变压器的基本作用原理与理论分析

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1、第二章变压器的基本作用原理与理论分析第一节变压器的类别、结构和额定值第二节变压器的发热和冷却第三节变压器的空载运行第四节变压器的负载运行第五节标幺值第六节参数的测定第七节变压器的运行性能广东工业大学电力工程系刘艺第一节、变压器的类别、结构和额定值广东工业大学电力工程系刘艺一、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。1、按用途分类：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。广东工业大学电力工

2、程系刘艺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10kv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。配电变压器广东工业大学电力工程系刘艺2、按变压方式分类升压变压器——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

3、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广东工业大学电力工程系刘艺3、按变压器线圈数目分类双绕组变压器，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，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。广东工业大学电力工程系刘艺4、按变压器冷却方式分类油浸式变压器—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。（绝缘、冷却）干式变压器—能满足特殊要求，如安全等。广东工业大学电力工程系刘艺5、按变压器相数分类单相变压

4、器三相变压器广东工业大学电力工程系刘艺二、电力变压器的基本结构铁芯带有绝缘的绕组变压器油油箱绝缘套管广东工业大学电力工程系刘艺1、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。铁心柱铁轭广东工业大学电力工程系刘艺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，从而减少了磁路的磁阻，使磁路便于流通——接缝处气隙小。可以避免涡流在钢片之间流通。广东工业大学电力工程系刘艺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。广东工业大学电力工程系刘艺变压

5、器铁心柱的横切面返回广东工业大学电力工程系刘艺2、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。绕组基本型式：同芯式，交叠式（按高低压绕组在铁芯上的排列方式分）广东工业大学电力工程系刘艺（1）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。（铁芯柱被绕组包围）广东工业大学电力工程系刘艺（2）铁壳式变压器

6、变压器的铁芯柱在中间，铁轭在两旁环绕，且把绕组包围起来（铁芯包围绕组）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。广东工业大学电力工程系刘艺（3）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。（低压绕组靠近铁芯，高压绕组套在低压绕组外面）交叠式—铁壳式变压器常用。高压绕组和低压绕组各分

7、为若干个线饼，沿着铁芯柱的高度交错地排列着。（高低压绕组交替放置在铁芯上）返回广东工业大学电力工程系刘艺3、变压器油—冷却、绝缘电力变压器绕组与铁心装配完后用夹件紧固，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。广东工业大学电力工程系刘艺机械支撑、冷却散热变压器运行时产

8、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。保护作用当变压器出现故障时，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