chap2变压器的基本作用原理与理论分析东南大学电机学课件

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1、变压器的基本作用原理与理论分析变压器的负载运行4标幺值5参数的测定6变压器的运行性能71变压器的类别和结构2变压器的发热和冷却3变压器的空载运行一、变压器的类别和结构变压器的主要类别一种静止的电机将一种电压的电能转换为另一种电压的电能。用途分类：电力变压器，电力系统传输电能电炉变压器，专给炼钢炉供电整流变压器，大型电解电镀、直流电力机车供电仪用变压器、控制变压器无线电变压器，仅传输信号。电力变压器变压器的总容量大致相当于发电机容量的三倍。输电过程中，通常将电压升高，通过高压输电线传送到远方的城市，经过降压变压器降为10k

2、v电压，再经过配电降压变压器分配给用户。输送同样的功率，电压低则电流大，一方面由于大电流在输电线路上引起损耗，另一方面大电流在线路阻抗上产生大的压降，受电端电压很低，电能传送不出去。只有高电压能将电能输送到远方。配电变压器电力变压器类别-变压方式升压变压器——升高电压的变压器降压变压器——降低电压的变压器特殊变压器，如试验用高压变压器、电炉用变压器、电焊用变压器、晶闸管线路中的变压器、用于测量仪表的电压互感器和电流互感器等等电力变压器类别-线圈数目双绕组变压器，在铁芯中有两个绕组，一个为初级绕组，一个为次级绕组自耦变压器，

3、初级、次级绕组合为一个三绕组变压器，三个绕组连接三种不同电压的线路多绕组变压器，如分裂变压器电力变压器类别-冷却方式油浸式变压器——铁芯和绕组都一起浸入灌满了变压器油的油箱中，可以加强绝缘和改善冷却散热条件干式变压器，能满足特殊要求，如安全电力变压器类别-相数单相变压器三相变压器电力变压器的基本结构铁芯铁芯带有绝缘的绕组绕组变压器油油油箱油箱绝缘套管套管铁芯——变压器的磁路电力变压器的铁心是由0.35mm厚的冷轧硅钢片叠成。减少涡流损耗，提高导磁系数。铁心柱铁轭铁芯的交叠装配单相变压器铁心叠法，偶数层刚好压着奇数层的接缝，

4、从而减少了磁路和磁阻，使磁路便于流通——接逢处气隙小可以避免涡流在钢片之间流通三相芯式变压器的铁心排列法，主要使叠缝相互交叠，从而减少磁路的磁阻变压器铁心柱的横切面返回绕组——变压器的电路变压器绕组一般为绝缘扁铜线或绝缘圆铜线在绕线模上绕制而成。为便于制造、在电磁力作用下受力均匀以及机械性能良好，绕组线圈作成圈形。按照绕组在铁芯中的排列方法分类，变压器可分为铁芯式和铁壳式两类基本型式：同芯式，交叠式单相芯式变压器铁心及绕组绕组同芯套装在变压器铁心柱上，低压绕组在内层，高压绕组套装在低压绕组外层，以便于绝缘。铁壳式变压器变压

5、器的铁芯柱在中间，铁轭在两旁环绕，且把绕组包围起来结构比较坚固、制造工艺复杂，高压绕组与铁芯柱的距离较近，绝缘也比较困难通常应用于电压很低而电流很大的特殊场合，例如，电炉用变压器。这时巨大的电流流过绕组将使绕组上受到巨大的电磁力，铁壳式结构可以加强对绕组的机械支撑，使能承受较大的电磁力。绕组的基本型式同芯式——铁芯式变压器常用。高压绕组和低压绕组均做成圆筒形，然后同芯地套在铁芯柱上交叠式——铁壳式变压器常用。高压绕组和低压绕组各分为若干个线饼，沿着铁芯柱的高度交错地排列着返回变压器油——冷却、绝缘电力变压器绕组与铁心装配完

6、后用夹件紧固，形成变压器的器芯。变压器器芯装在油箱内，油箱内充满变压器油。变压器油是一种矿物油，具有很好的绝缘性能。变压器油起两个作用：①绝缘：绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间②散热：热量通过油箱壳散发，油箱有许多散热油管，以增大散热面积。采用内部油泵强迫油循环，外部用变压器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱油箱——机械支撑、冷却散热、变压器运行时产生热量，使变压器油膨胀，储油柜中变压器油上升，温度低时下降。储油柜使变压器油与空气接触面较少，减缓了变压器油的氧化过程及吸收空气中的水分的速度。——呼吸保护作用当变压器出现故障时

7、，产生的热量使变压器油汽化，气体继电器动作，发出报警信号或切断电源。如果事故严重，变压器油大量汽化，油气冲破安全气道管口的密封玻璃，冲出变压器油箱，避免油箱爆裂。返回绝缘套管绝缘套管由中心导电杆与瓷套组成。导电杆穿过变压器油箱、在油箱内的一端与线圈的端点联接，在外面的一端与外线路联接。在瓷套和导电杆间留有一道充油层——充油套管当电压等级更高时，在瓷套内腔中常环绕着导电杆包上几层绝缘纸简，在每个绝缘纸简上贴附有一层铝箔，则沿着套管的径向距离，绝缘层和铝箔层构成串联电容器，使资套与导电杆间的电场分布均匀套管外形常做成伞形，电压

8、愈高、级数愈多。返回变压器的额定值额定容量SN——制造厂所规定的在额定条件下使用时输出能力的保证值。单位为VA或kVA。对三相变压器指三相的总容量。由于效率高，原、副方的额定容量设计得相等，与体积、用铜量有关。额定电压——由制造厂所规定的变压器在空载时额定分接头上的电压保证值。单位为V或kV。当变压器初