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电力系统一次设备介绍


三相三柱式铁芯,三柱线圈各自为一相引出。 它是三相变压器最广泛应用的典型结构。
(2)绕组(线圈)
• 绕组是变压器最基本的组成部分,它与铁芯 一起构成了电力变压器的本体,是建立磁场 和传输电能的电路部分。
• 不同容量、不同电压等级的变压器,绕组形式也不一样。一 般电力变压器中常采用同心式和交叠式两种结构形式。
7、自藕变压器
(a)符号
(b)外形
(c)实际电路
三、断路器(开关) 1、高压断路器是发电厂、变电所一次系统中的重要 电气设备,它用来切断和接通负荷电路,以及切断 故障电路,防止事故扩大,保证安全运行。
文字符号QF,图形符号
2、作用: (1)正常运行时,能够接通、切断正常负荷电流; (2)系统故障时,能够配合继电保护装置,切除故 障电流。
• 绝缘。变压器油具有比空气高得多的绝缘强度, 绝缘材料浸在油中,不仅可提高绝缘强度,而且 还可免受潮气的侵蚀。
• 散热。变压器油的比热大,常用作冷却剂,变压 器运行时产生的热量使靠近铁芯和绕组的油受热 膨胀上升,通过油的上下对流,热量通过散热器 散出,保证变压器正常运行。
• 消弧。在油断路器和变压器的有载调压开关上, 触头切换时会产生电弧,由于变压器油导热性能 好,且在电弧的高温作用下能分触了大量气体, 产生较大压力,从而提高了介质的灭弧性能,使 电弧很快熄灭。
• 有载调压的调压范围较宽,调节级数较多,通常 额定调压范围以变压器额定电压的百分数表示为 ±8×1.25%。
(4)高、低压套管(绝缘套管)
绝缘套管是变压器箱外的主要绝缘装置,变压器绕 组的引出线必须穿过绝缘套管,使引出线之间及引 出线与变压器外壳之间绝缘,同时起到固定引出线 的作用。
(5)变压器油 变压器油的作用:
(7)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、保证变压器油箱内油面平稳的作用。
如过没有油枕,油箱内的油面波动就会带来以下不 利因素:
• 一是油面降低时露出铁芯和线圈部分会影响散热 和绝缘;
• 二是随着油面波动空气从箱盖缝里排出和吸进, 而由于上层油温很高,使油很快地氧化和受潮, 油枕的油面比油箱的油面要小,这样,可以减少 油和空气的接触面,防止油被过速地氧化和受潮;
• 瓦斯继电器安装在变压器到油枕的连接管路上。
• 瓦斯继电器的作用:如果充油的变压器内部发生 放电故障,放电电弧使变压器油发生分解,产生甲烷、 乙炔、氢气、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙烷 等多种特征气体,故障越严重,气体的量越大, 这些气体产生后从变压器内部上升到油枕的过程 中,要流经瓦斯继电器,推动瓦斯继电器内的一 个挡扳,使继电器的常开接点闭合,作用于轻瓦 斯保护发出警告信号,重瓦斯则直接启动继电保 护跳闸,断开断路器,切除故障变压器。
(2)灭弧室:熄灭电弧的场所。
(3)灭弧用绝缘介质:起熄灭电弧的作用,一般有绝缘油、 压缩空气、真空、六氟化硫等;
(4)支撑用绝缘介质:用于支持运动机构、触头、灭弧室等, 一般有电工瓷、环氧树脂等。
(5)壳体:断路器的各个部分安装为一体。
(6)操动机构:推动动触头运动的机构。有手动、电磁、电 动、气动、弹簧、液压等。
• 再者,由于变压器的电压调节是靠改变高压绕组的 抽头,即改变其匝数来实现的,因此把高压绕组安 置在低压绕组的外边,引线也较容易。
(3)分接开关
变压器调压是在变压器的某一绕组上设置分 接头,当变换分接头时就使带有分接头的变 压器绕组的匝数减少或增加,从而改变了变 压器绕组的匝数比。绕组的匝数比改变了, 电压比也相应改变,输出电压就改变,这样 就达到了调整电压的目的。
3、电力变压器的组成部分
(1)铁芯
铁芯在电力变压器中是重要的组成部件之一。 它由高导磁的硅钢片叠积和钢夹件夹紧而成, 铁芯具有两个方面的功能:
• 在原理上,铁芯是构成变压器的磁路。它把 一次绕组的电能转化为磁能,又把该磁能转 化为二次绕组的电能,因此,铁芯是能量传 递的媒介体;
• 在结构上,它是构成变压器的骨架。在铁芯 柱周围套上带有绝缘的绕组线圈,并且牢固 地对铁芯柱支撑和压紧。
变压器、三绕组变压器。
(4)按调压方式:分为无载调压和有载调压。 (5)按绕组绝缘及冷却方式:分为油浸式、干式和
充气式(SF6)等。 (6)按绕组导体材质:分为铜绕组和铝绕组。
5、变压器的型号表示
SFPSZ9—120000/220
6、变压器并联运行的条件 变比相等;短路电压相等;绕组接线组别相同
• 母线按结构分为硬母线和软母线。
二、变压器
1、电力变压器的用途 • 变压器是一种把电压和电流转变成另一
种(或几种)同频率的不同电压电流的 电气设备。
• 变压器是电力系统中数量极多且地位十 分重要的电气设备。其功能是将电力系 统中的电能电压升高或降低,以利于电 能的合理输送、分配。
由于制造上的困难,发电机电压不可能很高 (目前在20KV以下),所以在发电厂中要用
变压器的调压方式有无载调压和有载调压两种:
• 无载调压是指变压器在停电、检修情况进行调节 分接开关位置,从而改变变压器变比,以实现调 压目的;
• 有载调压是指变压器在运行中可以调节分接开关 位置,从而改变变压器变比,以实现调压目的。
• 无载调压的调压范围较窄,调节级数较少,通常 额定调压范围以变压器额定电压的百分数表示为 ±2×2.5%;
(2)压缩空气断路器:利用压缩空气的吹动来熄灭 电弧。
• 特点:断路能力大、动作时间快、尺寸小、重量 轻、无火灾危险,但结构复杂、价格贵、需要装 设压缩空气系统,主要用于110KV及以上对电气 参数及断路时间有较高要求的系统中。
(11)冷却装置
油浸式变压器冷却装置包括散热器和冷却器,不带 强油循环的称为散热器,带强油循环的称为冷却器。
①散热器
②冷却器
(12)温度计
大型变压器都装有测量上层油温的带电接点 的测温装置,它装在变压器油箱外,便于运 行人员监视变压器油温情况。
4、电力变压器的分类 (1)按功能:分为升压变压器和降压变压器。 (2)按相数:分为单相和三相。 (3)按绕组结构:分为单绕组自耦变压器、双绕组
一次设备
一次设备是指直接生产、输送和分配电能的高压电气设 备。
一次设备主要包括:
• 变换设备:变压器、电压互感器、电流互感器等; • 控制设备:断路器(开关)、隔离开关(刀闸)等; • 保护设备:熔断器、避雷器等; • 补偿设备:并联电容器; • 成套设备:高低压开关柜、低压配电屏等; • 线路设备:母线、电缆、架空线路。
二次回路:由二次设备相互连接,构成对一次设 备进行监测、控制、调节和保护的电气回路。
一、母线
• 母线:在变电所中各级电压配电装置的连接, 以及变压器等电气设备和相应配电装置的连 接,大都采用的裸导线。
• 母线的作用:汇集、分配和传送电能。
• 装设母线的必要性:在变电所中,进出线之 间需要一定的电气安全间隔,所以无法从一 处同时引出多个回路;而采用母线装置才能 保证电路接线的安全性和灵活性,所以在复 杂的系统中母线很有必要。
把低压绕级布置在高压绕组的里边的原因:
• 这主要是从绝缘方面考虑的。理论上,不管高压绕 组或低压绕组怎样布置,都能起变压作用。但因为 变压器的铁芯是接地的,由于低压绕组靠近铁芯, 从绝缘角度容易做到。如果将高压绕组靠近铁芯, 则由于高压绕组电压很高,要达到绝缘要求,就需 要很多的绝缘材料和较大的绝缘距离。这样不但增 大了绕组的体积,而且浪费了绝缘材料。
3、断路器熄灭电弧的方法:
• 采用介质强度高的绝缘材料(比如绝缘油、 压缩空气、真空、六氟化硫等);
• 用未游离介质填充触头之间(横吹、纵吹、 混合吹等);
• 加快触头分离速度。 (参见“空气断路器灭弧过程动画演示 ”)
4、高压断路器的组成部分
(1)触头:是电流通断的重要部分,一般分为动触头和静触 头两部分:在开关进行分闸或合闸操作时,静触头不运动, 动触头运动。
(6)油箱
油箱是油浸式变压器的外壳,器身就放置在灌满了变压器油的 油箱内。
油箱按变压器容量的大小,其结构基本上有两种型式:
①吊芯式油箱。
由于中小型变压器,器身相对外壳较轻。当器身需要检修时, 可以将箱盖打开,吊出器身,就可以进行详细的检查和必要的 修理。
②吊壳式油箱
随着变压器单台容量的不断增大,它的体积迅速增大,重量也 随之增加。目前大型电力变压器均采用铜导线,器身重量都在 200吨以上,而总重量均在300吨以上。这样庞大的变压器,对 起吊器身带来了很多困难。因此,大型电力变压器箱壳都做成 吊箱壳式,当器身要进行检修时,就吊出较轻的箱壳。
升压变压器将发电机电压升到很高,才能将大 量的电能送往远处的用电地区,如35KV、 66KV、110KV、220kv、330kv、500kv等。
而在用电负荷处,再用降压变压器将电压降低 到适当的数值供用户电气设备使用。
2、变压器的工作原理
变压器的一次绕组与交流电源接通后,经绕组内流过交变电 流产生磁通,在这个磁通作用下,铁芯中便有交变磁通 ,即 一次绕组从电源吸取电能转变为磁能,由于电磁感应作用, 分别在一次、二次绕组产生频率相同的感应电动势。如果此 时二次绕组接通负载,在二次绕组感应电动势作用下,便有 电流流过负载,铁芯中的磁能又转换为电能。这就是变压器 利用电磁感应原理将电源的电能传递到负载中的工作原理。
• 同心式绕组是把高压绕组与低压绕组套在同一个铁芯上,一 般是将低压绕组放在里边,高压绕组套在外边,以便绝缘处 理。同心式绕组结构简单、绕制方便,故被广泛采用。
交叠式绕组又叫交错式绕组,在同一铁芯上,高 压绕组、低压绕组交替排列,绝缘较复杂、包扎工 作量较大。它的优点是力学性能较好,引出线的布 置和焊接比较方便、漏电抗较小,一般用于电压为 35KV及以下的电炉变压器中。
材料完成。
• 多油断路器对地绝缘以及其它的绝缘材料用的仍是 绝缘油。
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