第二章发电机变压器母线

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1、第二章第二章发电机、机、变压器、母器、母线1.概述概述电机机输入能量和入能量和输出能量至少有一个是出能量至少有一个是电能。能。1.1按作用分按作用分发电机：机械能机：机械能电能能电动机：机：电能能机械能机械能变压器：器：电能能电能能换流器：流器：电能能电能，但有不同波形，如交流能，但有不同波形，如交流直流直流变频器：器：电能能电能，但有不同能，但有不同频率率机和机械能有关，有机和机械能有关，有转动设备器静止的器静止的设备第一第一节同步同步发电机机1.3按速率分按速率分直流直流电机没有固定的同步速率机没有固定的同步速率变压器同步速率器同步速率为0异步异步电机速率小于同步速率机速率小于同步速率同步

2、同步电机速率等于同步速率机速率等于同步速率1.4基本定律基本定律全全电流流定定律律：磁磁场强度度的的线积分分等等于于闭合合回回路路所所包包围的的导体体电流流的的代代数和。数和。1.2按按电流分流分直流直流/交流交流电机机电磁感磁感应定律：定律：线圈中磁通圈中磁通变化，化，则线圈中有感圈中有感应电产生，大小生，大小为：e-Nd/dt（d/dt表征磁通表征磁通变化快慢化快慢）Hdl=I2.1同步同步发电机机结构构转子子:在在转子励磁子励磁绕组中中输入直流入直流电流，流，产生生转子磁子磁场。励磁励磁绕组集集电环和和电刷刷直流直流电源源同同轴直流直流发电机（励磁机（励磁机）机）定子：定子：导磁的定子磁

3、的定子铁芯和芯和导电的定子的定子绕组组成。（在定子成。（在定子线圈中通圈中通过电流流时，产生定子磁生定子磁场。）转子子绕组定子定子绕组定子定子转子子铁芯芯气隙气隙2同步同步发电机工作原理机工作原理左江左江左江左江240MW240MW240MW240MW发电发电机机机机转转子在吊装子在吊装子在吊装子在吊装发电机机转子子VGSVGS发电机机转子子2.2原原理理电磁感磁感应转子子由由原原动机机（汽汽轮机机/水水轮机机）拖拖动旋旋转，旋旋转的的转子子磁磁场，切切割定子割定子绕组，产生感生感应电势：eEmaxsinEmaxsint周期周期T：感：感应电势交交变一周的一周的时间，（，（S）频率率f：感：感

4、应电势每秒内交每秒内交变的次数，（的次数，（Hz）一一对磁极的磁极的发电机，机，转子子转动一周，一周，电势交交变一周一周fn（转速，速，转/S）两两对磁极的磁极的发电机，机，转子子转动一周，一周，电势交交变两周两周f2n（转速）速）P对磁极的磁极的发电机，机，转子子转动一周一周fPn（转速）速）转速速n（转/min）fPn/60标准准频率率50Hz，一，一对磁极，故磁极，故n3000转/min同步：同步：发电机的机的转速必速必须和交和交变电势每秒每秒钟变化的周速相同化的周速相同定子定子线圈是三相，如下圈是三相，如下图彼此彼此间隔隔1200eAEmaxsinteBEmaxsin（t-1200）e

5、CEmaxsin（t-2400）C-zA-xB-y3三相同步三相同步发电机机QFQS-200-2和和QFSS-200-2Q汽汽轮，F发电机，机，Q氢冷，冷，S水冷，水冷，200MW，两极，两极1对配套同配套同轴主、副励磁机主、副励磁机组参参见：大型汽：大型汽轮发电机机设计、制造与运行，制造与运行，汪耕等汪耕等编著著发电厂厂电气部分（第三版），王士政等合气部分（第三版），王士政等合编线圈圈绕组、定子、定子铁芯芯铜损、铁损发热温升控制温升控制冷却介冷却介质带走走热量量种种类：空气、：空气、氢气、氟利昂气体、气、氟利昂气体、绝缘油、水。油、水。性性质如表：如表：4国国产汽汽轮发电机机4.1冷却介冷却

6、介质的种的种类和性能和性能空气：易得，空气：易得，轴封要求低封要求低中小型中小型发电机机比重大，比重大，导热性差，助燃冷却效果低，通性差，助燃冷却效果低，通风损耗大，耗大，电晕放放电产生臭氧破坏生臭氧破坏绝缘氢气：理想（比重小气：理想（比重小导热好，比空气高好，比空气高30-35，电晕放放电不不产生臭氧），生臭氧），适合大机适合大机组缺点：爆炸，缺点：爆炸，轴封要求高，制封要求高，制氢设备水水：内冷和蒸内冷和蒸发冷却介冷却介质，导热能力极能力极强，水温易控制，水温易控制缺点物理化学特性要求高，系缺点物理化学特性要求高，系统复复杂大机大机组冷却方式：冷却方式：混合冷却混合冷却(水水氢氢；空；空氢

7、氢；双水内冷；双水内冷)4.2国国产机机组冷却方式冷却方式间接冷却：冷却介接冷却：冷却介质通通过绝缘层与与发热部分接触冷却部分接触冷却直接冷却：定子和直接冷却：定子和转子子绕组导线与冷却介与冷却介质直接接触，效率高直接接触，效率高定子定子铁芯芯氢冷冷定子定子导线直接水冷直接水冷转子子导线直接直接氢内冷内冷即：水即：水氢氢直接冷却系直接冷却系统氢发电机的机的风路系路系统，水水路系，水水路系统。相互独立。相互独立5.1风路系路系统（定子）（定子）闭路循路循环，防，防尘防潮，冷却介防潮，冷却介质不受不受环境温度影响，噪音隔离境温度影响，噪音隔离按气流沿定子流按气流沿定子流动的方向分的方向分为：周向分

8、区径向通周向分区径向通风、径向通、径向通风、轴向通向通风四四进五出径向五出径向闭路路风路系路系统定子定子铁芯芯102个个8mm径向通径向通风孔孔定子冷却均匀，定子冷却均匀，风阻小阻小转子子冷冷却却：气气隙隙取取气气、斜斜流流、导体体中中间铣孔内部冷却系孔内部冷却系统冷却器冷却器风扇扇定子定子铁芯芯转子子气隙气隙5冷却系冷却系统定子定子线圈水冷：制造圈水冷：制造时加入一定数量的空心加入一定数量的空心导线构成水路构成水路串串连双流水路双流水路:一个一个线圈一条水路，同圈一条水路，同侧进水和出水，阻力大水和出水，阻力大并并联单流水路流水路:一根一根线棒一条水路，一棒一条水路，一侧进水一水一侧出水，大

9、机出水，大机组串串连双流水路双流水路并并联单流水路流水路5.2水路系水路系统第二第二节变压器器1概概述述在在电力力系系统中中，变压器器使使用用的的数数量量多多而而且且容容量量大大（一一般般变压器器与与发电机的容量比机的容量比为6：17：1）。）。发电厂厂生生产的的电能能经升升压后后送送入入各各级枢枢纽电站站或或区区域域性性变电站站，经下下级变电所所层层降降压输送送给用用户使使用用。由由于于发电机机是是旋旋转电机机,电压不不能能做做得得太太高高(大大容容量量电机机通通常常为10.5Kv20Kv),因因此此需需要要输电变压器器将将发电机机的的电压升升高高到到输电电压(如如110Kv,220Kv,3

10、30Kv,500Kv等等),把把电能能输送送到到用用户区域后区域后,再用降再用降压变压器把器把电压降到降到配配电电压及用及用户需要的需要的电压。（发电机机电压较低低；大大电流流输电线损和和电压降降大大；输电电压高高:110kV，220kV，500kV升升压；用用户电压较低低降降压）2工作原理工作原理变压器器-利用利用电磁感磁感应原理。原理。变压器器是是从从一一个个电路路向向另另一一个个电路路传递电能能或或传输信信号号的的一一种种电器器，是是电力力系系统中中生生产，输送送，分分配配和和使使用用电能能的的重重要要装装置置，也也是是电力力拖拖动系系统和自和自动控制系控制系统中中电能能传递或作或作为信

11、号信号传输的重要元件。的重要元件。变压器器可可将将一一种种电压的的交交流流电能能变换为同同频率率的的另另一一种种电压的的交交流流电能。能。与与电源相源相连的的线圈，接收交流圈，接收交流电能，称能，称为一次一次绕组与与负载相相连的的线圈，送出交流圈，送出交流电能，称能，称为二次二次绕组变压器器的的主主要要部部件件是是一一个个铁心心和和套套在在铁心心上的两个上的两个绕组。设一次一次绕组：二次二次绕组：电压相量相量U1电压相量相量U2电流相量流相量I1电流相量流相量I2电动势相量相量E1电动势相量相量E2匝数匝数N1匝数匝数N2同同时交交链一次、二次一次、二次绕组的磁通量的相量的磁通量的相量为m,该

12、磁通量称磁通量称为主磁通。主磁通。请注意注意图中中各物理量的参考方向确定。各物理量的参考方向确定。假假设是理想是理想变压器，不器，不计一次、二次一次、二次绕组的的电阻阻和和铁耗，耗，其其间耦合系数耦合系数K=1的的变压器称之器称之为理想理想变压器器主磁通在一次主磁通在一次绕组和二次和二次绕组产生的感生的感应电动势为：e1(t)=-N1d/dte2(t)=-N2d/dt变压器器的的铁芯芯是是磁磁的的通通路路，线圈圈是是电的的通通路路。当当输入入线圈圈中中有有交交变电流流通通过时，该电流流首首先先建建立立磁磁势，此此磁磁势又又在在铁芯芯中中产生生交交变磁磁通通,这个个磁磁通通将将同同时穿穿过原原、

13、副副线圈圈，并并在在原原、副副线圈圈中中分分别感感应出出电势E1和和E2。由由于于通通过原原、副副线圈圈是是同同一一磁磁通通,所所以以在在原原、副副线圈圈中中的的每每一一匝匝中中产生的感生的感应电动势是相等的。即是相等的。即：不不计铁心心损失，根据能量守恒原理可得失，根据能量守恒原理可得由此得出一次、二次由此得出一次、二次绕组电压和和电流有效流有效值的关系的关系令令K=N1/N2，称，称为匝比（亦称匝比（亦称电压比），比），则若一次、二次若一次、二次绕组的的电压、电动势的瞬的瞬时值均按正弦均按正弦规律律变化，化，则有有讨论感感应电动势与主磁通的关系与主磁通的关系1)主磁通主磁通若若u1随随时间

14、按正弦按正弦规律律变化，化，则m也按正弦也按正弦规律律变化，化，设则对e1有：有：e1(t)=-N1dm/dt=-N1mcost=N1msin(t-90)=E1msin(t-90)而而对e2有：有：e2(t)=-N2dm/dt=-N2mcost=N2msin(t-90)=E2msin(t-90)所以所以e1和和e2也按正弦也按正弦规律律变化化磁通与电势的关系2)感感应电动势感感应电动势e1、e2在相位上滞后于在相位上滞后于m的的电角度是角度是90有效有效值是：是：3)相量表达式相量表达式根据上述根据上述讨论，有，有E1、E2的相量表达式的相量表达式为：磁通磁通FmFm与与电势E1E1、E2E2

15、的相量关系的相量关系铁心是心是变压器中主要的磁器中主要的磁路部分。通常由含硅量路部分。通常由含硅量较高，高，厚度厚度为0.35或或0.5mm，表面表面涂有涂有绝缘漆的漆的热轧或冷或冷轧硅硅钢片叠装而成片叠装而成铁心分心分为铁心柱和心柱和铁轭两两部分，部分，铁心柱套有心柱套有绕组；铁轭闭合磁路之用合磁路之用铁心心结构的基本形式有心构的基本形式有心式和壳式两种式和壳式两种3变压器的器的结构构简介介心式心式变压器器结构示意构示意图3.1铁心心3.2绕组绕组是是变压器的器的电路部分，路部分，它是用它是用纸包的包的绝缘扁扁线或或圆线绕成成以典型的油侵以典型的油侵式式电力力变压器器为例，例，其他其他结构部

16、件有构部件有:油箱、油箱、储油柜、油柜、散散热器、高器、高压绝缘管套以及管套以及继电保保护装置等外形如右装置等外形如右图所示。所示。油侵式油侵式电力力变压器器3.3其他其他结构部件构部件3.4变压器的种器的种类变压器按用途一般分器按用途一般分为电力力变压器和特种器和特种变压器两大器两大类电力力变压器可分器可分为:升升压变压器、降器、降压变压器、配器、配电变压器、器、联络变压器等器等特种特种变压器可分器可分为:整流整流变压器、器、电炉炉变压器、高器、高压试验变压器、控制器、控制变压器等器等变压器按相数可分器按相数可分为单相相变压器、三相器、三相变压器、双器、双绕组变压器、三器、三绕组变压器、自器

17、、自耦耦变压器、分裂器、分裂绕组变压器等器等不不论哪种形式的哪种形式的变压器，它器，它们的工作原理和基本构造是相同的。的工作原理和基本构造是相同的。根据系根据系统运行要求，各运行要求，各变压器特点和运器特点和运输条件来条件来选择变压器器类型，合理配置容量及台数。型，合理配置容量及台数。一般而言：一般而言：电力系力系统中中变压器大多采用三相式（器大多采用三相式（A、B、C三相），一台三相），一台三相三相变压器与三台器与三台单相相变压器器组成的成的变压器器组相比，它占地面相比，它占地面积小，小，运行运行电能能损耗小，在容量相同情况下，耗小，在容量相同情况下，单相相变压器比三相器比三相变压器所器所消

18、耗的金属材料多，因此，在可能情况下，一般消耗的金属材料多，因此，在可能情况下，一般选择三相三相变压器。器。但当运但当运输条件受限制，或需容量很大的条件受限制，或需容量很大的变压器器时，应选择单相相变压器。器。在在满足足电力系力系统正常运行情况下，尽量减少正常运行情况下，尽量减少变压器台数，提器台数，提高高单台容量，以便降低投台容量，以便降低投资成本，减少配成本，减少配电设备。发电机一机一变压器器单元接元接线中的主中的主变压器容量器容量应与与该单元中元中发电机的容量匹配，另外，机的容量匹配，另外，对联络变压器的器的选择，应按高、中按高、中压电网网正常与正常与检修状修状态下可能出下可能出现的最大功

19、率交的最大功率交换确定容量。确定容量。(1)额定容量定容量Se：额定定工工作作状状况况下下变压器器输出出能能力力的的保保证值，kVA三三相相变压器器为三三相相的的总和。和。(2)额定定电压Ue：各各绕组在在空空载、额定定分分接接头下下端端电压的的保保证值，三三相相变压器器的的电压是指是指线电压(3)额定定电流流Ie：根据根据额定容量和定容量和电压计算的算的线电流。流。单相相变压器的一次、二次器的一次、二次绕组的的额定定电流流为I1e=Se/U1eI2e=Se/U2e三相三相变压器的一次、二次器的一次、二次绕组的的额定定电流流为I1e=Se/U1eI2e=Se/U2e(4).额定定频率率我国工我

20、国工业用用电频率率为50HZ4变压器器铭牌和牌和额定定值变压器器的的参参数数有有额定定容容量量、频率率、电压、电流流、短短路路电压百百分分比比ud、空、空载电流百分比流百分比io、短路、短路损耗耗空空载损耗耗等。等。变压器短路器短路电压百分百分值ud非常重要：非常重要：它表示它表示变压器器满载运行下运行下电压损失百分失百分值，从保，从保证正常供正常供电电压质量考量考虑，希望，希望u，愈小愈好；，愈小愈好；正比于短路正比于短路电抗抗标准准值（以（以变压器自身器自身额定定电压和容量和容量为基准）。基准）。当两台当两台变压器器电压及容量相同及容量相同时，ud愈大，其有名愈大，其有名电抗愈大，抗愈大，

21、对限制短限制短路路电流有利。当流有利。当电压相同，容量不同相同，容量不同时，容量愈大有名，容量愈大有名电抗愈小，抗愈小，对限限制短路制短路电流不利。因此，流不利。因此，变压器制造器制造规范范规定定10kV35kV小容量小容量变压器器的短路的短路电压百分百分值为4.55.5，对于于220500kV大容量大容量变压器的短路器的短路电压百百分分值为12-14。即随。即随变压器容量的增加，其短路器容量的增加，其短路电压百分百分值也增加。也增加。变压器空器空载电流百分流百分值代表代表变压器的励磁无功器的励磁无功损耗，随耗，随变压器器电压和容量的提高而减小。和容量的提高而减小。变压器的有功器的有功损耗包括

22、耗包括铜耗和耗和铁耗。耗。铜耗正比于耗正比于电流的平方，流的平方，铁耗耗的大小取决于的大小取决于电压。电力系力系统中中变压器安装容量很大，其器安装容量很大，其铁耗与耗与负荷大荷大小无关，小无关，变压器的能量器的能量损耗是耗是电力系力系统电能能损耗的主要部分，它占耗的主要部分，它占发电能量的能量的7左右。左右。强迫循迫循环油水冷却系油水冷却系统如如图。油水冷却器油水冷却器冷冷却却水水源源工工业水水、生活水和循生活水和循环水水冷却冷却变压器器线圈。圈。微微量量水水也也会会严重重影影响响油油的的绝缘性性能能密密封。封。变压器器滤网网油油泵出水出水进水水冷油器冷油器5变压器冷却系器冷却系统66发电发电

23、厂厂厂厂变电变电所主所主所主所主变压变压器的器的器的器的选择选择6.16.1确定主确定主确定主确定主变压变压器容量、台数的原器容量、台数的原器容量、台数的原器容量、台数的原则则 发电发电厂主厂主厂主厂主变压变压器容量、台数的原器容量、台数的原器容量、台数的原器容量、台数的原则则 变电变电所主所主所主所主变压变压器容量、台数的原器容量、台数的原器容量、台数的原器容量、台数的原则则6.26.2变压变压器型式的器型式的器型式的器型式的选择选择原原原原则则 相数的确定相数的确定相数的确定相数的确定 绕组绕组数的确定数的确定数的确定数的确定 调压调压方式的确定方式的确定方式的确定方式的确定 绕组绕组接接

24、接接线组别线组别的确定的确定的确定的确定 冷却方式的确定冷却方式的确定冷却方式的确定冷却方式的确定6.16.1发电发电厂主厂主厂主厂主变压变压器容量、台数的原器容量、台数的原器容量、台数的原器容量、台数的原则则 主主变压器容量、台数直接影响主接器容量、台数直接影响主接线的的形式和配的的形式和配电装置的装置的结构。构。它的确定它的确定应综合各种因素合各种因素进行分析，做出合理的行分析，做出合理的选择。6.1.1具有具有发电机机电压母母线接接线的主的主变压器容量、台数器容量、台数的确定的确定1）当）当发电机机电压母母线上上负荷最小荷最小时，能将，能将发电机机电压母母线上的剩余上的剩余有功和无功容量

25、送入系有功和无功容量送入系统。2）当接在）当接在发电机机电压母母线上最大一台上最大一台发电机机组停用停用时，主，主变压器器应能从系能从系统中倒送功率。中倒送功率。3）根据系）根据系统经济运行的要求（如水运行的要求（如水电站充分利用丰水季站充分利用丰水季节的水能）的水能）而限制本厂而限制本厂输出功率出功率时，能供，能供给发电机机电压的最大的最大负荷。荷。 4）发电机机电压母母线与系与系统连接的接的变压器一般器一般为两台。两台。对小型小型发电厂，厂，接在接在发电机机电压母母线上的主上的主变压器宜器宜设置一台。置一台。对装装设两台或以上两台或以上主主变压器的器的发电厂，当其中容量最大的一台因故退出运

26、行厂，当其中容量最大的一台因故退出运行时，其它，其它主主变压器在允器在允许正常正常过负荷范荷范围内，内，应能能输送母送母线剩余功率的剩余功率的70%以上。以上。6.1.2单元接元接线的主的主变压器容量的确定器容量的确定单元接元接线时变压器容量器容量应按按发电机的机的额定容量扣除本机定容量扣除本机组的厂用的厂用负荷后，留有荷后，留有10%的裕度来确定。采用的裕度来确定。采用扩大大单元元时，应尽可能采用尽可能采用分裂分裂绕组变压器，其容量亦器，其容量亦应等于按上述（等于按上述（1）或（）或（2）算出的两台）算出的两台发电机容量之和。机容量之和。6.1.36.1.3变电变电所主所主所主所主变压变压器

27、容量的确定器容量的确定器容量的确定器容量的确定1）主）主变压器容量一般按器容量一般按变电所建成后所建成后510年的年的规划划负荷荷选择，并适当考，并适当考虑到到远期期1020年的年的负荷荷发展。展。对于城郊于城郊变电所，主所，主变压器容量器容量应与城市与城市规划相划相结合。合。2）根据）根据负荷的性荷的性质和和电网的网的结构来确定主构来确定主变压器的容量。器的容量。对重要重要变电所，所，应考考虑当一台主当一台主变压器停运器停运时，其余，其余变压器器容量在容量在计及及过负荷能力允荷能力允许时间内，内，应满足足类及及负荷的供荷的供电；对一般性一般性变电所，当一台主所，当一台主变压器停运器停运时，其

28、余，其余变压器器容量容量应能保能保证全部全部负荷的荷的7080%。 6.1.46.1.4变电变电所主所主所主所主变压变压器台数的确定器台数的确定器台数的确定器台数的确定1）对城市郊区的一次城市郊区的一次变电所，在中、低所，在中、低压侧已构已构成成环网的情况下，网的情况下，变电所以装所以装设两台主两台主变压器器为宜。宜。2）对地区性孤立的一次地区性孤立的一次变电所或大型工所或大型工业专用用变电所，可考所，可考虑装装设3台主台主变压器。器。3）对不重要的不重要的较低低电压等等级的的变电所，可以只装所，可以只装设一台主一台主变压器。器。6.2.16.2.1变压变压器相数的确定器相数的确定器相数的确定

29、器相数的确定电力力变压器按相数可分器按相数可分为单相相变压器和三相器和三相变压器两器两类，三，三相相变压器与同容量的器与同容量的单相相变压器器组相比相比较，价格低、占地面，价格低、占地面积小，小，而且运行而且运行损耗减少耗减少1215。因此，在。因此，在330kV及以下及以下电力系力系统中，中，一般都一般都选用三相用三相变压器。但是，随着器。但是，随着电压的提高，容量的增大，的提高，容量的增大，变压器的外形尺寸及重量均会增大，可能会出器的外形尺寸及重量均会增大，可能会出现由制造厂到由制造厂到发电厂（或厂（或变电所）的运所）的运输困困难：如隧洞的高度、：如隧洞的高度、桥梁的承梁的承载能力不能力不

30、足等。若受到限制足等。若受到限制时，则宜宜选用两台小容量的三相用两台小容量的三相变压器取代一器取代一台大容量的三相台大容量的三相变压器，或者器，或者选用用单相相变压器器组。6.26.2变压变压器型式的器型式的器型式的器型式的选择选择原原原原则则6.2.26.2.2变压变压器器器器绕组绕组数的确定数的确定数的确定数的确定 变压器按其器按其绕组数可分数可分为双双绕组普通式、三普通式、三绕组式、自耦式以及式、自耦式以及低低压绕组分裂式等型式。当分裂式等型式。当发电厂只升高一厂只升高一级电压时或或35kV及以下及以下电压的的变电所，可所，可选用双用双绕组普通式普通式变压器。当器。当发电厂有两厂有两级升

31、高升高电压时，常使用三，常使用三绕组变压器作器作为联络变压器，其主要作用是器，其主要作用是实现高、中高、中压的的联络。其低。其低压绕组接成三角形抵消三次接成三角形抵消三次谐波分量。波分量。110kV及以上及以上电压等等级的的变电所中，也所中，也经常使用三常使用三绕组变压器作器作联络变压器。当中器。当中压为中性点不直接接地中性点不直接接地电网网时，只能，只能选用普通三用普通三绕组变压器。自耦器。自耦变压器特点是其中两个器特点是其中两个绕组除有除有电磁磁联系外，在系外，在电路上也有路上也有联系。系。6.2.36.2.3变压变压器器器器调压调压方式的确定方式的确定方式的确定方式的确定 通通过切切换变

32、压器的分接器的分接头开关，改开关，改变变压器高器高压绕组的匝数，从的匝数，从而改而改变其其变比，比，实现电压调整。切整。切换方式有两种：一种是不方式有两种：一种是不带电压切切换，称，称为无激磁无激磁调压，调整范整范围通常在通常在22.5以内；另一种是以内；另一种是带负荷切荷切换，称，称为有有载调压，调整范整范围可达可达30，其，其结构复构复杂，价格，价格较贵。一、一、发电厂在以下情况厂在以下情况时，宜，宜选用有用有载调压变压器：器：1）当潮流方向不固定，且要求）当潮流方向不固定，且要求变压器副器副边电压维持在一定水平持在一定水平时；2）具有可逆工作特点的）具有可逆工作特点的联络变压器，要求母器

33、，要求母线电压恒定恒定时；3）发电机机经常在低功率因数下运行常在低功率因数下运行时。 1）地方）地方变电所、工厂、企所、工厂、企业的自用的自用变电所所经常出常出现日日负荷荷变化幅度很大的情况化幅度很大的情况时，又要求，又要求满足足电能能质量往往需要装量往往需要装设有有载调压变压器；器；2）330kV及以上及以上变电站，站，为了了维持中、低持中、低压电压水平需要水平需要装装设有有载调压变压器；器；3）110kV及以下的无人及以下的无人值班班变电站，站，为了了满足遥足遥调的需要的需要应装装设有有载调压变压器。器。二、二、变电所在以下情况所在以下情况时，宜，宜选用有用有载调压变压器器 6.2.46.

34、2.4变压变压器器器器绕组绕组接接接接线组别线组别的确定的确定的确定的确定 我国我国110kV及以上及以上电压，变压器三相器三相绕组都采用都采用“YN”联接；接；35kV采用采用“Y”联接，其中性点多通接，其中性点多通过消弧消弧线圈接地；圈接地；35kV以下高以下高压电压，变压器三相器三相绕组都采用都采用“D”联接。因此，普通双接。因此，普通双绕组一般一般选用用YN，d11接接线；三；三绕组变压器一般接成器一般接成YN，y，d11或或YN，yn，d11等形式。近年等形式。近年来，也有采用全星形接来，也有采用全星形接线组别的的变压器，即器，即变压器高、中、低三器高、中、低三侧均接均接成星形。成星

35、形。这种接种接线零序零序组抗大，有利于限制短路抗大，有利于限制短路电流，也便于在中性点流，也便于在中性点处连接消弧接消弧线圈。缺点是正弦波圈。缺点是正弦波电压波形波形发生畸生畸变，并，并对通信通信设备产生生干干扰，同，同时对继电保保护整定的准确度和灵敏度均有影响。整定的准确度和灵敏度均有影响。6.2.56.2.5变压变压器冷却方式的器冷却方式的器冷却方式的器冷却方式的选择选择 变压器的冷却方式主要有自然器的冷却方式主要有自然风冷却、冷却、强迫空迫空气冷却、气冷却、强迫油循迫油循环水冷却、水冷却、强迫油循迫油循环风冷却、冷却、强迫油循迫油循环导向冷却、水内冷向冷却、水内冷变压器、器、SF6充气式

36、充气式变压器等。器等。第三第三节封封闭母母线发电机机电压较低（低（27KV），但要求功率很大），但要求功率很大则导致致电流极大流极大如：如：200MW机机组:8625A300MW机机组:11320A600MW机机组:23000A1300MW机机组:36000A一、母一、母线材料材料1.铜母母线铜电阻阻率率低低，约为0.0178。机机械械强度度高高，抗抗腐腐蚀能能力力强，是是很很好好的的导线材料，但价格材料，但价格贵，属稀有金属。，属稀有金属。2.铝母母线铝电阻阻率率比比铜电阻阻率率大大，约为0.029。储量量大大，比比重重小小，加加工工方方便便，价价格便宜。格便宜。3.钢母母线电阻率大（比阻率

37、大（比铜大大7倍），倍），仅用于小用于小电流（流（200A）。但机械）。但机械强度高。度高。二、母二、母线截面形状截面形状1.矩形截面矩形截面积边长：b/h=1/51/12bh优点：在相同的截面点：在相同的截面积下，矩形截面有最大的周下，矩形截面有最大的周长，散，散热性能好。性能好。周周长=16面面积=164444周周长=20面面积=168822（一）矩形截面（一）矩形截面2.由由于于交交流流集集肤肤效效应（表表面面电流流比比中中间电流流大大，即即集集中中在在电线表表面面流流过）的影响，矩形截面的影响，矩形截面电阻小，阻小，损耗小。耗小。3.矩形截面比矩形截面比圆形容形容许通通过的的电流大流大

38、4.缺点：矩形不能做得太薄，否缺点：矩形不能做得太薄，否则机械机械强度度变差。差。（二）（二）圆形截面形截面但但矩矩形形母母线有有角角，易易引引起起尖尖端端放放电，故故广广泛泛采采用用圆形形母母线；又又因因为集肤效集肤效应，故又可把母，故又可把母线中中间部分去掉，部分去掉，变为管形母管形母线。另另外外，把把很很多多小小圆导线绞在在一一起起，使使有有效效直直径径增增大大，强度度增增加加，导流量增大。流量增大。1.1热损失失导体通体通过大大电流后，由于各种流后，由于各种损耗会引起耗会引起发热这些些损耗来源于：耗来源于：导体本身及其接触体本身及其接触连接部分通接部分通过电流流电阻上阻上产生功率生功率

39、损耗。耗。导体体周周围的的铁磁磁物物质（如如支支持持导体体和和设备的的金金属属构构架架等等），在在导体大体大电流流产生的交生的交变磁磁场作用下，因磁滞和作用下，因磁滞和涡流流产生功率生功率损耗耗导体的体的绝缘材料，在材料，在强电场作用下作用下产生的介生的介质损耗。耗。损耗耗几几乎乎全全部部变成成热能能，从从而而使使导体体的的温温度度升升高高。后后果果：强度度、绝缘、连接部位氧化接部位氧化1大大电流敞开式母流敞开式母线存在的存在的问题以上以上问题用常用常规方法方法难于解决。于解决。封封闭母母线：采用外壳将母：采用外壳将母线封封闭。塑料外壳无塑料外壳无电场屏蔽作用。金属外壳屏蔽作用。金属外壳应用用

40、较多多作作用用：防防止止触触电、防防金金属属落落物物短短路路、防防尘污染染、外外壳壳感感应环流流减减小小短路短路时电流、抵消母流、抵消母线外壳周外壳周围磁磁场1.2短路短路发电机机、主主变、厂厂变之之间发生生相相间短短路路，电流流大大电动力力大大母母线和和绝缘支撑支撑强度有限、度有限、发电机本身机本身损坏。坏。2封封闭母母线种种类2.1合相封合相封闭母母线三相共用一个外壳，相三相共用一个外壳，相间有有/无隔板无隔板适用容量小、适用容量小、污秽重的地方重的地方隔板作用：隔板作用：消除相消除相间短路、减小母短路、减小母线相相间电动力、减小力、减小钢结构感构感应热2.2分相封分相封闭母母线大容量机大

41、容量机组普遍采用普遍采用2.2.1外壳分段外壳分段绝缘的分相封的分相封闭母母线外壳外壳46m为一段，段一段，段间橡胶橡胶绝缘防止外壳段防止外壳段间轴向向电流流每段只允每段只允许一点接地一点接地防止感防止感应电压危害危害作用：外壳屏蔽磁作用：外壳屏蔽磁场，母，母线电动力减小、力减小、钢结构感构感应损耗小，耗小，外壳之外壳之间距离小距离小壳壳间电动力增大力增大外壳在外壳在电气上是气上是连续的的导体，两端用体，两端用铝板板连接并接地。接并接地。外外壳壳感感应环流流与与母母线电流流大大小小相相近近、方方向向相相反反，壳壳外外磁磁场仅10，钢结构构感感应损耗耗极极小小，对母母线短短路路电流流磁磁场屏屏蔽

42、蔽效效果果好好，母母线电动力力仅25。2.2.2外壳全外壳全连式分相封式分相封闭母母线2.2.3外壳分段全外壳分段全连式分相封式分相封闭母母线 外外壳壳穿穿墙、厂厂用用电分分支支处分分段段，橡橡胶胶波波纹管管或或者者铝外外壳壳活活动节连接，接，补偿作用作用 3.1母母线的的连接接 母母线和和发电机、主机、主变压器普遍用器普遍用铜辫子子软连接接隔离振隔离振动、补偿 热胀冷冷缩、基、基础下沉。下沉。铜辫子在子在100100度老化度老化问题。 母母线与厂用与厂用变压器之器之间电流小流小槽形母槽形母线连接。接。 3.2外壳伸外壳伸缩节 3.2.1橡胶波橡胶波纹管管 绝缘、但无屏蔽作用，易老化、但无屏蔽

43、作用，易老化 3.2.2活活动铝外壳外壳 连接接处为迷迷宫式橡胶式橡胶垫绝缘、密封、屏蔽、密封、屏蔽3封封闭母母线特点特点3.2.3铝波波纹管管多多片片薄薄铝板板焊接接为同同心心圆，挤压成成形形，与与母母线外外壳壳焊接接连续导体体，工工艺要求高要求高3.3支持支持绝缘子（瓷瓶）子（瓷瓶）支持方式：支持方式：单个个绝缘子固定在外壳上（子固定在外壳上（刚性）性）弯曲弯曲应力力单个个绝缘子子经弹性板固定在外壳上性板固定在外壳上三个三个绝缘子成子成120度，抗度，抗压效果好效果好3.4密封与防潮密封与防潮负荷荷变化化壳壳内内气气体体温温度度、体体积变化化壳壳内内结露露、灰灰尘、水水分分密密封圈封圈防潮

44、：排水孔、硅胶吸水防潮：排水孔、硅胶吸水全全连式分相封式分相封闭母母线的的优点是：点是： （1 1）运运行行可可靠靠性性高高。避避兔兔了了外外界界自自然然环境境对母母线及及其其绝缘子子的的粉粉尘污染，消除了母染，消除了母线相相间短路的可能性。短路的可能性。 （2 2）可可有有效效地地减减小小母母线短短路路时母母线间的的电动力力。外外壳壳与与母母线形形成成相相当当于于1 1：l l的的空空心心变压器器。外外壳壳涡流流和和环流流磁磁场的的强烈烈去去磁磁作作用用壳壳内内磁磁场大大为减弱减弱有效地减小了短路有效地减小了短路时母母线的的电动力。力。 （3 3）可）可显著地减小母著地减小母线附近附近钢构的

45、构的发热。 （4 4）外壳多点接地可保）外壳多点接地可保证人体触及人体触及时的安全。的安全。 （5 5）维护工作量工作量较小小 （6 6）母母线和和外外壳壳之之间可可兼兼作作强迫迫冷冷却却介介质的的通通道道，可可大大大大提提高高母母线的的载流量。流量。 全全连式分相封式分相封闭母母线的缺点是：的缺点是： （1 1）母）母线的自然散的自然散热条件条件较差。差。 （2 2）外壳会）外壳会发热产生生损耗。耗。 （3 3）有色金属消耗）有色金属消耗较多，投多，投资校大。校大。3.5优点和缺点点和缺点发电机工作原理机工作原理在在转子子线圈圈中中，通通以以励励磁磁电流流（直直流流电）产生生转子子磁磁场，其

46、其方方向向由由右右手手定定则规定定（产生生电）。转子子在在外外力力的的作作用用下下旋旋转时（如如汽汽轮机机带动），转子子磁磁场形形成成旋旋转磁磁场，切切割割定定子子线圈圈（即即切切割割磁磁力力线），使使磁磁通通方方向向发生生变化化。转子子旋旋转一一周周，定定子子线圈圈中中感感应电势的的方方向向就就改改变一一次次，即即产生生交交变感感应电势。此此时，定定子子线圈圈外外接接负载形形成成回回路路，则定定子子线圈圈中就有中就有电流流流流过，也会，也会产生一个定子磁生一个定子磁场。供供给转子子线圈直流圈直流电是一台与是一台与发电机机转子同子同轴的励磁的励磁发电机。机。电动机工作原理机工作原理若若在在定定子子线圈圈中中通通以以交交流流电，产生生交交变定定子子磁磁场，再再把把转子子接接一一定定负载，形形成成闭合合回回路路，则转子子线圈圈回回路路中中就就有有电流流通通过，根根据据左左手手定定则（产生生力力），则会会产生生一一个个电动力力，在在电动力力的的作作用用下下，转子子就就会会转动。此种状。此种状态就是就是电动机状机状态（此（此时，定子磁，定子磁场超前于超前于转子磁子磁场）。）。