作为低压主开关。当容量超过8（）（）kVA时，应尽量选用DWI5开关。

6.4常用箱式变压器介绍

美式箱式变是将变压器、负荷开关、保护用烧断器等设备统一设计，变压器

的绕组和铁芯、高压负荷开关及保护用熔断器都在同一充满油的箱体内，没有相

对独立的高低压开关柜。箱体为全密封结构，采用隐蔽式高强度螺栓及硅胶来密

封箱盖；而低压室另外独立设置于油箱外。美式箱式变分为前、后两个部分，前

面为高、低压操作间隔，操作间隔内包括有高低压套管、负荷开关、无载调压分

接开关、插入式熔断器、压力释放阀、温度计、油位计、注油孔、放油阀等；后

部为箱体及散热片。

欧式箱式变（预装式变电站）是将高压开关设备、配电变压器和低压配电装置

放置在三个不同的隔室内，通过电缆或母线来实现电气连接的设备。高低压开关

柜相对独立紧凑组合并与变压器预装在可以吊装运输的箱体内，变压器室、高压

室及低压室都装有独立的门，因而其体积比美式箱式变较大。

地埋式变压器是一种将变压器、高压负荷开关和保护熔断器等安装在油箱之

中的紧凑形组合式配电设施，安装时置于地坑之中。它具有不占用空间、可以在

一定时间内浸没在水中运行、免维护等特点，有利于节约城市配电设施占地面积,

因此在城网改造和建设中有广泛的应用前景。

1.一次回路/主回路与一次设备/主设备

是指电力输送和分配的回路，其主要任务是进行电能的输送和分配。与其相

连的设备称为一次设备或主设备，例如：变压器、断路器、熔断器、接地刀开关、

输变配线缆等；通常将终端的用电设备，如：电动机（马达），照明灯等也用在

一次设备的范围。也可以把一次回路理解为由输变配线缆+主设备（变压器、断

路器等）+用电设备（马达、照明灯等）构成。

2.二次回路/控制回路与二次设备/控制设备

指对一次设备进行控制、指示、测量（计量）、监视和保护的回路，其主要

任务是对一次回路的运行状态、运行参数等进行监控，保证回路的正常运行。与

其相连的设备称为二次设备或控制设备，也叫控制电器，包括：PT（电压互感

器）、CT（电流互感器）、接触器、继电器、综合保护装置、断路器辅助接点、

各种操作按钮、计量仪表、二次回路的控制线缆等。

3.开关柜

是指按一定的线路方案将一次设备、二次设备组装而成的成套配电装置，是

用来对线路、设备实施控制、保护的，分固定式和手车式，而按进出线电压等级

又可以分高压开关柜（固定式和手车式）和低压开关柜（固定式和抽屉式），开

关柜的结构大体类似，主要分为母线室、断路器室、二次控制室（仪表室）、馈

线室，各室之间一般有钢板隔离。

内部元器件包括：母线（汇流排）、断路器、常规继电器、综合继电保护装

置、计量仪表、隔离刀、指示灯、接地刀等。

从应用角度划分：

进线柜：又叫受电柜，是用来从电网上接受电能的设备（从进线到母线），

一般安装有断路器、CT、PT、隔离刀等元器件。

出线柜：也叫馈电柜或配电柜，是用来分配电能的设备（从母线到各个出线）,

一般也安装有断路器、CT、PT、隔离刀等元器件。

母线联络柜：也叫母线分断柜，是用来连接两段母线的设备（从母线到母线）,

在单母线分段、双母线系统中常常要用到母线联络，以满足用户选择不同运行方

式的要求或保证故障情况下有选择的切除负荷。

PT柜：电压互感器柜，一般是直接装设到母线上，以检测母线电压和实现

保护功能。内部主要安装电压互感器PT、隔离无、熔断器和避雷器等。

隔离柜：是用来隔离两端母线用的或者是隔离受电设备与供电设备用的，它

可以给运行人员提供一个可见的端点，以方便维护和检修作业。由于隔离柜不具

有分断、接通负荷电流的能力，所以在与其配合的断路器闭合的情况下，不能够

推拉隔离柜的手车。在一般的应用中，都需要设置断路器辅助接点与隔离手车的

联锁，防止运行人员的误操作。

电容器柜：也叫补偿柜，是用来作改善电网的功率因素用的，或者说作无功

补偿，主要的器件就是并联在一起的成组的电容器组、投切控制回路和熔断器等

保护用电器。一般与进线柜并列安装，可以一台或多台电容器柜并列运行。电容

器柜从电网上断开后，由于电容器组需要一段时间来完成放电的过程，所以不能

直接用手触摸柜内的元器件，尤其是电容器组；在断电后的一定时间内（根据电

容器组的容量大小而定，如：1分钟），不允许重新合闸，以免产生过电压损坏

电容器。作自动控制功能时，也要注意合理分配各组电容器组的投切次数，以免

出现一组电容器损坏，而其他组却很少投切的情况。

计量柜：主要用来作计量电能用的（千瓦时），又有高压、低压之分，一般

安装有隔离开美、熔断器、CT、PT、有功电度表（传统仪表或数字电表）、无功

电度表、继电器、以及一些其他的辅助二次设备（如负荷监控仪等）。

GIS柜：乂叫封闭式组合电器柜（Gas-InsulaledMetal-EnclosedSwitchgear）,

它是将断路器、隔离开关、接地开关、CT、PT、避雷器、母线等封闭组合在金

属壳体内，然后以绝缘性能和灭弧性能良好的气体（一般用六氟化硫SF6）作为

相间和对地的绝缘措施，适用于高电压等级和高容量等级的电网中，用作受配电

及控制。

4.断路器

正常工作情况下，断路器处于合闸状态（特殊应用除外），接通电路。当进

行自动控制或保护控制操作时，断路器可以在综保装置控制下进行电路的分断或

接通操作。断路器不仅可以通断正常的负荷电流，而且能够承受一定时间的短路

电流（数倍甚至几十倍于正常工作电流），并可以分断短路电流，切除故障线路

和设备。所以说，断路器的主要功能就是分断和接通电路（包括分断和接通正常

电流、分断短路电流）。

由于在分断和接通电路的过程中，断路器的匆触头与静触头之间不可避免的

要产生电弧。为了保护触头，减少触头材料的损耗和可靠分断电路，必须采取措

施来尽快熄灭电弧，其中一种就是采用不同的灭孤介质填充到断路器的动、郭触

头间。按灭弧介质的不同断路器可以分为：油断路器（多油、少油）、六氟化硫

（SF6）断路器、真空断路楷、空气断路器等。我们在工程中经常接触到的高低

压开关柜里的主要一次设备就是断路器。

由于断路器的动、静触头一般都是被包在充满灭弧介质的容器中，所以断路

器的分、合状态不可以直接判断，一般是通过断路器的辅助器件（如分合位指针

等）来判别。

5.隔离刀

隔离刀（或称隔离开关）由于有明显的断口可以识别接通或分断，主要是用

来隔离高压电源的，以保证线路和设备的安全检修，能分断的电流很小（一般只

有几个安培）。由于没有专门的火弧装置，所以它不能用来分断故障电流和正常

工作电流，不允许带负荷进行分断操作。

6.熔断器

熔断器是一种简单的电路保护电器，其原理是当流经熔断器的电流达到或超

过定值一定时间后，本身的熔体熔化，切断电路。其动作原理简单，安装方便，

一般不单独使用，主要用来配合其他电器使用。

主要动作特点：

一是电流要达到一定值，该值在熔断器出厂前已经做好，无法更改；

二是电流达到一定值后要经过一定的时间，该时间也是厂家做好的，无法更

改，但是类型很多，包括延时动作、快速动作，超快速动作等；

三是动作后本体损坏，不能重复使用，必须更换；

熔断器是否熔断瓦以通过熔断指示器判别，也可通过熔体外观上判别；常用

的保险丝、保险管都属于该类电器范围。

7.负荷开关

负荷开关具有简单的灭弧装置，灭弧介质一般采用空气，可以接通和分断一

定的电流和过电流，但是不能分断短路电流，不能用来切断短路故障。所以绝对

不允许单纯用负荷开关来替代断路器；如果要采用负荷开关，必须与前面提到的

高压熔断器配合使用（实际上往往用熔断器和负荷开关串联使用，用作简单的过

负荷保护，以降低工程造价）。

负荷开关与隔离刀类似，都有明显的断开间隙，可以很容易的判别电路是处

于接通还是断开状态。

8.变压器

简单的说，变压器就是利用交变电磁场来实现不同电压等级转换的设备（实

际上是电能的转换），其变换前后的电压不发生撅率上的变化。按照其用途可以

分很多种，如电力变压器、整流变压器、调压器、隔离变压器，以及CT、PT等。

我们在工程现场经常遇到的是电力变压器。

与变压器相关的一些主要的技术参数包括：

额定容量：指额定工作条件下变压器的额定输出能力（等于UXI,单位为

kVA）；

额定电压：空载、额定分接下，端电压的值（即一次、二次侧电压值）；

空载损耗：空载条件下，变压器的损耗（也叫铁耗）；

空载电流：空载条件下，一次侧线圈流过的电流值；

短路损耗：一次侧通额定电流，二次短路时所产生的损耗（主要是线圈电阻

产生的）；

分接（抽头）的概念：为适合电网运行需要，一般的变压器高压侧都有拍头,

这些抽头的电压值都是用额定电压的百分比表示的，即所谓的分接电压。例如，

高压10kV的变压楷具有±5%的抽头，就是说该变压器可以运行在三个电压等

级：10.5kV（+5%）、10kV（额定）、9.5kV（・5%）。一般来说，有载调压变压器的

抽头数（分接点）较多，如7分接点（±3X2.5%）和9分接点（±4X2%）等。

由于不能够完全保证分接开关的同步切换，所以有载调压变压器一般不能够并联

运行。

9.PT（TV）/CT（AV）

互感器实际上就是一种特殊的变压器，主要用来从电气上隔离一次回路与控

制回路，从而扩大二次设备（仪表、综保等）的使用范围。

采用PT/CT可以避免一次回路的高电压/大电流直接进入到二次控制设备

（如：仪表、综保装置等），也可以防止由于控制设备故障影响一次回路的运行。

电流互感器（CT、AV）的特点是：一次侧绕组N1粗而少、二次侧绕组N2

细而多，二次侧的额定电流12一般为5A（根据N1I1=N2I2可以近似算出一次

侧电流II,或者根据一次侧电流II选择相应变比的电流互感器）。由于CT在工

作时一次绕组和二次绕组都是分别串联在一次回路与二次控制回路中的，根据变

压器的特性U1I1=U2I2可以得出，二次侧在工作时的工作电压，该电压在开路

时非常大，故CT是绝对不允许开路的。按照用途来划分，通常可以分为保护和

测量用CT。测量CT在一次回路出现短路故障时，容易饱和，以限制二次电流

（二次绕组侧电流12）过大，达到保护综保装置的目的；而保护CT在一次回路

出现短路故障时，不应出现保护现象，以保证综保装置可靠动作。

电压互感器（PT、AV）的特点是：一次绕组匝数N1多，二次绕组匝数N2

少，相当于一个降压变压器（二次侧额定电压一股为100V）。由于PT在工作时

一次绕组和二次绕组都是分别并联在一次回路和二次控制回路电压线圈的，而由

于电压线圈的阻抗很大，所以PT二次侧的电流非常小，二次绕组近似于空负荷

状态；但二次绕组本身的阻抗是很小的，所以如果二次绕组短路，则将会导致非

常大的二次侧电流（N1I1=N2I2）。故PT的二次绕组绝对不能够短路。

10.手车/抽屉:

手车和抽屉分别是高压开美柜和低压开美柜的一部分，分别安装高压断珞器

和低压断路器及其继电器等元器件。由此划分出手车式开关柜（高压）和抽屉式

开关柜（低压），他们与固定式开关柜的功能是基本相同的，主要区别是方便了

维护和检修（手车和抽屉都可以通过机械操作机构摇把来推进、拉出）。手车和

抽屉一般都有工作（正常运行时）、试验（试投运和现场试验时）和退出（维护、

检修时）三种位置状态。

11.接地刀

接地刀（也叫接地开关）主要：一是用来在线路和设备检修时，为确保人员

安全进行接地用的；二是可以用来人为地造成系统的接地短路，达到控制保护的

目的。

第一个作用很好理解，不做介绍。第二个作月是这样的：接地刀通常是接在

降压变压器的高压侧，当受电端发生故障或者变压器内部故障时，接地刀开关应

自动闭合，造成接地短路故障，迫使送电端（上端）断路器迅速动作，切断故障,

所以说这是个人为的接地短路故障，目的就是保证送电端的断路器能够快速动

作。

12.主令电器

主令电器是一种机械操作的控制电器，对各种电气系统发出控制指令，用于

系统内各种信号的转化和传输等，常用的转换开关、按钮、旋转开关、位置开关

以及信号灯等都属于主令电器的范围。

13.接触器

接触器是一种用于远距离频繁接通和开断交直流主电路及大容量控制电路

的电器，主要控制对象是电动机、照明、电容器组等，分交流接触器和直流接触

器。与断路器相比，不同之处在于：动作频率非常高（因此要求其电气寿命和机

械寿命足够长）；有较高的的开断和接通容量，但是一般用在IkV及以下的电压

等级中，无法与断路器的几十千伏、几百千伏相比。

14.继电器：

继电器是用来在控制回路中控制其他电器（一般是一次电气主设备）动作或

在主电路中作为保护用以及作信号转换用的电器，只适用于远距离的分断、接通

小容量控制回路，比如：交流/直流电流继电器、电压继电器、时间继电器、中

间继电器、热继电器等。

15.试验

常见试验包括：

型式试验：对按照某一设计要求而制造的一个或多个器件或设备所进行的试

验，用以检验这一设计要求是否符合一定的规范。

常规试验：也叫出厂试验，对每个潜件或设备在制造中或完工后所进行的试

验，用以判明器件或设备是否符合某项标准。

介质试验：是检验介质电气特性的各种试验的总称，包括：绝缘、静电、耐

压等。

抽样试验：对一批产品中随机抽取的若干样品进行试验，也是用来判明样品

是否符合某项标准的。

寿命试验：确定产品在规定条件下可能达到的寿命的试验，或者是为评价分

析产品的寿命特征而进行的试验，属破坏性试验。

耐受试验：在包括一定时间内为一定目的所采取的特定运行等规定条件下，

对产品进行的试验，如反复操作、短路、过电压、振动、冲击等，属破坏性试验。

投运试验：在现场对产品所进行的试验，用以证明安装是正确的，产品运行

是正常的。

附变压器10kV（台变及箱变）配电变压器讲解、

配电变压器，简称“配变”。指配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压

和电流而传输交流电能的一种静止电器。配电变压器通常是指运行在配电网中电

压等级为10-35kV（大多数是10kV及以下）、容量为6300KVA及以下直接向终

端用户供电的电力变压器。

1.配电基本介绍

1.1定义

配电变压器，简称“配变”，指配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压

和电流而传输交流电能的一种静止电器。有些地区将35千伏以下（大多数是

10KV及以下）电压等级的电力变压器，称为“配电变压器”，简称“配变”。安装“配

变''的场所与地方，既是变电所。配电变压器宜采用柱上安装或露天落地安装。

▲配电知识结构

1.2结构

本次小编以油浸式配电变压器进行结构介绍，油浸式配电变压器按其结构可

分为本体、储油柜、绝缘套管、分接开关、保护装置等。如下图

▲配电变压器结构分解

1.2.1本体

本体包含了铁心、绕组及绝缘油三部分，绕组是变压器的电路，铁心是变压

器的磁路。二者构成变压器的核心即电磁部分。

1.2.1.1铁心

铁心是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高、厚度为0.35或0.5mm、

表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成，铁心分为铁心柱和铁甄两部分，

铁心柱套有绕组，铁枕闭合磁路之用。铁心结构的基本形式有心式和壳式两种。

V

加

▲铁心结构

1.2.1.2绕组

绕组是变压器的电路部分，一般用绝缘扁铜线或圆铜线在绕线模上绕制而

成。绕组套装在变压器铁心柱上，低压绕组在内层，高压绕组套装在低压绕组外

层，低压绕组和铁芯之间、高压绕组和低压绕组之间，都用绝缘材料做成的套筒

分开，以便于绝缘。

▲绕组结构

1.2.1.3绝缘油

变压器油的成份是很复杂的，主要是由环烷烧、烷烧和芳香烽构成，在配电

变压器中变压器油起两个作用：一是在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之

间起绝缘作用。二是变玉器油受热后产生对流,对变压器铁心和绕组起散热作用。

常用的变压器油有10号、25号和45号三种规格，其标号表示油在零下开始凝

固时的温度，例如“25号”油表示这种油在零下25c时开始凝固。应该根据当地

的气候条件选择油的规格。

1.2.2储油柜

储油柜装在油箱的顶盖上.。储油柜的体积是油箱体积的10%左右。在储油柜

和油箱之间有管子连通。当变压器的体积随着油的温度变化而膨胀或缩小时，储

油柜起着储油和补油的作用，保证铁芯和绕组浸在油内；同时由于装了储油柜，

缩小了油和空气的接触面，减少「油的劣化速度。

储油柜侧面有油标，在玻璃管的旁边有油温在・30℃、+20℃和+40℃时的油

面高度标准线，表示未投入运行的变压器应该达到的油面高度；标准线主要可以

反映变压器在不同温度下运行时，油量是否充足。

储油柜上装着呼吸孔，使储油柜上部空间和大气相通。变压器油热胀冷缩时，

储油柜上部的空气可以通过呼吸孔出入，油面可以上升或下降，防止油箱变形甚

至损坏。

1.2.3绝缘套管

它是变压器箱外的主要绝缘装置，大部分变压器绝缘套管采用瓷质绝像套

管。变压器通过高、低压绝缘套管，把变压器高、低压绕组的引线从油箱内引至

油箱外，使变压器绕组对地（外壳和铁心）绝缘，井且还是固定引线与外电路连接

的主要部件。高压瓷套管比较高大，低压瓷套管比较矮小。

1.2.4分接抽头

变压器高压绕组改变抽头的装置，调整分接位置，可以增加或减少一次绕组

部分匝数，以改变电压比，使输出电压得到调整。变压器在退出运行，并从电网

上断开后以手动变换分接开关位置的方式，而调整输出电压的称为无载调压。

1.2.5保护装置

1.2.5.1气体继电器

气体继电器装于变压器油箱与储油柜连接管中间，与控制电路连通构成瓦斯

保护装置。气体继电器上接点与轻瓦斯信号构成一个单独回路，气体继电器下接

点连接外电路构成重瓦斯保护，重瓦斯动作使高压断路器跳闸并发出重瓦斯动作

信号；

1.252防暴管

防暴管是变压器的一种安全保护装置，装于变压器大盖上面，防暴管与大气

相通，故障时热量会使变压器油汽化，触动气体继电器发出报警信号或切断电源

避免油箱爆裂。

2.分类

2.1按安装位置分类

配电变压器根据安装位置分为室内和室外。

室外安装分为台城式、杆塔式和落地式（含预装式）。

2.1.1杆塔式

杆塔式是将变压器安装在杆上的构架上。分为单杆式和双杆式。

当配电变压潜容量在30KVA及以下时（含30KVA）,一般采用单杆配电变

压器台架。将配电变压器、高压跌落式熔断器和高压避雷器装在一根水泥杆上，

杆身应向组装配电变压器的反方向倾斜13°-15°o

当配电变压器容量在50KVA〜315KVA时一般采用双杆式配电变压器台。配

电变压器台由一主杆水泥杆和另一根副助杆组成，主杆上装有高压跌落式熔断器

及高压引下线，副杆上有二次反引线。双杆配电变压器台经单杆配电变压器坚固。

杆塔式安装的优点：占地少、四周不需围墙或遮栏，带电部分距地面高，不

易发生事故。缺点：台架用钢材较多，造价较高。

2.1.2台墩式

台墩式是在变压器杆下面用砖石砌成0.5-lm的四方墩台，将变压器放在上

面。一般安装315KVA以上的变压器。

台墩式变压器安装应注意：

（1）变压港四周应装设小低于1.8m的牢固的遮栏或砌围墙，门应加锁并由

专人保管。

（2）遮栏、围墙距变压器应有足够的安全操作距离。

（3）应在电杆或围墙上悬挂“高压危险，不许攀登''等警告牌，防止人、畜

接近。

台墩式安装的优点：造价低，便于维护检修。缺点：占地较多，周围要装设

遮栏，小动物易爬到带电部分上去，易发生受外力破坏事故。

2.1.3落地式

落地式是指将变压器直接放在地面上，高压引下线、跌落式熔断器和避雷器

等均在线路终端杆上。

落地式变压器安装应注意：

(1)变压器四周必须装设可靠的遮栏，门要加锁并由专人保管。

(2)遮栏外须挂“高压危险，不许攀登”等警告牌。

(3)因变压器的带电部分距地面很低，因此必须在切断电源后方可进入遮

栏内。

2.2电按按冷却方式分类

根据冷却方式分兀分为油浸式和干式变压器。

油浸式变压器依靠油作冷却介质、如油浸自冷，油浸风冷，油浸水冷、强迫

油循环等。干式变压器依靠空气对流进行自然冷却或增加风机冷却，多用于高层

建筑、高速收费站点用电及局部照明、电子线路等小容量变压器。

2.2.1油浸式变压器按外壳型式分为：

1)非封闭型油浸式变压器：主要有S8、S9、S10等系列产品，在工矿企业、

农业和民用建筑中广泛使用。

2)封闭型油浸式变压器：主要有S9、S9-M、S10-M等系列产品，多用于

石油、化工行业中多油污、多化学物质的场所。

3)密封型油浸式变压器:主要有BS9、S9-、S10->SU-MR、SH、SH12-M

等系列产品，可做工矿企业、农业、民用建筑等各种场所配电之用。

2.2.2干式变压器或绝缘介质分为：

1)包封线圈式干式变压器：主要有SCB8、SC(B)9、SC(B)10、SCR-10

等系列产品，适用于高层建筑、商业中心、机场、车站、地铁、医院、工厂等场

所。

2)非包封线圈干式变压器：主要有SG10等系列产品，适用于高层建筑、

商业中心、机场、车站、地铁、石油化工等场所。

2.3电调压方式分类

根据调压方式可分为有载调压和无载调压。

所谓无载调压和有载调压都是指的变压器分接开关调压方式。区别在于无载

调压开关不具备带负载转换档位的能力，调档时必须使变压器停电。而有载分接

开关则可带负荷切换档位。

2.4相数分类

根据相数分为单相变压器和三相变压器。

单相变压器单相变压器即一次绕组和二次绕组均为单相绕组的变压器。单相

变压器结构简单、体积小、损耗低，主要是铁损小，适宜在负荷密度较小的低压

配电网中应用和推广。

三相变压器用于三相系统的升、降电压。三相变压器，一般初级有三个绕组,

其接法分为三角形和星形、延边三角形等，三个绕组上的电压相位互差12()度，

也就是常见的三相380伏接线方式，其铁芯传统的是三相三芯柱、三相五芯柱、

渐开线形等形式。

3.工作原理

气体跳电器高压集竹分接开关

储油柜

信4式也度计

川。而

变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈布•两个或两个以上的绕组，其中

接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。它可以变换交流电压、电流

和阻抗。最简单的铁心变压器由一个软磁材料做成的铁心及套在铁心上的两个匝

数不等的线圈构成，如下图所示。

铁心的作用是加强两个线圈间的磁耦合。为了减少铁内涡流和磁滞损耗，铁

心由涂漆的硅钢片叠压而成;两个线圈之间没有电的联系，线圈由绝缘铜线（或

铝线）绕成。一个线圈接交流电源称为初级线圈（或原线圈），另一个线圈接用

电器称为次级线圈（或副线圈）。实际的变压器是很复杂的，不可避免地存在铜

损（线圈电阻发热）、铁损（铁心发热）和漏磁（经空气闭合的磁感应线）等，

为了简化讨论这里只介绍理想变压器。理想变压将成立的条件是：忽略漏磁通，

忽略原、副线圈的电阻，忽略铁心的损耗，忽略空载电流（副线圈开路原线圈线

圈中的电流）。例如电力变压器在满载运行时（副线圈输出额定功率）即接近理

想变压器情况。

J变压器是利用电磁感应原理制成的静止用电器。当变压器的原线圈接在交流

电源上时，铁心中便产生交变磁通，交变磁通用＜p表示。原、副线圈中的是

相同的，（p也是简谐函数，表为（p=（pmsin3t。由法拉第电磁感应定律可知，原、

副线圈中的感应电动势为el=-Nld（p/dt、e2=-N2d（p/dto式中Nl、N2为原、副线

圈的匝数。由图可知Ul=-el,U2=e2（原线圈物理量用下角标1表示，副线图物

理量用下角标2表示），其复有效值为U1=-El=jNlco①、U2=E2=-jN2o）（P,令

k=Nl/N2,称变压器的变比。由上式可得U1/U2=.N1/N2二・k,即变压器原、副线

圈电压有效值之比，等于其匝数比而且原、副线圈电压的位相差为兀。

进而得出：U1/U2=N1/N2

在空载电流可以忽略的情况下，有11/12=N2/N1,即原、副线圈电流有效值

大小与其匝数成反比，且相位差限

进而可得I1/I2=N2/N1

理想变压器原、副线圈的功率相等P1=P2。说明理想变压器本身无功率损耗。

实际变压器总存在损耗，其效率为『P2/P1。电力变压器的效率很高，可达90%

以上。

4.特征参数

额定容量

指变压器工作状态下的输出功率，用视在功率表示。用SN表示，单位为

KVA或VAo

额定电压

指单相或三相变压器出线端子之间施加的电压值。用UN表示，单位为KV

或V。一次额定电压用UN1表示，二次额定电压用UN2表示。

额定电流

指在额定容量和允许温升条件下，通过变压器一、二次绕组出线端子的电流,

用IN表示,单位KA或A。一次绕组电流用IN1表示，二次绕组电流用IUN21表

/JNO

额定频率

批变压器设计时所规定的运行频率。用/N表示，单位赫兹（HZ）。我国规

定额定频率为50Hze

空载损耗

空载损耗也叫铁损，指当以额定频率的宝宝电压施加于一侧绕组的端子上，

别一侧绕组出线开路时，变压器所吸取的有功功率，用P0表示，单位为W或

KWo空载损耗主要为铁芯中磁滞损耗和涡流损耗，其值大小与铁芯材质、制作

工艺密切相关，一•般认为一台变压器的空载损耗不会随负荷大小的变化而变化。

空载电流

变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载

电流由磁化电流（产生磁通）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成。对于50Hz

电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电流。用10表示。通常用空载电流

占额定电流的百分数表示，即10（%）=（I0/IN）xl00%o变压器容量越大，数

值越小。

负载损耗

负载损耗也叫短路损耗、铜损，是指当带分接的绕组接在其主分接位置上并

接入额定频率的电压，另一侧绕组的出线端子短路，流过绕组出线端子的电流为

额定电流时，变压器所消耗的有功功率，用PK表示。单位为W或KW。负载

损耗的大小取决于绕组的材质等，运行中的负载祖耗大小随负荷的变化而变化。

变比

批变压器高压侧额定电压与低压侧额定电压之比，即UN1/UN2。

绝缘电阻

表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与

所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。

阻抗电压（％）

把变压器的二次绕组短路，在一次绕组慢慢升高电压，当二次绕组的短路电流

等于额定值时，此时一次侧所施加的电压.一般以额定电压的百分数表示。

相数

三相开头以S表示，单相开头以D表示。

联结组标号

根据变压器一、二次绕组的相位关系，把变压器绕组连接成各种不同的组合,

称为绕组的联结组。为了区别不同的联结组，常采用时钟表示法，即把高压侧线电

压的相量作为时钟的长针,固定在12上，低压侧线电压的相量作为时钟的短针，看

短针指在哪一个数字上，就作为该联结组的标号.如Dynll表示一次绕组是（三角

形）联结，二次绕组是带有中心点的（星形）联结，组号为（11）点。

5.产品型号

□

□

4□

二

—I□

—nI□

I□

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5.1产品类别代号

O-自耦变压器，通用电力变压器不标

H・电弧炉变压器

C-感应电炉变压器

Z-整流变压器

K-矿用变压器

Y-试验变压器

5.2相数

D-单相变压器

S-三相变压器

5.3冷却方式

F・风冷式

W-水冷式

注：油浸自冷式和空气自冷式不标注

5.4油循环方式

N—自然循环

0—强迫导向循环

P—强迫循环

5.5绕组数

S—三绕组

注：双绕组不标注

5.6导线材料

L—铝绕组

注：铜绕组不标注

5.7调压方式

Z—有载调压

注：无载调压不标注

5.8性能水平代号（设计序号）

性能水电压等缓住能参数

平代号kV空电损疑负蛀损疑

7"卜付百5CFIPNJHSiiT

6、10_______IT_______

>35符合OB“6451

符合GB/T

、

6106451

8比OB/T6451平均

>35

下降10%

6、10配电变压器不台表A2

电力变压器比

6、10GB/T641级I平tbGB/T6451

9

均下降10%平均下降

诙B/T6451不均’10%

>35

下库20%

比GB/T6451姐【

6、10

平均下降20%

10

比GB/T6451平均ttOB/T6451

235

下降30%平均下降

ttGB7f6451iflI15%

6、10

11平均下降3㈱

>35比0B"

5.9特殊用途或特殊结构代号

Z——低噪声用；

L一一电缆引出

X一一现场组装式；

J——中性点为全绝缘；

CY一一发电厂自用变压器

5.10变压器的额定容量

变压器的额定容量，单位为KVA。

5.11变压器的额定电压

变压器的额定容量，单位为KV。

6.常用变压冷

6.1油浸式变压器

配电变压器为工矿企业与民用建筑供配电系统中的重要设备之一，它将1()

(6)kV或35kV网络电压降至用户使用的230/400V母线电压。此类产品适用

于交流50(60)Hz,三相最大额定容量2500kVA(单相最大额定容量833kVA,

一般不推荐使用单相变压器)，可在户内(外)使用，容量在315kVA及以下时

可安装在杆