電工進(jìn)網(wǎng)作業(yè)許可考試參考教材(高壓類理論部分)

1、第一章 電力系統(tǒng)基本知識(shí) 電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、送變電線路、供配電所和用電單位組成的整體，在同一瞬間，發(fā)電廠將發(fā)出的電能通過送變電線路，送到供配電所，經(jīng)過變壓器將電能送到用電單位，供給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。因此掌握電力系統(tǒng)基本知識(shí)和電力生產(chǎn)特點(diǎn)，是對(duì)進(jìn)網(wǎng)作業(yè)電工的基本要求。 第一節(jié) 電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)構(gòu)成發(fā)電廠將燃料的熱能、水流的位能或動(dòng)能以及核能等轉(zhuǎn)換為電能。電力經(jīng)過送電、變電和配電分配到各用電場(chǎng)所，通過各種設(shè)備再轉(zhuǎn)換成為動(dòng)力（機(jī)械能）、熱、光等不同形式的能量，為國民經(jīng)濟(jì)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活服務(wù)。由于目前電力不能大量儲(chǔ)存，其生產(chǎn)、輸送分配和消費(fèi)都在同一時(shí)間內(nèi)完成，因此，必須將各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)地聯(lián)成

2、一個(gè)整體。這個(gè)由發(fā)電、送電、變電、配電和用電組成的整體稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)中的送電、變電、配電三個(gè)部分稱為電力網(wǎng)。動(dòng)力系統(tǒng)與系統(tǒng)、電力網(wǎng)關(guān)系示意圖見圖ll，電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)示意圖見圖l2。電力網(wǎng)是將各電壓等級(jí)的輸電線路和各種類型的變電所連接而成的網(wǎng)絡(luò)。電力網(wǎng)按其在電力系統(tǒng)中的作用不同，分為輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)。輸電網(wǎng)是以高壓甚至超高電壓將發(fā)電廠、變電所或變電所之間連接起來的送電網(wǎng)絡(luò)，所以又稱為電力網(wǎng)中的主網(wǎng)架。直接將電能送到用戶的網(wǎng)絡(luò)稱為配電網(wǎng)。配電網(wǎng)的電壓因用戶的需要而定，因此，配電網(wǎng)中又分為高壓配電網(wǎng)即指110kv及以上電壓、中壓配電網(wǎng)指（35kv）10kv、6kv、3kv電壓及低壓配電網(wǎng)22

3、0v、380v。一、大型電力系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn) 大型電力系統(tǒng)主要在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上具有下列憂點(diǎn)： 1提高了供電可靠性 由于大型電力系統(tǒng)的構(gòu)成，使得電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高，同時(shí)，對(duì)用戶供電的可靠程度相應(yīng)地提高了，特別是構(gòu)成了環(huán)網(wǎng)。雙環(huán)網(wǎng)，對(duì)重要用戶的供電就有了保證，當(dāng)系統(tǒng)中某局部設(shè)備故障或某部分線路需要檢修時(shí)，可以通過變更電力網(wǎng)的運(yùn)行方式，對(duì)用戶連續(xù)供電，減少了由于停電造成的損失；2減少了系統(tǒng)的備用容量電力系統(tǒng)的運(yùn)行具有靈活性，各地區(qū)可以通過電力網(wǎng)互相支持，為保證電力系統(tǒng)所必需的備用機(jī)組也可大大地減少；3通過合理地分配負(fù)荷降低了系統(tǒng)的高峰負(fù)荷，調(diào)整峰谷曲線，提高了運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；4提高了供電質(zhì)量；5形成大的電力系統(tǒng)

4、，便于利用大型動(dòng)力資源，特別是能充分發(fā)揮水力發(fā)電廠的作用。二、電力生產(chǎn)特點(diǎn)1電力生產(chǎn)特點(diǎn)(1) 同時(shí)性 電能的生產(chǎn)、輸送。分配以及轉(zhuǎn)換為其他形態(tài)能量的過程，是同時(shí)進(jìn)行的。電能不能大量儲(chǔ)存。電力系統(tǒng)中瞬間生產(chǎn)的電力，必須等于同一瞬間取用的電力。電力生產(chǎn)具有發(fā)電、供電、用電在同一時(shí)間內(nèi)完成的特點(diǎn)，決定了發(fā)電、供電、用電必須時(shí)刻保持平衡，發(fā)、供電隨用電的瞬時(shí)增減而增減。由于具有這個(gè)特點(diǎn)，電力系統(tǒng)必須時(shí)刻考慮到用戶的需要，不僅要搞好發(fā)電丁作，而且要搞好供電和用電工作。這不僅是國民經(jīng)濟(jì)的需要，用戶的需要，而且是搞好發(fā)電工作的需要。（2）集中性 電力生產(chǎn)是高度集中的、統(tǒng)一的。在一個(gè)電網(wǎng)里不論有多少個(gè)發(fā)電廠

5、、供電公司，都必須接受電力網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)度，并依據(jù)統(tǒng)一質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一管理辦法，在電力技術(shù)業(yè)務(wù)上受電網(wǎng)的統(tǒng)一指揮和領(lǐng)導(dǎo)，電能由電網(wǎng)統(tǒng)一分配和銷售，電網(wǎng)設(shè)備的啟動(dòng)、檢修、停運(yùn)、發(fā)電量和電力的增減，都由電網(wǎng)來決定。（3）適用性 電能使用最方便，適用性最廣泛。發(fā)電廠、電網(wǎng)經(jīng)一次投資建成之后，就隨時(shí)可以運(yùn)行，電能不受或很少受時(shí)間、地點(diǎn)、空間、氣溫、風(fēng)雨、場(chǎng)地的限制，與其他能源相比是最清潔、無污染、對(duì)人類環(huán)境無害的能源。（4）先行性。2國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展電力必須先行電力先行是由一系列因素決定的：1）工農(nóng)業(yè)方面生產(chǎn)的提高，主要依靠勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高，并不斷提高機(jī)械化和電氣化的水平；2）出現(xiàn)許多新的、規(guī)模大的、耗電多的工

6、業(yè)部門，如電氣冶煉、電化學(xué)等；3）農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等，隨著新技術(shù)推廣，將廣泛應(yīng)用電能，使電能需要量大大增加；4）人民生活、文化水平不斷提高，都會(huì)使居民用電量日益增加。為此，裝機(jī)容量、電網(wǎng)容量、發(fā)電量增長速度應(yīng)大于丁業(yè)總產(chǎn)值的增長。第二節(jié) 電力 負(fù)荷電力負(fù)荷是指用電設(shè)備或用電單位所消耗的功率（kw）、容量（kva）或電流（a）。 一、電力網(wǎng)負(fù)荷組成電力網(wǎng)負(fù)荷可以由以下幾類組成。1用電負(fù)荷用電負(fù)荷是用戶在某一時(shí)刻對(duì)電力系統(tǒng)所需求的功率。2線路損失負(fù)荷 電能從發(fā)電廠到用戶的輸送過程中，不可避免地會(huì)發(fā)生功率和能量的損失，與這種損失所對(duì)應(yīng)的發(fā)電功率，叫線路損失負(fù)荷，也稱為線損。3供電負(fù)荷用電負(fù)荷加上同一

7、時(shí)刻的線路損失負(fù)荷，是發(fā)電廠對(duì)外供電時(shí)所承擔(dān)的全部負(fù)荷，稱為供電負(fù)荷。二、按發(fā)生時(shí)間不同負(fù)荷分類按負(fù)荷發(fā)生時(shí)間不同，可分為以下幾類：（l）高峰負(fù)荷 高峰負(fù)荷是指電網(wǎng)或用戶在單位時(shí)問內(nèi)所發(fā)生的最大負(fù)荷值。為了便于分析，常以小時(shí)用電量作為負(fù)荷。高峰負(fù)荷又分為日高峰負(fù)荷和晚高峰負(fù)荷，在分析某單位的負(fù)荷率時(shí)，選一天24h中最高的一個(gè)小時(shí)的平均負(fù)荷作為高峰負(fù)荷。（2）低谷負(fù)荷 低谷負(fù)荷是指電網(wǎng)中或某用戶在一天24h內(nèi)，發(fā)生的用電量最少的電量，為了合理使用電能應(yīng)盡量減少發(fā)生低谷負(fù)荷的時(shí)間，對(duì)于電力系統(tǒng)來說，峰、谷負(fù)荷差越小，用電則越趨近于合理。（3）平均負(fù)荷 平均負(fù)荷是指電網(wǎng)中或某用戶在某一段確定的時(shí)間階

8、段內(nèi)平均小時(shí)用電量。為了分析負(fù)荷率，常用日平均負(fù)荷，即一天的用電量除以一天的用電小時(shí)，為了安排用電量，往往也用月平均負(fù)荷和年平均負(fù)荷。由于受到突然中斷供電所引起的影響，用電負(fù)荷可分為以下凡類：（1）一類負(fù)荷 也稱一級(jí)負(fù)荷，指突然中斷供電將會(huì)造成人身傷亡或會(huì)引起對(duì)周圍環(huán)境嚴(yán)重污染，造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失，如重要的大型設(shè)備損壞，重要產(chǎn)品或用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢，連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂，且需很長時(shí)間才能恢復(fù)生產(chǎn)；以及突然中斷供電將會(huì)造成社會(huì)秩序嚴(yán)重混亂或產(chǎn)生政治上的嚴(yán)重影響的，如重要的交通與通訊樞紐、國際社交場(chǎng)所等用電負(fù)荷。（2）二類負(fù)荷 也稱二級(jí)負(fù)荷，是指突然中斷供電會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，如生產(chǎn)的

9、主要設(shè)備損壞，產(chǎn)品大量報(bào)廢或減產(chǎn)，連續(xù)生產(chǎn)過程需較長時(shí)間才能恢復(fù)；突然中斷供電將會(huì)造成社會(huì)秩序混亂或在政治上產(chǎn)生較大影響，如交通與通訊樞紐、城市主要水源、廣播電視、商貿(mào)中心等的用電負(fù)荷。（3）三類負(fù)荷 也稱三級(jí)負(fù)荷，是指不屬于上述一類和二類負(fù)荷的其他負(fù)荷，對(duì)這類負(fù)荷，突然中斷供電所造成的損失不大或不會(huì)造成直接損失。對(duì)于一級(jí)負(fù)荷的用電設(shè)備，應(yīng)按有兩個(gè)以上的獨(dú)立電源供電，并輔之以其他必要的非電力電源的保安措施。第三節(jié) 變 電 所變電所是聯(lián)結(jié)電力系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，用以匯集電源、升降電壓和分配電力，通常由高低壓配電裝置、主變壓器、主控制室和相應(yīng)的設(shè)施以及輔助生產(chǎn)建筑物等組成。根據(jù)其在系統(tǒng)中的位置、性質(zhì)、

10、作用及控制方式等，可分為升壓變電所、降壓變電所、樞紐變電所。地區(qū)變電所、終端變電所，有人值班變電所和無人值班變電所。一、變電所主接線變電所主接線是電氣部分的主體，由其把發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器等各種電氣設(shè)備通過母線、導(dǎo)線有機(jī)地聯(lián)結(jié)起來，并配置避雷器、互感器等保護(hù)、測(cè)量電器，構(gòu)成變電所匯集和分配電能的一個(gè)系統(tǒng)。根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、負(fù)荷性質(zhì)、進(jìn)出線數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)、周圍環(huán)境及規(guī)劃容量等條件，綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作方便、投資節(jié)約和便于過渡等要求。1電氣主接線的基本要求1）保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量。2）具有一定的靈活性和方便性。3）具有經(jīng)濟(jì)性。4）具有發(fā)展和擴(kuò)建的可能性。2主接線型

11、式圖l3是變壓器容量為500kva及以下用戶變電所主接線。高壓側(cè)10kv的電源通過架空線路或電纜引入，經(jīng)過負(fù)荷開關(guān)和高壓熔斷器接到變壓器的高壓側(cè)，通過變壓器，將10kv電壓降為380220v，又通過低壓斷路器接至低壓電力負(fù)荷。二、變電所一次電氣設(shè)備1主變壓器在降壓變電所內(nèi)變壓器是將高電壓改變?yōu)榈碗妷旱碾姎庠O(shè)備。以 10kv變電所為例，主變壓器將10kv的電壓變?yōu)?80220v，供給380220v的負(fù)荷。2高壓斷路器高壓斷路器是作為保護(hù)變壓器和高壓線路的保護(hù)電器，它具有開斷正常負(fù)荷和過載、短路故障的保護(hù)能力。3隔離開關(guān)隔離開關(guān)是隔離電源用的電器。4電壓互感器將系統(tǒng)的高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗妷?，供保護(hù)和計(jì)

12、量用。5電流互感器將高壓系統(tǒng)中的電流或低壓系統(tǒng)中的大電流轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的小電流。供保護(hù)計(jì)量用。6熔斷器當(dāng)電路發(fā)生短路或過負(fù)荷時(shí)，熔斷器能自動(dòng)切斷故障電路，從而使電器設(shè)備得到保護(hù)。7負(fù)荷開關(guān)用來不頻繁地接通和分?jǐn)嘈∪萘康呐潆娋€路和負(fù)荷，起到隔離電源的作用。第四節(jié) 供電質(zhì)量供電質(zhì)量指電能質(zhì)量與供電可靠性。電能質(zhì)量包括電壓、頻率和波形的質(zhì)量。供電可靠性是以供電企業(yè)對(duì)用戶停電的時(shí)間次數(shù)來衡量的。一、電能質(zhì)量電能質(zhì)量是指供應(yīng)到用電單位受電端電能品質(zhì)的優(yōu)劣程度。電能質(zhì)量主要包括電壓質(zhì)量與頻率質(zhì)量兩部分。電壓質(zhì)量又分為電壓允許偏差、電壓允許波動(dòng)與閃變、公用電網(wǎng)諧波、三相電壓允許不平衡度。頻率質(zhì)量為頻率允許偏差等

13、項(xiàng)。1供電電壓允許偏差在某一時(shí)段內(nèi)，電壓幅值緩慢變化而偏離額定值的程度，以電壓實(shí)際值和電壓額定值之差u與電壓額定值un之比的百分?jǐn)?shù)u來表示，即 uuu x 100 （ll） un式中：u 檢測(cè)點(diǎn)上電壓實(shí)際值（v）；un 檢測(cè)點(diǎn)電網(wǎng)電壓的額定值（v）。電壓質(zhì)量對(duì)各類電氣設(shè)備（包括用電設(shè)備）的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有直接的影響。因?yàn)?，電氣設(shè)備是按在額定電壓條件下運(yùn)行設(shè)計(jì)制造的，當(dāng)其端電壓偏離額定電壓時(shí)，電氣設(shè)備的性能就要受到影響。就照明負(fù)荷來說，當(dāng)電壓降低時(shí)，白熾燈的發(fā)光效率和光通量都急劇下降；當(dāng)電壓上升時(shí)，白熾燈的壽命將大為縮短。例如，電壓比額定值低10，則光通量減少30%；電壓比額定值高10，則壽命縮

14、減一半。對(duì)電力負(fù)荷中大量使用的異步電動(dòng)機(jī)（包括廠用電動(dòng)機(jī)）而言，因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與端電壓的平方成正比，如果電壓降低過多，電動(dòng)機(jī)可能停轉(zhuǎn)，或不能啟動(dòng)。且當(dāng)輸出功率一定時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)的定子電流、功率因素和效率隨電壓而變化。當(dāng)端電壓降低時(shí)，定子、轉(zhuǎn)子電流都顯著增大，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的溫度上升，甚至燒壞電動(dòng)機(jī)。反之，當(dāng)電壓過高時(shí)，會(huì)使各類電氣設(shè)備絕緣老化過程加快，設(shè)備壽命縮短等。過電壓情況下甚至危及設(shè)備運(yùn)行安全。對(duì)電熱裝置而言，過高的電壓將損傷設(shè)備，過低的電壓則達(dá)不到所需要的溫度。此外，電視、廣播、傳真、雷達(dá)等電子設(shè)備對(duì)電壓質(zhì)量的要求更高，電壓過高或過低都將使恃勝嚴(yán)重改變而影響正常運(yùn)行。如上所述，不

15、僅各種用電負(fù)荷的工作情況均與電壓的變化有著極其密切的關(guān)系。而且，電壓的過高、過低也給發(fā)電廠和電力系統(tǒng)本身造成很大的威脅。故在運(yùn)行中必須規(guī)定電壓的允許偏移范圍，也就是電壓的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。一般用電設(shè)備的電壓偏移保持在此規(guī)定范圍內(nèi)，不會(huì)對(duì)工作有任何影響。我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電壓偏差的允許值為：1）35kv及以上電壓供電的，電壓允許偏差為額定電壓的土10；2）10kv及以下三相供電的，電壓允許偏差為額定電壓的土7；3）220v單相供電電壓允許偏差為額定電壓的7、10。對(duì)電壓有特殊要求的用戶，供電電壓允許偏差由供用電協(xié)議確定。2電壓允許波動(dòng)和閃變（l）電壓允許波動(dòng) 在某一個(gè)時(shí)段內(nèi)，電壓急劇變化而偏離額定值的現(xiàn)象

16、，稱為電壓波動(dòng)。電壓變化的速率大于1的，即為電壓急劇變化。電壓波動(dòng)程度以電壓在急劇變化過程中，相繼出現(xiàn)的電壓最大值和最小值之差與額定電壓之比的百分?jǐn)?shù)u來表示，即：uumaxumin x 100 （l2） un式中：un 額定電壓(v)；umax、umin某一時(shí)段內(nèi)電壓波動(dòng)的最大值與最小值（v）。電壓波動(dòng)是由于負(fù)荷急劇變動(dòng)的沖擊性負(fù)荷所引起的。負(fù)荷急劇變動(dòng)，使電網(wǎng)的電壓損耗相應(yīng)變動(dòng)，從而使用戶公共供電點(diǎn)的電壓出現(xiàn)波動(dòng)現(xiàn)象。例如電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、電焊機(jī)的工作、特別是大型電弧爐和大型軋鋼機(jī)等沖擊性負(fù)荷的工作，均會(huì)引起電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，電壓波動(dòng)可影響電動(dòng)機(jī)的正常啟動(dòng)，甚至使電動(dòng)機(jī)無法啟動(dòng)；對(duì)同步電動(dòng)機(jī)還可引

17、起其轉(zhuǎn)子振動(dòng)；可使電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)和自控設(shè)備無法正常工作；還可使照明燈發(fā)生明顯的閃爍，嚴(yán)重影響視覺，使人無法正常生產(chǎn)、工作和學(xué)習(xí)。我國國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電壓波動(dòng)允許值規(guī)定為：220kv及以上為1.6；35kv110kv為 2；10kv及以下2.5。（2）電壓閃變 周期性電壓急劇波動(dòng)引起燈光閃爍，光通量急劇波動(dòng)，而造成人眼視覺不舒適的現(xiàn)象，稱為閃變。3公用電網(wǎng)諧波電網(wǎng)諧波的產(chǎn)生，主要在于電力系統(tǒng)中存在各種非線性元件。因此，即使電力系統(tǒng)中電源的電壓為正弦波，但由于非線性元件存在，結(jié)果在電網(wǎng)中總有諧波電流或電壓存在。產(chǎn)生諧波的元件很多，如熒光燈和高壓汞燈等氣體放電燈、異步電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、變壓器和感應(yīng)電爐等，

18、都要產(chǎn)生諧波電流或電壓。最為嚴(yán)重的是大型的晶閘管變流設(shè)備和大型電弧爐，它們產(chǎn)生的諧波電流最為突出，是造成電網(wǎng)諧波的主要因素。諧波對(duì)電氣設(shè)備的危害很大，可使變壓器的鐵芯損耗明顯增加，從而使變壓器出現(xiàn)過熱，不僅增加能耗，而且使其絕緣介質(zhì)老化加速，縮短使用壽命。諧波還能使變壓器噪聲增大。諧波電流通過交流電動(dòng)機(jī)，不僅會(huì)使電動(dòng)機(jī)的鐵芯損耗明顯增加，絕緣介質(zhì)老化加速，縮短使用壽命，而且還會(huì)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生振動(dòng)現(xiàn)象，嚴(yán)重影響機(jī)械加工的產(chǎn)品質(zhì)量。諧波電壓加在電容器兩端時(shí)，由于電容器對(duì)諧波的阻抗很小，電容器很容易發(fā)生過電流發(fā)熱導(dǎo)致絕緣擊穿甚至造成燒毀。此外，諧波電流可使電力線路的電能損耗和電壓損耗增加，使計(jì)量電

19、能的感應(yīng)式電度表計(jì)量不準(zhǔn)確；可使電力系統(tǒng)發(fā)生電壓諧振，從而在線路上引起過電壓，有可能擊穿線路的絕緣；還可能造成系統(tǒng)的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置發(fā)生誤動(dòng)作或拒動(dòng)作，使計(jì)算機(jī)失控，電子設(shè)備誤觸發(fā)，電子元件測(cè)試無法進(jìn)行；并可對(duì)附近的通信設(shè)備和通信線路產(chǎn)生信號(hào)干擾；在理想狀況下，供電電壓波形應(yīng)是正弦波，但由于電力系統(tǒng)中存在有大量非線性阻抗特性的用電設(shè)備，即存在大量的諧波源，使得實(shí)際的電壓波形偏離正弦波，這種電壓正弦波形畸變現(xiàn)象通常用諧波來表示。為了保證電網(wǎng)的電壓波形和質(zhì)量，國家對(duì)波形質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)做出了規(guī)定，要求用戶的設(shè)備注人電網(wǎng)的諧波電流不得超過國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。4供電頻率允許偏差電網(wǎng)中發(fā)電機(jī)發(fā)出的正弦交流電壓每秒

20、鐘交變的次數(shù)，稱為頻率，或叫供電頻率。供電頻率偏差是以實(shí)際頻率和額定頻率之差f與額定頻率fn之比的百分?jǐn)?shù)f表示，即f=ffn100% （l3） fn式中：f _ 實(shí)際供電頻率值（hz）； fn 供電網(wǎng)額定頻率（hz）。 電力系統(tǒng)頻率偏離額定值（我國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為50 hz）過大將嚴(yán)重影響電力用戶的正常工作，對(duì)電動(dòng)機(jī)而言，頻率降低將使其轉(zhuǎn)速降低，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)功率的降低，將影響所帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的出力，并影響電動(dòng)機(jī)的壽命；反之，頻率增高將使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速上升，增加功率消耗，特別是某些對(duì)轉(zhuǎn)速要求較嚴(yán)格的工業(yè)部門，如紡織、造紙等，頻率的偏差將影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至產(chǎn)生廢品。另外，頻率偏差對(duì)發(fā)電廠本身將造成更為嚴(yán)重

21、的影響。例如，對(duì)鍋爐的給水泵和風(fēng)機(jī)之類的離心式機(jī)械，當(dāng)頻率降低時(shí)其出力將急劇下降，從而迫使鍋爐的出力大大減小，甚至緊急停爐，這樣就勢(shì)必進(jìn)一步減少系統(tǒng)電源的出力，導(dǎo)致系統(tǒng)頻率進(jìn)一步下降。還有，在低頻情況下運(yùn)行時(shí)，容易引起汽輪機(jī)葉片的振動(dòng)，縮短汽輪機(jī)葉片的壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使葉片斷裂。此外，系統(tǒng)頻率的變化還將影響到電子鐘的正確使用以及計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制裝置等電子設(shè)備的準(zhǔn)確工作等。因此，頻率的過高過低不僅給用戶造成危害，而且對(duì)發(fā)電廠。電力系統(tǒng)本身也可能造成嚴(yán)重不良后果。所以，我國規(guī)定對(duì)頻率變化的允許偏差范圍，在300mv以卜的系統(tǒng)中，不超過額定值的0.1 hz 。在并聯(lián)運(yùn)行的同一電力系統(tǒng)中，不論裝機(jī)容量的

22、大小、范圍的廣闊，任一瞬間的頻率在全系統(tǒng)都是一致的。 二、供電可靠性 供電可靠性是指供電企業(yè)某一統(tǒng)計(jì)期內(nèi)對(duì)用戶停電的時(shí)間和次數(shù)，可以直接反映供電企業(yè)持續(xù)向用電單位的供電能力。不同性質(zhì)的用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求是不一樣的，屬于一類（級(jí)）負(fù)荷的用電設(shè)備，對(duì)供電可靠性要求較高；屬于可間斷供電的負(fù)荷，對(duì)供電可靠性要求較低。 供電可靠性一般利用年供電可靠率進(jìn)行考核。供電可靠率是指在一年內(nèi)，對(duì)用戶有效供電時(shí)間總小時(shí)數(shù)和統(tǒng)計(jì)期間停電影響用戶小時(shí)數(shù)之差與統(tǒng)計(jì)期間用戶有效供電時(shí)間總小時(shí)比值的百分?jǐn)?shù)，記做rs。即： rs8760n t1n1 100% （l4） 8760n式中：rs 年平均供電可用率（）； n

23、統(tǒng)計(jì)用戶總數(shù)； t1 一 年每次停電時(shí)間（h）； n1 一 年每次停電影響用戶數(shù)。 由公式可以看出，要提高供電可靠率就要盡量縮短用戶平均停電時(shí)間。停電時(shí)間包括：事故停電、計(jì)劃檢修停電及臨時(shí)性停電時(shí)間。其中，影響停電時(shí)間t1；及停電影響的戶數(shù)n1的因素有： l）線路長短，所帶負(fù)荷戶數(shù)的多少，可使n1；增大或減少； 2）供電部門及時(shí)搶修和恢復(fù)供電運(yùn)行工作水平，可直接影響t1值； 3）統(tǒng)一安排檢修和帶電作業(yè)，可以減少t1和n1值； 4）供電設(shè)備故障率及檢修周期要求等。 國家規(guī)定供電可靠率不低于9996。 第五節(jié) 電力系統(tǒng)接地配電變壓器或低壓發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)通過接地裝置與大地相連，稱為工作接地。工作接地分

24、為直接接地與非直接接地（包括不接地或經(jīng)消弧線圈接地）兩類。工作接地的接地電阻一般不應(yīng)超過4。 一、系統(tǒng)接地的型式 1接地保護(hù)系統(tǒng)的型式文字代號(hào) 第一個(gè)字母表示電力系統(tǒng)的對(duì)地關(guān)系： t 一 直接接地； i 一 所有帶電部分與地絕緣，或一點(diǎn)經(jīng)阻抗接地。 第二個(gè)字母表示裝置的外露可接近導(dǎo)體的對(duì)地關(guān)系： t 外露可接近導(dǎo)體對(duì)地直接作電氣連接，此接地點(diǎn)與電力系統(tǒng)的接地點(diǎn)無直接關(guān)連； n 外露可接近導(dǎo)體通過保護(hù)線與電力系統(tǒng)的接地點(diǎn)直接作電氣連接。 如果后面還有字母時(shí)，這些字母表示中性線與保護(hù)線的組合： s 中性線和保護(hù)線是分開的； c 中性線和保護(hù)線是合一的。 2電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式 （1）中性點(diǎn)直接接

25、地 指電力系統(tǒng)中至少有一個(gè)中性點(diǎn)直接或經(jīng)小阻抗與接地裝置相連接。這種接地方式是通過系統(tǒng)中全部或部分變壓器中性點(diǎn)直接接地來實(shí)現(xiàn)的。其作用是使中性點(diǎn)經(jīng)常保持零電位。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生一相接地故障時(shí)，能限制非故障相對(duì)地電壓的升高，從而可保證單相用電設(shè)備的安全。但中性點(diǎn)直接接地后，一相接地故障電流較大，一般可使剩余電流保護(hù)或過電流保護(hù)動(dòng)作，切斷電源，造成停電；發(fā)生人身一相對(duì)地電擊時(shí)，危險(xiǎn)性也較大。所以中性點(diǎn)直接接地方式不適用于對(duì)連續(xù)供電要求較高及人身安全。環(huán)境安全要求較高的場(chǎng)合。 （2）中性點(diǎn)非直接接地（不直接接地或經(jīng)消弧線圈接地）指電力系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈、電壓互感器。高電阻與接地裝置相連接。中件點(diǎn)

26、不接地可以減小人身電擊時(shí)流經(jīng)人體的電流，降低剩余電流設(shè)備外殼對(duì)地電壓。一相接地故障電流也很小，且接地時(shí)a三相線電壓大小不變，故一般不需停電，三相負(fù)荷在一相接地時(shí)，一般允許2h時(shí)間內(nèi)可繼續(xù)用電。發(fā)生接地故障時(shí)接地相對(duì)地電壓下降，而非故障的另兩相對(duì)地電壓升高，最高可達(dá)倍。為此要求用電設(shè)備的絕緣水平應(yīng)按線電壓考慮，從而提高了設(shè)備造價(jià)。不接地系統(tǒng)中若電力電纜等容性設(shè)備較多，電容電流較大，則發(fā)生一相接地時(shí)，接地點(diǎn)可能出現(xiàn)電弧，造成過電壓。當(dāng)一相接地故障電流超過一定數(shù)值時(shí)，要求中性點(diǎn)經(jīng)消孤線圈接地，以減少故障電流，加速滅弧。為防止內(nèi)、外過電壓損害低壓電力網(wǎng)的絕緣，有關(guān)規(guī)程規(guī)定：配電變壓器中性點(diǎn)及各出線回路

27、終端的相線，均應(yīng)裝設(shè)高壓擊穿保險(xiǎn)器。 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，為安全起見，規(guī)程規(guī)定不允許引出中性線供單相用電。 隨著城市配電網(wǎng)中電纜線路的發(fā)展，在城市中配電網(wǎng)的接地方式應(yīng)用情況為： 220kv、110kv直接接地方式； 35 kv經(jīng)消弧線圈接地； 10kv經(jīng)消弧線圈接地方式或經(jīng)小電阻接地方式（以電纜線路為主的配電網(wǎng)）220v380v直接接地方式。 二、低壓系統(tǒng)接地型式 1tn系統(tǒng)接線 電力系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地，電氣裝置的外露可接近導(dǎo)體通過保護(hù)線與該接地點(diǎn)相連接。 tn系統(tǒng)可分為： tns系統(tǒng)：整個(gè)系統(tǒng)的中性線n與保護(hù)線pe是分開的，如圖14所示； tnc系統(tǒng)：整個(gè)系統(tǒng)的中性線n與保護(hù)線pe是合一的，如

28、圖l5所示pen線； tncs系統(tǒng)：系統(tǒng)中有一部分線路的中性線n與保護(hù)線pe是合一的，如圖l6所示。2tt系統(tǒng) 電力系統(tǒng)中有一點(diǎn)直接接地，電氣設(shè)備的外露可接近導(dǎo)體通過保護(hù)接地線接至與電力系統(tǒng)接地點(diǎn)無關(guān)的接地極，如圖l7所示。3it系統(tǒng) 電力系統(tǒng)與大地間不直接連接，電氣裝置的外露可接近導(dǎo)體，通過保護(hù)接地線與接地極連接，如圖l8所示。復(fù) 習(xí) 題1什么是電力系統(tǒng)？電力系統(tǒng)由哪幾部分組成？2什么是電力網(wǎng)？電力網(wǎng)由哪幾部分組成？3電力生產(chǎn)有什么特點(diǎn)？4什么是高峰負(fù)荷？什么是低谷負(fù)荷？什么是平均負(fù)荷？5根據(jù)突然中斷供電所引起的影響用電負(fù)荷分哪幾類？6各級(jí)供電電壓偏差允許值為多少？7供電可靠性的含義是什么？

29、8電能質(zhì)量包括哪些內(nèi)容？9我國電力系統(tǒng)接地方式有哪幾種？有何特點(diǎn)？第二章 電力變壓器變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，它利用電磁感應(yīng)原理將一種電壓等級(jí)的交流電能轉(zhuǎn)變成另一種電壓等級(jí)的交流電能。變壓器用途一般分為電力變壓器和特種變壓器及儀用互感器（電壓互感器和電流互感器）。電力變壓器按冷卻介質(zhì)可分為油浸式和干式兩種。 在電力系統(tǒng)中，電力變壓器（以下簡稱變壓器）是一個(gè)重要的設(shè)備。發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)輸出電壓由于受發(fā)電機(jī)絕緣水平限制，通常為6.3kv、10.5kv，最高不超過20kv。在遠(yuǎn)距離輸送電能時(shí)，須將發(fā)電機(jī)的輸出電壓通過升壓變壓器將電壓升高到幾萬伏或幾十萬伏，以降低輸電線電流，從而減少輸電線路上的能量損

30、耗。 輸電線路將幾萬伏或幾十萬伏的高壓電能輸送到負(fù)荷區(qū)后，須經(jīng)降壓變壓器將高電壓降低，以適合于用電設(shè)備的使用。故在供電系統(tǒng)中需要大量的降壓變壓器，將輸電線路輸送的高壓變換成不同等級(jí)的電壓，以滿足各類負(fù)荷的需要。 由多個(gè)電站聯(lián)合組成電力系統(tǒng)時(shí)，要依靠變壓器將不同電壓等級(jí)的線路連接起來。所以，變壓器是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要設(shè)備。 第一節(jié) 變壓器的工作原理與結(jié)構(gòu)一、變壓器的工作原理 變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的。圖2l是單相變壓器的原理圖。圖中在閉合的鐵芯上，繞有兩個(gè)互相絕緣的繞組，其中，接人電源的一側(cè)叫一次側(cè)繞組，輸出電能的一側(cè)為二次側(cè)繞組。當(dāng)交流電源電壓1；加到一次側(cè)繞組后，就有交流電流1；

31、通過該繞組，在鐵芯中產(chǎn)生交流磁通。這個(gè)交變磁通不僅穿過一次側(cè)繞組，同時(shí)也穿過二次側(cè)繞組，兩個(gè)繞組分別產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)1；和2。這時(shí)，如果二次側(cè)繞組與外電路的負(fù)荷接通，便有電流2。流人負(fù)荷，即二次側(cè)繞組有電能輸出。（p21）由此可見，變壓器一、二次側(cè)感應(yīng)電勢(shì)之比等于一、二次側(cè)繞組匝數(shù)之比。 由于變壓器一、二次側(cè)的漏電抗和電阻都比較小，可以忽略不計(jì)，因此可近似地認(rèn)為： 一次電壓有效值：u1e1；，二次電壓有效值：u2e2。于是 u1 e1 n1 ku2 e2 n2式中：k 變壓器的變比。 變壓器一、二次側(cè)繞組因匝數(shù)不同將導(dǎo)致一、二次側(cè)繞組的電壓高低不等，匝數(shù)多的一邊電壓高，匝數(shù)少的一邊電壓低，這就是變

32、壓器能夠改變電壓的道理。 如果忽略變壓器的內(nèi)損耗，可認(rèn)為變壓器二次輸出功率等于變壓器一次輸人功率，即 u1 i1 u2 i2、 （25）式中i1、i2、分別為變壓器一次、二次電流的有效值。 由此可得出i1、 n2 ii2、 n1 k 由此可見，變壓器一、二次電流之比與一、二次繞組的匝數(shù)比成反比。即變壓器匝數(shù)多的一側(cè)電流小，匝數(shù)少的一側(cè)電流大，也就是電壓高的一側(cè)電流小，電壓低的一側(cè)電流大。 二、變壓器的結(jié)構(gòu) 中小型油浸電力變壓器典型結(jié)構(gòu)如圖22所示。 1鐵芯 （1）鐵芯結(jié)構(gòu)：變壓器的鐵芯是磁路部分。由鐵芯柱和鐵軛兩部分組成。繞組套裝在鐵芯柱上，而鐵軛則用來使整個(gè)磁路閉合。鐵芯的結(jié)構(gòu)一般分為心式和

33、殼式兩類。 心式鐵芯的特點(diǎn)是鐵軛靠著繞組的頂面和底面，但不包圍繞組的側(cè)面。殼式鐵芯的特點(diǎn)是鐵軛不僅包圍繞組的頂面和底面，而且還包圍繞組的側(cè)面。由于心式鐵芯結(jié)構(gòu)比較簡單，繞組的布置和絕緣也比較容易，因此我國電力變壓器主要采用心式鐵芯，只在一些特種變壓器（如電爐變壓器）中才采用殼式鐵芯。常用的心式鐵芯如圖23。近年來，大量涌現(xiàn)的節(jié)能性配電變壓器均采用卷鐵芯結(jié)構(gòu)。（2）鐵芯材料：由于鐵芯為變壓器的磁路，所以其材料要求導(dǎo)磁性能好，導(dǎo)磁性能好，才能使鐵損小。故變壓器的鐵芯采用硅鋼片疊制而成。硅鋼片有熱軋和冷軋兩種。由于冷軋硅鋼片在沿著輾軋的方向磁化時(shí)有較高的導(dǎo)磁系數(shù)和較小的單位損耗，其性能優(yōu)于熱軋的，國

34、產(chǎn)變壓器均采用冷軋硅鋼片。國產(chǎn)冷軋硅鋼片的厚度為0.35mm、0.30mm、0.27mm等幾種。片厚則渦流損耗大，片薄則疊片系數(shù)小，因?yàn)楣桎撈谋砻姹仨毻扛惨粚咏^緣漆以使片與片之間絕緣。 2繞組 繞組是變壓器的電路部分，一般同絕緣紙包的鋁線或銅線燒制而成。 根據(jù)高、低壓繞組排列方式的不同，繞組分為同心式和交疊式兩種。對(duì)于同心式繞組，為了便于繞組和鐵芯絕緣，通常將低壓繞組靠近鐵芯柱。對(duì)于交疊式繞組。為了減小絕緣距離，通常將低壓繞組靠近鐵軛。 3絕緣 變壓器內(nèi)部主要絕緣材料有變壓器油、絕緣紙板、電纜紙、皺紋紙等。4分接開關(guān) 為了供給穩(wěn)定的電壓、控制電力潮流或調(diào)節(jié)負(fù)載電流，均需對(duì)變壓器進(jìn)行電壓調(diào)整。

35、目前，變壓器調(diào)整電壓的方法是在其某一側(cè)繞組上設(shè)置分接，以切除或增加一部分繞組的線匝，以改變繞組的匝數(shù)，從而達(dá)到改變電壓比的有級(jí)調(diào)整電壓的方法。這種繞組抽出分接以供調(diào)壓的電路，稱為調(diào)壓電路；變換分接以進(jìn)行調(diào)壓所采用的開關(guān)，稱為分接開關(guān)。一般情況下是在高壓繞組上抽出適當(dāng)?shù)姆纸?。這是因?yàn)楦邏豪@組一則常套在外面。引出分接方便；二則高壓側(cè)電流小，分接引線和分接開關(guān)的載流部分截面小，開關(guān)接觸觸頭也較容易制造。變壓器二次不帶負(fù)載，一次也與電網(wǎng)斷開（無電源勵(lì)磁）的凋壓，稱為無勵(lì)磁調(diào)壓，帶負(fù)載進(jìn)行變換繞組分接的調(diào)壓，稱為有載調(diào)壓。 5油箱 油箱是油浸式變壓器的外殼，變壓器的器身置于油箱內(nèi)，箱內(nèi)灌滿變壓器油。油箱

36、結(jié)構(gòu)，根據(jù)變壓器的大小分別吊器身式油箱和吊箱殼式油箱兩種。 （1）吊器身式油箱 多用于6300kva及以下的變壓器，其箱沿設(shè)在頂部，箱蓋是平的，由于變壓器容量小，所以重量輕，檢修時(shí)易將器身吊起。 （2）吊箱殼式油箱 多用于8000kva及以上的變壓器，其箱沿設(shè)在下部，上節(jié)箱身做成鐘罩形，故又稱鐘罩式油箱。檢修時(shí)無需吊器身，只將上節(jié)箱身吊起即可。 6冷卻裝置 變壓器運(yùn)行時(shí)，由繞組和鐵芯中產(chǎn)生的損耗轉(zhuǎn)化為熱量，必須及時(shí)散熱，以免變壓器過熱造成事故。變壓器的冷卻裝置是起散熱的作用的。根據(jù)變壓器容量大小不同，采用不同的冷卻裝置。 對(duì)于小容量的變壓器，繞組和鐵芯所產(chǎn)生的熱量經(jīng)過變壓器油與油箱內(nèi)壁的接觸，

37、以及油箱外壁與外界冷空氣的接觸而自然地散熱冷卻，無須任何附加的冷卻裝置。若變壓器容量稍大些，可以在油箱外壁上焊接散熱管，以增大散熱面積。 對(duì)于容量更大的變壓器，則應(yīng)安裝冷卻風(fēng)扇，以增強(qiáng)冷卻效果。 當(dāng)變壓器容量在50000kva及以上時(shí)，則采用強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻器或強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻器。與前者的區(qū)別在于循環(huán)油路中增設(shè)一臺(tái)潛油泵，對(duì)油加壓以增加冷卻效果。這兩種強(qiáng)迫循環(huán)冷卻器的主要差別為冷卻介質(zhì)不同，前者為水，后者為風(fēng)。 7儲(chǔ)油柜（又稱油枕） 儲(chǔ)油柜位于變壓器油箱上方，通過氣體繼電器與油箱相通，如圖24。當(dāng)變壓器的油溫變化時(shí)，其體積會(huì)膨脹或收縮。儲(chǔ)油柜的作用就是保證油箱內(nèi)總是充滿油，并減小油面與空氣的接

38、觸面，從而減緩油的老化。8安全氣道（又稱防爆管）：位于變壓器的頂蓋上，其出口用玻璃防爆膜封住。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障，而氣體繼電器失靈時(shí)，油箱內(nèi)部的氣體便沖破防爆膜從安全氣道噴出，保護(hù)變壓器不受嚴(yán)重?fù)p害。9吸濕器：為了使儲(chǔ)油柜內(nèi)上部的空氣保持干燥，避免工業(yè)粉塵的污染，儲(chǔ)油柜通過吸濕器與大氣相通。吸濕器內(nèi)裝有用氯化鈣或氯化鉆浸漬過的硅膠，它能吸收空氣中的水分。當(dāng)它受潮到一定程度時(shí)，其顏色由藍(lán)色變?yōu)榉奂t色。 10氣體繼電器：位于儲(chǔ)油柜與箱蓋的聯(lián)管之間。在變壓器內(nèi)部發(fā)生故障（如絕緣擊穿、匝間短路、鐵芯事故等）產(chǎn)生氣體或油箱漏油等使油面降低時(shí)，接通信號(hào)或跳閘回路，保護(hù)變壓器。 11高、低壓絕緣套管：

39、變壓器內(nèi)部的高、低壓引線是經(jīng)絕緣套管引到油箱外部的，它起著固定引線和對(duì)地絕緣的作用。套管由帶電部分和絕緣部分組成。帶電部分包括導(dǎo)電桿、導(dǎo)電管、電纜或銅排。絕緣部分分外絕緣和內(nèi)絕緣。外絕緣為瓷管，內(nèi)絕緣為變壓器油、附加絕緣和電容性絕緣。 三、電力變壓器的型號(hào)及技術(shù)參數(shù) 1型號(hào)：變壓器的技術(shù)參數(shù)一般都標(biāo)在銘牌上。按照國家標(biāo)準(zhǔn)，銘牌上除標(biāo)出變壓器名稱、型號(hào)、產(chǎn)品代號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)、制造廠名、出廠序號(hào)、制造年月以外，還需標(biāo)出變壓器的技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)。需要標(biāo)出的技術(shù)數(shù)據(jù)見表2l。變壓器除裝設(shè)標(biāo)有以上項(xiàng)目的主銘牌外，還應(yīng)裝設(shè)標(biāo)有關(guān)于附件性能的銘牌，需分別按所用附件（套管、分接開關(guān)、電流互感器、冷卻裝置）的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)

40、列出。 變壓器的型號(hào)表示方法如圖25。例如：sfz10000110表示三相自然循環(huán)風(fēng)冷有載調(diào)壓，額定容量為 10000kva，高壓繞組額定電壓 110kv電力變壓器。 s916010表示三相油浸自冷式，雙繞組無勵(lì)磁調(diào)壓，額定容量160kva，高壓側(cè)繞組額定電壓為10kv電力變壓器。 sc831510表示三相干式澆注絕緣，雙繞組無勵(lì)磁調(diào)壓，額定容量315kva，高壓側(cè)繞組額定電壓為10kv電力變壓器。 s11m（r）100/10表示三相油浸自冷式，雙繞組無勵(lì)磁調(diào)壓，卷繞式鐵芯（圓截面），密封式，額定容量100kva，高壓側(cè)繞組額定電壓為10kv電力變壓器。 sh11m50/10表示三相油浸自冷式

41、，雙繞組無勵(lì)磁調(diào)壓，非晶態(tài)合金鐵芯，密封式，額定容量50kva，高壓側(cè)繞組額定電壓為10kva的電力變壓器。 電力變壓器可以按繞組耦合方式、相數(shù)、冷卻方式、繞組數(shù)、繞組導(dǎo)線材質(zhì)和調(diào)壓方式分類。但是，這種分類還不足以表達(dá)變壓器的全部特征，所以在變壓器型號(hào)中除要把分類特征表達(dá)出來外，還需標(biāo)記其額定容量和高壓繞組額定電壓等級(jí)。圖25是電力變壓器型號(hào)的表示方式。 一些新型的特殊結(jié)構(gòu)的配電變壓器，如非晶態(tài)合金鐵芯、卷繞式鐵芯和密封式變壓器；在型號(hào)中分別加以h、r和m表示。 2相數(shù) 變壓器分單相和三相兩種，一般均制成三相變壓器以直接滿足輸配電的要求。小型變壓器有制成單相的，特大型變壓器做成單相后，組成二相

42、變壓器組，以滿足運(yùn)輸?shù)囊蟆?3額定頻率 變壓器的額定頻率即是所設(shè)計(jì)的運(yùn)行頻率，我國為50hz。 4額定電壓 額定電壓是指變壓器線電壓（有效值），它應(yīng)與所連接的輸變電線路電壓相符合。我國輸變電線路的電壓等級(jí)（即線路終端電壓）為0.38、（3.6）、10、35、（63）、110、220、330、500（kv）。故連接于線路終端的變壓器（稱為降壓變壓器）其一次側(cè)額定電壓與上列數(shù)值相同。 考慮線路的電壓降，線路始端（電源端）電壓將高于等級(jí)電壓，35kv以下的要高5，35kv及以上的高10，即線路始端電壓為0.4、93.15、6.3）、10.5、38.5（69）、121、242、363、550（kv）

43、。故連接于線路始端的變壓器（即升壓變壓器），其二次側(cè)額定電壓與上列數(shù)值相同。 變壓器產(chǎn)品系列是以高壓的電壓等級(jí)區(qū)分的，為10kv及以下，20kv、35kv、（66kv）、110kv系列和220kv系列等。5額定容量 在變壓器銘牌所規(guī)定的額定狀態(tài)下，變壓器二次側(cè)的輸出能力（kva）。對(duì)于三相變壓器，額定容量是三相容量之和。 變壓器額定容量與繞組額定容量有所區(qū)別：雙繞組變壓器的額定容量即為繞組的額定容量；多繞組變壓器應(yīng)對(duì)每個(gè)繞組的額定容量加以規(guī)定，其額定容量為最大的繞組額定容量；當(dāng)變壓器容量由冷卻方式而變更時(shí)，則額定容量是指最大的容量。 變壓器額定容量的大小與電壓等級(jí)也是密切相關(guān)的。電壓低、容量大

44、時(shí)電流大，損耗增大；電壓高、容量小時(shí)絕緣比例過大，變壓器尺寸相對(duì)增大。因此，電壓低的容量必小，電壓高的容量必大。 6額定電流 變壓器的額定電流為通過繞組線端的電流，即為線電流（有效值）。它的大小等于繞組的額定容量除以該繞組的額定電壓及相應(yīng)的相系數(shù)（單相為1，三相為3）。 單相變壓器額定電流為：in=sn/ un （27）式中：in 分別為一、二次額定電流； sn 變壓器額定容量； un 分別為一、二次額定電壓。 三相變壓器額定電流為： in=sn/un （28） 三相變壓器繞組為y聯(lián)結(jié)時(shí)，線電流為繞組電流；d聯(lián)接時(shí)，線電流繞組電流。 7繞組聯(lián)接組標(biāo)號(hào) 變壓器同側(cè)繞組是按一定形式聯(lián)接的。 三相變

45、壓器或組成三相變壓器組的單相變壓器，則可以聯(lián)接成星形、三角形等。星形聯(lián)接是各相線圈的一端接成一個(gè)公共點(diǎn) （中性點(diǎn)），其接端子接到相應(yīng)的線端上；三角形聯(lián)接是三個(gè)相線圈互相串聯(lián)形成閉合回路，由串聯(lián)處接至相應(yīng)的線端。 星形、三角形、曲折形和聯(lián)接，現(xiàn)在對(duì)于高壓繞組分別用符號(hào)y、d、z表示；對(duì)于中壓和低壓繞組分別用符號(hào)y、d、z表示。有中性點(diǎn)引出時(shí)則分別用符號(hào)yn、zn和yn、zn表示。 變壓器按高壓、中壓和低壓繞組聯(lián)接的順序組合起來就是繞組的聯(lián)接組，例如：變壓器按高壓為d、低壓為yn聯(lián)接，則繞組聯(lián)接組為dyn（d yn11）； 8調(diào)壓范圍 變壓器接在電網(wǎng)上運(yùn)行時(shí)，變壓器二次側(cè)電壓將由于種種原因發(fā)生變化

46、，影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。因此變壓器應(yīng)具備一定的調(diào)壓能力。根據(jù)變壓器的工作原理，當(dāng)高、低壓繞組的匝數(shù)比變化時(shí)，變壓器二次側(cè)電壓也隨之變動(dòng)，采用改變變壓器匝數(shù)比即可達(dá)到凋壓的目的。變壓器調(diào)壓方式通常分為無勵(lì)磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種方式。當(dāng)二次側(cè)不帶負(fù)載，一次側(cè)又與電網(wǎng)斷開時(shí)的調(diào)壓為無勵(lì)磁調(diào)壓，在二次側(cè)帶負(fù)載下的調(diào)壓為有載調(diào)壓。 9空載電流 當(dāng)變壓器二次繞組開路，一次繞組施加額定頻率的額定電壓時(shí)，一次繞組中所流過的電流稱空載電流i0，變壓器空載合閘時(shí)有較大的沖擊電流。 10阻抗電壓和短路損耗 當(dāng)變壓器二次側(cè)短路，一次側(cè)施加電壓使其電流達(dá)到額定值，此時(shí)所施加的電壓稱為阻抗電壓uz,，變壓器從電源吸取的功

47、率即為短路損耗。以阻抗電壓以與額定電壓un之比的百分?jǐn)?shù)表示。即 uz uz/un x 100() (29)1電壓調(diào)整率 變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，由于變壓器內(nèi)部的阻抗壓降，二次電壓將隨負(fù)載電流和負(fù)載功率因數(shù)的改變而改變。電壓調(diào)整率即說明變壓器二次電壓變化的程度大小，為衡量變壓器供電質(zhì)量的數(shù)據(jù)，其定義為：在給定負(fù)載功率因數(shù)下（一般取0.8）二次空載電壓u2n和二次負(fù)載電壓u2之差與二次額定電壓u2n的比，即： u%=(u2n一u2)/u2nx100（） （210） 式中：u2n 二次額定電壓，即二次空載電壓； u2 二次負(fù)載電壓。 電壓調(diào)整率是衡量變壓器供電質(zhì)量好壞的數(shù)據(jù)。 12效率 變壓器的效率為輸出

48、的有功功率與輸入的有功功率之比的百分?jǐn)?shù)。通常中小型變壓器的效率約為90以上，大型變壓器的效率在95以上。 13溫升和冷卻方式 （l）溫升 變壓器的溫升，對(duì)于空氣冷卻變壓器是指測(cè)量部位的溫度與冷卻空氣溫度之差；對(duì)于水冷卻變壓器是指測(cè)量部位的溫度與冷卻器入口處水溫之差。 油浸式變壓器繞組和頂層油溫升限值：因?yàn)閍級(jí)絕緣在98時(shí)產(chǎn)生的絕緣損壞為正常損壞，而保證變壓器正常壽命的年平均氣溫是20，繞組最熱點(diǎn)與其平均溫度之差為13，所以繞組溫升限值為98201365k。 油正常運(yùn)行的最高溫度為95，最高氣溫為40，所以頂層油溫升限值為9540=55k。 （2）冷卻方式 變壓器的冷卻方式有多種，如干式自冷、油

49、浸風(fēng)冷等，各種方式適用于不同種類的變壓器。 第二節(jié) 變壓器運(yùn)行一、變壓器允許運(yùn)行方式 1允許溫度與溫升 變壓器運(yùn)行時(shí)，其繞組和鐵芯產(chǎn)生的損耗轉(zhuǎn)變成熱量，一部分被變壓器各部件吸收使之溫度升高，另一部分則散發(fā)到轉(zhuǎn)介質(zhì)中。當(dāng)散發(fā)的熱量與產(chǎn)生的熱量相等時(shí)，變壓器各部件的溫度達(dá)到穩(wěn)定，不再升高。 變壓器運(yùn)行時(shí)各部件的溫度是不同的，繞組溫度最高，鐵芯次之，變壓器油的溫度最低。為了便于監(jiān)視運(yùn)行中變壓器各部件的溫度，規(guī)定以上層油溫為允許溫度。 變壓器的允許溫度主要決定于繞組的絕緣材料。我國電力變壓器大部分采用a級(jí)絕緣材料。即浸漬處理過的有機(jī)材料。如紙、棉紗、木材等。對(duì)于a級(jí)絕緣材料，其允許最高溫度為105，由

50、于繞組的平均溫度一般比油溫高10，同時(shí)為了防止油質(zhì)劣化，所以規(guī)定變壓器上層油溫最高不超過 95。而在正常狀態(tài)下，為了使變壓器油不致過速氧化，上層油溫一般不應(yīng)超過85。對(duì)于強(qiáng)迫油循環(huán)的水冷或風(fēng)冷變壓器，其上層油溫不宜經(jīng)常超過75。 當(dāng)變壓器絕緣材料的工作溫度超過允許值時(shí)，其使用壽命將縮短。 變壓器的溫度與周圍環(huán)境溫度的差稱為溫升。當(dāng)變壓器的溫度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的溫升時(shí)稱為穩(wěn)定溫升。穩(wěn)定溫升大小與周圍環(huán)境溫度無關(guān)，它僅決定于變壓器損耗與散熱能力。所以，當(dāng)變壓器負(fù)載一定（即損耗不變），而周圍環(huán)境溫度不同時(shí)，變壓器的實(shí)際溫度就不同。我國規(guī)定周圍環(huán)境最高溫度為40。 對(duì)于a級(jí)絕緣的變壓器，在周圍環(huán)境最高溫度為

51、 40時(shí)，其繞組的允許溫升為65，而上層油溫則為55。所以變壓器運(yùn)行時(shí)上層油溫及其溫升不超過允許值，即可保證變壓器在規(guī)定的使用年限安全運(yùn)行。 2變壓器過負(fù)載能力 在不損害變壓器絕緣和降低變壓器使用壽命的前提下，變壓器在較短時(shí)間內(nèi)所能輸出的最大容量為變壓器的過負(fù)載能力。一般以過負(fù)載倍數(shù)（變壓器所能輸出的最大容量與額定容量之比）表示。 變壓器過負(fù)載能力可分為正常情況下的過負(fù)載能力和事故情況下的過負(fù)載能力。 （1）變壓器在正常情況下過負(fù)載能力 變壓器在正常運(yùn)行時(shí)，允許過負(fù)載是因?yàn)樽儔浩髟谝粫円箖?nèi)的負(fù)載有高峰、有低谷。低谷時(shí)，變壓器運(yùn)行的溫度較低。此外，在一年不同季節(jié)環(huán)境溫度也不同。所以變壓器可以在絕

52、緣及壽命不受影響的前提下。在高峰負(fù)載及冬季時(shí)可過負(fù)載運(yùn)行。 有關(guān)規(guī)程規(guī)定，對(duì)室外變壓器，總的過負(fù)載不得超過30，對(duì)室內(nèi)變壓器為20。 （2）變壓器在事故時(shí)過負(fù)載能力 當(dāng)電力系統(tǒng)或用戶變電站發(fā)生事故時(shí)，為保證對(duì)重要設(shè)備的連續(xù)供電，允許變壓器短時(shí)過負(fù)載的能力稱為事故過負(fù)載能力。 （3）變壓器允許短路 當(dāng)變壓器發(fā)生短路故障時(shí)，由于保護(hù)動(dòng)作和斷路器跳閘均需一定的時(shí)間，因此難免不使變壓器受到短路電流的沖擊。 變壓器突然短路時(shí)，其短路電流的幅值一般為額定電流的2530倍。因而變壓器的銅損將達(dá)到額定電流的幾百倍，故繞組溫度上升極快。目前，對(duì)繞組短時(shí)過熱尚無限制的標(biāo)準(zhǔn)。一般認(rèn)為，對(duì)繞組為銅線的變壓器溫度達(dá)到2

53、50是允許的，對(duì)繞組為鋁線的變壓器則為 200。而到達(dá)上述溫度所需時(shí)間大約為5s左右。此時(shí)繼電保護(hù)早已動(dòng)作，斷路器跳閘。因此，一般設(shè)計(jì)允許短路電流為額定電流的25倍。 3允許電壓波動(dòng)范圍 施加于變壓器一次繞組的電壓因電網(wǎng)電壓波動(dòng)而波動(dòng)。若電網(wǎng)電壓小于變壓器分接頭電壓，對(duì)變壓器本身無任何損害，僅使變壓器的輸出功率略有降低。 變壓器的電源電壓一般不得超過額定值的5。不論變壓器分接頭在任何位置，只要電源電壓不超過額定值的5，變壓器都可在額定負(fù)載下運(yùn)行。 二、變壓器并列運(yùn)行 并列運(yùn)行是將兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)繞組分別接于公共的母線上，同時(shí)向負(fù)載供電。其接線方法如圖26。1并列運(yùn)行的目的 （l）提高供電可行性 并列運(yùn)行時(shí)，如果其中一臺(tái)變壓器發(fā)生故障從電網(wǎng)中切除時(shí)，其余變壓器仍能繼續(xù)供電。 （2）提高變壓器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性 可根據(jù)負(fù)載的大小調(diào)整投人并列運(yùn)行的臺(tái)數(shù)，以提高運(yùn)行效率。 （3）可以減少總備用容量，并可隨著用電量的增加分批增加新的變壓器 二理想并列運(yùn)行的條件 1）變壓器的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)相同。 2）變壓器的電壓比相等（允許有5的差值）。 3）變壓器的阻抗電壓uz相等（允許有士10的差值）。 三、變壓器油及運(yùn)行 1變壓器油作用 變壓器油