變壓器結構和原理

1、關于變壓器結構與原理feifei45第1頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，星期四feifei45變壓器是一種靜止的電氣設備，它通過電磁感應的作用，把一種電壓的交流電能變換成頻率相同的另一種電壓的交流電能。在電力系統(tǒng)中和生產(chǎn)生活中，變壓器應用非常廣泛。第2頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，星期四feifei45 油浸式變壓器在電力系統(tǒng)使用最為廣泛，三相油浸式電力變壓器的外形如圖 。其基本結構可分成以下幾個部分：鐵心、繞組、絕緣套管、油箱及其他附件等。 鐵心和繞組是變壓器的主要部件，稱為器身，如圖 ，器身放在油箱內部。第3頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，

2、星期四feifei45變壓器是通過電磁感應實現(xiàn)兩個電路之間能量的，因此它必須具有電路和磁路兩個基本部分。作為電路的是兩個或幾個匝數(shù)不同且彼此絕緣的繞組，作為磁路的是一個閉合鐵心。第4頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，星期四feifei45 變壓器是由套在閉合鐵心上的原、副兩線圈組成 一、變壓器的結構 第5頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，星期四feifei45鐵心（磁路部分）鐵心的材料為了提高磁路的導磁性能，減小鐵心中的磁滯、渦流損耗，鐵心一般采用高磁導率的鐵磁材料0.350.5mm厚的硅鋼片疊成。變壓器用的硅鋼片其含硅量比較高。硅鋼片的兩面均涂以絕緣漆，這樣可使疊

3、裝在一起的硅鋼片相互之間絕緣。第6頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，星期四feifei45（2）鐵心形式鐵心是變壓器的主磁路，電力變壓器的鐵心主要采用心式結構 ，它是將A、B、C三相的繞組分別放在三個鐵心柱上，三個鐵心柱由上、下兩個鐵軛連接起來，構成閉合磁路。如圖第7頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，星期四feifei45繞組繞組是變壓器的電路部分，它是由銅或鋁的絕緣導線繞制而成。為了便于絕緣，低壓繞組靠近鐵心柱，高壓繞組套在低壓繞組外面。第8頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，星期四feifei45油箱油浸式變壓器均要有一個油箱，裝入變壓器油后，將組裝

4、好的器身裝入其中，以保證變壓器正常工作。變壓器油用作加強變壓器內部絕緣強度和散熱作用。第9頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，星期四feifei45儲油柜變壓器在運行中，隨著油溫的變化，油的體積會膨脹和收縮，為了減少油與外界空氣的接觸面積，減小變壓器受潮和氧化的概率，通常在變壓器上部安裝一個儲油柜（俗稱油枕）。第10頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，星期四feifei45呼吸器變壓器隨著負荷和氣溫變化，各變壓器油溫不斷變化，這樣油枕內的油位隨著整個變壓器油的膨脹和收縮而發(fā)生變化，為了使潮氣不能進入油枕使油劣化，將油枕用一個管子從上部連通到一個內裝硅膠的干燥器（俗稱呼吸

5、器），硅膠對空氣中水份具有很強的吸附作用，干燥狀態(tài)狀態(tài)為蘭色，吸潮飽和后變?yōu)榉奂t色。吸潮的硅膠可以再生。第11頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，星期四feifei45冷卻器直接裝配在變壓器油箱壁上，對于強迫油循環(huán)風冷變壓器，電動泵從油箱頂部抽出熱油送入散熱器管簇中，這些管簇的外表受到來自風扇的冷空氣吹拂，使熱量散失到空氣中去，經(jīng)過冷卻后的油從變壓器油箱底部重新回到變壓器油箱內。無論電動泵裝在冷卻器上部還是下部，其作用是一樣的。第12頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，星期四feifei45絕緣套管變壓器繞組的引出線從油箱內部引到箱外時必須經(jīng)過絕緣套管，使引線與油箱絕緣

6、。絕緣套管一般是陶瓷的，其結構取決于電壓等級。1kV以下采用實心磁套管，1035kV采用空心充氣或充油式套管，110kV及以上采用電容式套管。為了增大外表面放電距離，套管外形做成多級傘形裙邊。電壓等級越高，級數(shù)越多。第13頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，星期四feifei45分接開關變壓器常用改變繞組匝數(shù)的方法來調壓。一般從變壓器的高壓繞組引出若干抽頭，稱為分接頭，用以切換分接頭的裝置叫分接開關。分接開關分為無載調壓和有載調壓兩種，前者必須在變壓器停電的情況下切換；后者可以在變壓器帶負載情況下進行切換。分接開關安裝在油箱內，其控制箱在油箱外，有載調壓分接開關內的變壓器油是完全獨

7、立的，它也有配套的油箱、瓦斯繼電器、呼吸器。第14頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，星期四feifei45壓力釋放閥當變壓器內部發(fā)生嚴重故障而產(chǎn)生大量氣體時，油箱內壓力迅速增加，為防止變壓器發(fā)生爆炸，油箱上安裝壓力釋放閥。第15頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，星期四feifei45氣體繼電器氣體繼電器又稱為瓦斯繼電器，是變壓器的一種保護裝置，安裝在油箱與儲油柜的連接管道中，當變壓器內部發(fā)生故障時（如絕緣擊穿、匝間短路、鐵芯事故、油箱漏油使油面下降較多等）產(chǎn)生的氣體和油流，迫使氣體繼電器動作。輕者發(fā)出信號，以便運行人員及時處理。重者使斷路器跳閘，以保護變壓器。第16

8、頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，星期四feifei45二、變壓器的工作原理簡單的說，變壓器的工作原理就是電磁感應原理，也就是“動電生磁，動磁生電”的過程。第17頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，星期四feifei45跟電源連接的線圈叫原線圈，也叫初級線圈，跟負載連接的線圈叫副線圈，也叫次級線圈，兩線圈由絕緣導線繞制，鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成U1n1n2U2U1U2電路中的符號 第18頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，星期四feifei45第19頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，星期四feifei45第20頁，共30頁，2022年

9、，5月20日，3點7分，星期四feifei45變壓器的變壓原理 （1）電動勢關系 由于電磁感應現(xiàn)象，原、副線圈中具有相同的t根據(jù)電磁感應定律有：所以，第21頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，星期四feifei45（2）電壓關系 如果不計原、副線圈的電阻，則有 ：所以：n2 n1時，U2U1，這種變壓器叫做升壓變壓器 n2 n1時，U2U1，這種變壓器叫做降壓變壓器 所以，只要匝數(shù)不同，就可得到不同輸出電壓，這就變壓器的變壓原理。第22頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，星期四feifei45（）電流關系 由于不存在各種電磁能量損失，輸入功率等于輸出功率 P1=P2，即

10、：U1I1= U2I2所以：變壓器高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小，可用較細的導線繞制，低壓線圈匝數(shù)少而通過電流大，應用較粗的導線繞制第23頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，星期四feifei45需要注意：變壓器能不能變換直流？ 變壓器雖能改變電壓、電流，但不能改變功率和頻率，輸入功率總等于輸出的總功率，次級交變電流的頻率總等于初級交變電流的頻率第24頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，星期四feifei45小結：變壓器由套在閉合鐵芯上的原、副線圈組成，電磁感應是變壓器工作的基礎.對于理想變壓器有：P1=P2 , 第25頁，共30頁，2022年，5月20日，3點7分，星期四feifei45習題：1、變壓器能否用來變直流？ 2、敘述的變壓器基本結構與原理。第26頁，共30頁，2022年，5月20日，