《变压器结构与原》ppt课件

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1、第3章变压器3.1变压器的原理与结构3.2变压器的空载运行3.3变压器的负载运行3.4变压器的等效电路3.5变压器的标么值3.6变压器参数的测定3.7变压器的运行性能3.8三相变压器3.9变压器的并联运行3.10特殊用途变压器3.11变压器的经济运行思考题与习题3.1变压器的原理与结构3.1.1变压器的用途与分类1.变压器的用途变压器是电力系统中的重要元件。发电机发出的电压受其绝缘条件的限制不可能太高，一般为6.3～27kV左右。要想把发出的大功率电能直接送到很远的用电区去，需用升压变压器把发电机的端电压升到较高的输电电压，这是因为输出功率P一定时，电

2、压U愈高，则线路电流I愈小，于是不仅可以减小输电线的截面积，节省导电材料的用量，而且还可减小线路的功率损耗。因此，远距离输电时利用变压器将电压升高是最经济的方法。一般来说，当输电距离越远、输送的功率越大时，要求的输电电压也越高。电能送到用电地区后，还要用降压变压器把输电电压降低为配电电压，然后再送到各用电分区，最后再经配电变压器把电压降到用户所需要的电压等级，供用户使用。为了把两个不同电压等级的电力系统彼此联系起来，常常用到三绕组变压器。此外，为了保证用电的安全和合乎用电器件的电压要求，还有各种专门用途的变压器，如自耦变压器、互感器、隔离变压器及各种专用

3、变压器(如用于电焊、电炉等的变压器)等。由此可见，变压器的用途十分广泛，除了用于改变电压外，还可用来改变电流（如电流互感器）、变换阻抗（如电子设备中的输出变压器）。2.变压器的分类变压器在国民经济各个部门中应用非常广泛，品种、规格也很多，通常根据变压器的用途、绕组数目、铁心结构、相数、调压方式、冷却方式等划分类别。（1）按用途分类，变压器可分为电力变压器、特种变压器、仪用互感器、调压器、高压试验变压器等。（2）按绕组数分类，变压器可分为双绕组、三绕组、多绕组变压器以及自耦变压器。（3）按铁心结构分类，变压器可分为心式和壳式变压器。（4）按相数分类，变

4、压器可分为单相变压器和三相变压器。（5）按调压方式分类，变压器可分为无励磁调压变压器和有载调压变压器。（6）按冷却方式和冷却介质分类，变压器可分为以空气为冷却介质的干式变压器、以油为冷却介质的油浸式变压器（包括油浸自冷式、油浸风冷式、油浸强迫油循环式等）和充气式冷却变压器。（7）按容量分类，变压器可分为小型变压器（容量为10～630kVA）、中型变压器（容量为800～6300kVA）、大型变压器（容量为8000～63000kVA）和特大型变压器（容量在90000kVA以上）。3.1.2变压器的基本结构1.变压器的基本工作原理一般情况下，变压器都有铁

5、心和绕组（线圈）两个主要部件。图3.1.1所示为一单相变压器原理图，两个相互绝缘的绕组套在一个共同的铁心上，它们之间只有磁的耦合，没有电的联系。其中与交流电源相接的绕组称为原绕组或一次绕组，也简称原边或初级；与用电设备（负载）相接的绕组称为副绕组或二次绕组，也简称副边或次级。图3.1.1单相变压器原理图一次侧通入电流产生交变磁通，感应出电动势e1，二次侧与一次侧产生的磁通交链进而产生感应电动势e2，有（3.1.1）由上式可得可见原、副绕组感应电动势的大小正比于各自绕组的匝数，而绕组的感应电动势近似于各自的电压。因此，只要改变绕组匝数比，就能改变电压，这就是

6、变压器的变压原理。2.变压器的主要结构变压器的主要构成部分有：铁心、绕组、绝缘套管、油箱及其他附件等。其中铁心和绕组是变压器的主要部件，称为器身。图3.1.2所示是油浸式电力变压器的外形图。图3.1.2油浸式电力变压器的外形图1）铁心铁心构成了变压器的磁路，同时又是套装绕组的骨架。铁心分为铁心柱和铁轭两部分。铁心柱上套绕组，铁轭将铁心柱连接起来形成闭合磁路。为了减少铁心中的磁滞、涡流损耗，提高磁路的导磁性能，铁心一般用高磁导率的磁性材料——硅钢片叠装而成。硅钢片有热轧和冷轧两种，其厚度为0.35～0.5mm，两面涂以厚0.02～0.23mm的漆膜，使

7、片与片之间绝缘。变压器铁心的结构有心式、壳式和渐开线式等形式。心式结构的特点是铁心柱被绕组包围，如图3.1.3所示。壳式结构的特点是铁心包围绕组顶面、底面和侧面，如图3.1.4所示。壳式结构的变压器机械强度较好，但制造复杂。由于心式结构比较简单，绕组装配及绝缘比较容易，因而电力变压器的铁心主要采用心式结构。图3.1.3心式变压器的绕组和铁心(a)单相；(b)三相图3.1.4壳式变压器绕组和铁心的结构示意图(a)单相；(b)三相变压器的铁心一般是将硅钢片剪成一定形状，然后把铁柱和铁轭的钢片一层一层地交错重叠制成的，如图3.1.5所示。采用交错式叠法减小了相邻

8、层的接缝，从而减小了励磁电流。这种结构的夹紧装置简单经济，可靠性高