《電機(jī)技術(shù)應(yīng)用》課件 1.1.1 變壓器的結(jié)構(gòu)

變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器認(rèn)識變壓器大家認(rèn)識這些變壓器嗎？大家認(rèn)識這些變壓器嗎？電源變壓器電力變壓器接觸調(diào)壓器三相干式變壓器認(rèn)識變壓器升壓變壓器降壓變壓器概述

變壓器是通過電磁感應(yīng)原理傳輸電能或電信號的設(shè)備，它具有變壓、變流和變阻抗的作用。變壓器的種類很多，應(yīng)用十分廣泛，比如在電力系統(tǒng)中用電力變壓器將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓升高后進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，到達(dá)目的地后再用變壓器將電壓降低一邊用戶使用，以此減少傳輸過程中電能的損耗；在電子設(shè)備和儀器中常用小功率電源變壓器改變市電電壓，再通過整流和濾波，得到電路所需要的直流電壓；在放大電路中通過耦合變壓器傳遞信號或進(jìn)行阻抗匹配等。變壓器雖然大小懸殊，用途各異，但其基本結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同，其主要部件包括：鐵心和繞組（構(gòu)成器身）；還有油箱、絕緣套管、分接開關(guān)、安全氣道等。

變壓器是通過電磁感應(yīng)原理從一個(gè)電路向另一個(gè)電路傳遞能量。兩個(gè)互相絕緣的繞組套在同一鐵心上，他們之間有磁的耦合，沒有電路的直接聯(lián)系。當(dāng)原邊接入交流電源時(shí)，原邊有交流電流并在鐵心中產(chǎn)生交變磁通，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，原、副邊繞組分別感應(yīng)電勢e1、e2，副邊有了電勢可向負(fù)載供電，實(shí)現(xiàn)能量傳遞，調(diào)節(jié)變比k即可達(dá)到變壓的目的。概述油箱和冷卻裝置:包括變壓器油、油箱、油泵、風(fēng)扇和自來水等。油是冷卻介質(zhì)，又是絕緣介質(zhì)，油浸式變壓器的器身浸在變壓器油的油箱中。鐵心:變壓器的主磁路，用厚為0.35-0.5mm、表面涂有絕緣漆的硅鋼片疊成。繞組:變壓器的電路，一般用絕緣銅線或鋁線繞制而成。

絕緣套管:將線圈的高、低壓引線引到箱外，是引線對地的絕緣，擔(dān)負(fù)著固定的作用。變壓器的基本結(jié)構(gòu)保護(hù)裝置:包括儲(chǔ)油柜、氣體繼電器、安全氣道、吸濕器以及凈油器等。鐵心是變壓器的磁路部分，由鐵心柱（套裝繞組）、鐵軛（連接鐵心以形成閉合磁路）組成，采用0.35mm~0.5mm厚的硅鋼片涂絕緣漆后交錯(cuò)疊成，按照繞組在鐵心中的排列方法分類，變壓器鐵心結(jié)構(gòu)可以分為芯式和殼式。一、鐵心鐵心柱鐵軛芯式——

結(jié)構(gòu)簡單，工藝簡單，應(yīng)用廣泛一、鐵心鐵心柱鐵心柱鐵軛鐵軛11112222殼式——

結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般用在小容量變壓器和電爐變壓器一、鐵心鐵鐵鐵心軛柱軛1122二、繞組繞組是變壓器的電路部分，一般為絕緣扁銅線或絕緣圓銅線在繞線模上繞制而成，原、副繞組同心套在鐵心柱上。為便于絕緣，一般低壓繞組在里，高壓繞組在外，但大容量的低壓大電流變壓器，往往把低壓繞組套在高壓繞組的外面，根據(jù)高低壓繞組在鐵心柱上排列方式不同可分為同心式和交疊式

。同心式繞組——鐵心式變壓器常用，高壓繞組和低壓繞組均做成圓筒形，然后同心地套在鐵心柱上，為便于絕緣，通常低壓繞組在里面，高壓繞組在外面，中間加絕緣紙筒絕緣。二、繞組鐵心柱鐵心柱鐵軛鐵軛11112222同心式繞組交疊式繞組——鐵殼式變壓器常用，高壓繞組和低壓繞組各分為若干個(gè)線餅，沿著鐵心柱的高度交錯(cuò)地排列著。二、繞組鐵

鐵鐵

心軛

柱軛交疊式繞組12121212三、油箱和冷卻裝置變壓器油——絕緣和散熱作用

①絕緣：繞組與繞組、繞組與鐵心及油箱之間

②散熱：熱量通過油箱殼散發(fā)，油箱有許多散熱油管，以增大散熱面積。采用內(nèi)部油泵強(qiáng)迫油循環(huán)，外部用變壓器風(fēng)扇吹風(fēng)或用自來水沖淋變壓器油箱。油箱——機(jī)械支撐、冷卻散熱油箱可以分為平板式（小容量）、排管式（較大容量）、散熱氣式（大容量）、強(qiáng)迫油循環(huán)式（大容量）。變壓器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生熱量，使變壓器油膨脹，儲(chǔ)油柜中變壓器油上升，溫度低時(shí)下降。油箱使變壓器油與空氣接觸面較少，減緩了變壓器油的氧化過程及吸收空氣中的水分的速度。三、油箱和冷卻裝置

在油箱和儲(chǔ)油柜之間裝有氣體繼電器，當(dāng)變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，產(chǎn)生的熱量使變壓器油汽化，氣體繼電器動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警信號或切斷電源。如果事故嚴(yán)重，變壓器油大量汽化，油氣沖破安全氣道管口的密封玻璃，沖出變壓器油箱，避免油箱爆裂。氣體繼電器

油泵——為了加快散熱，有的大型變壓器采用油泵進(jìn)行內(nèi)部強(qiáng)迫油循環(huán)

風(fēng)扇——外部用變壓器風(fēng)扇吹風(fēng)

自來水——沖淋變壓器油箱四、絕緣套管

絕緣套管由中心導(dǎo)電桿與瓷套組成。導(dǎo)電桿穿過變壓器油箱、在油箱內(nèi)的一端與線圈的端點(diǎn)聯(lián)接，在外面的一端與外線路聯(lián)接。低壓引比線一般用純瓷套管，高壓引線一般用充油或電容式套管套管外形常做成傘形，電壓越高、級數(shù)愈多。五、保護(hù)裝置氣體繼電器——故障時(shí)，熱量會(huì)使變壓器油汽化，觸動(dòng)氣體繼電器發(fā)出報(bào)警信號或切斷電源安全氣道——（防爆筒）如果是嚴(yán)重事故，變壓器油大量汽化，油氣沖破安全氣道管口的密封玻璃，沖出變壓器油箱，避免油箱爆裂。吸濕器——（呼吸器）內(nèi)裝硅膠（活性氧化鋁），用以吸收進(jìn)入儲(chǔ)油柜中空氣的水分凈油器——過濾油中雜質(zhì)，改善變壓器油的性能

思考與練習(xí)1、油浸變壓器有哪些主要部件？答：變壓器的主要部件有：鐵心、繞組、油箱、油枕、呼吸器、防爆管、散熱器、絕緣套管、分接開關(guān)、氣體繼電器、溫度計(jì)、凈油器等。2、變壓器的鐵心為什么要接地？答：運(yùn)行中變壓器的鐵心及其他附件都處于繞組周圍的電場內(nèi)，如不接地，鐵心及其他附件必然感應(yīng)一定的電壓，在外加電壓的作用下，當(dāng)感應(yīng)電壓超過對地放電電壓時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象。為了避免變壓器的內(nèi)部放電，所以要將鐵心接地。思考與練習(xí)3、變壓器溫度計(jì)有什么作用？有幾種測溫方法？答：溫度計(jì)用來測量油箱里面上層油溫，用以監(jiān)視電力變壓器是否正常運(yùn)行。按變壓器容量大小可分為水銀溫度計(jì)、信號溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)三種測溫方法。

思考與練習(xí)4、為什么110kV及以上變壓器在停電及送電前必須將中性點(diǎn)接地？答：我國的110kV電網(wǎng)一般采用中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。在運(yùn)行中，為了滿足繼電保護(hù)裝置靈敏度配合的要求，有些變壓器的中性點(diǎn)不接地運(yùn)行。但因?yàn)閿嗦菲鞯姆峭诓僮饕鸬倪^電壓會(huì)危及這些變壓器的絕緣，所以要求在切、合110kV及以上空載變壓器時(shí)，將變壓器的中性點(diǎn)直接接地。思考與練習(xí)5、變壓器油位的變化與哪些因素有關(guān)？答：變壓器的油位在正常情況下隨著油溫的變化而變化，因?yàn)橛蜏氐淖兓苯佑绊懽儔浩饔偷捏w積，使油標(biāo)內(nèi)的油面上升或下降。影響油溫變化的因素有負(fù)荷的變化、環(huán)境溫度的變化、內(nèi)部故障及冷卻裝置的運(yùn)行狀況等。

思考與練習(xí)6、有載調(diào)壓變壓器分接開關(guān)的故障是由哪些原因造成的？答：（1）輔助觸頭中的過渡電阻在切換過程中被擊穿燒斷。（2）分接開關(guān)密封不嚴(yán)，進(jìn)水造成相間短路。（3）由于觸頭滾輪卡住，使分接開關(guān)停在過渡位置，造成匝間短路而燒壞。（4）分接開關(guān)油箱缺油。（5）調(diào)壓過程中遇到穿越故障電流。思考與練習(xí)7、變壓器缺油對運(yùn)行有什么危害？答：變壓器油面過低會(huì)使輕瓦斯動(dòng)