工厂供配电技术及技能训练 教学课件 作者 田淑珍 第5章 电力变压器.ppt

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1、第5章电力变压器5.1变压器的工作原理、结构和联结组别5.2变压器的运行及维护5.3变压器的检修和试验5.4变压器的经济运行5.5技能训练5.1变压器的工作原理、结构和联结组别5.1.1概述1.电力变压器的作用电力变压器是应用电磁感应原理，在频率不变的基础上将电压升高或降低，以利于电力的输送、分配和使用。2.电力变压器的分类电力变压器按功能分，有升压变压器和降压变压器两大类。在电力系统中，发电厂用升压变压器将电压升高；工厂变配电所用降压变压器将电压降低。二次侧为低压的降压变压器，则称为“配电变压器”。电力变压器按容量系列分，有R8系列和R10系列两大类。所谓R8系列，是指容量等

2、级是按R8=倍数递增的。在我国，旧的变压器容量等级采用此系列，如100、135、180、240、560、750、1000kV·A等。所谓R10容量系列，是指容量等级是按R10=倍数递增的。R10系列的容量等级较密，便于合理选用，这是国际电工委员会（IEC）推荐的，我国新的变压器容量等级均采用此系列，如100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000kV·A等。电力变压器按相数分，有三相变压器和单相变压器。电力变压器按结构型式分，有心式变压器和壳式变压器。如果绕组包在铁心外围，则为心式变压器。如果铁心包在绕组外围，则为壳式变压器。电力变压器

3、按调压方式分，有无励磁调压和有载调压变压器两大类。电力变压器按绕组数目分，有双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器三大类。电力变压器按冷却介质分，有干式、油浸式和充气式等。而油浸式变压器又分为油浸自冷式、油浸风冷式和强迫油循环风冷（或水冷）三种类型。电力变压器按其绕组导体材料分，有铜绕组和铝绕组两种类型。由于铜绕组变压器在运行中损耗低，现在被广泛应用，如S9系列。电力变压器的全型号的表示和含义如下：5.1.2变压器的工作原理和结构1.变压器的工作原理一次绕组的感应电动势的有效值为：E1=4.44fN1Φm（5-1）二次绕组的感应电动势的有效值为：E2=4.44fN2Φm（5-2

4、）式中f为电源的频率（HZ），N1、N2分别为一、二次侧绕组的匝数，Φm为主磁通的最大值。由式（5-1）、（5-2）可得：（5-3）由式（5-3）可知：变压器一、二次侧的感应电动势之比等于一、二次绕组的匝数之比。若忽略变压器一、二次侧的漏电抗和电阻，可以近似的认为：（5-4）式（5-4）中，K为变压器的变比。可见，变压器一、二次侧的匝数不同导致一、二次绕组的电压高低不等，改变变压器的变比就可以改变变压器的电压。2.变压器的主要结构1-高压套管2-分接开关3-低压套管4-气体继电器5-防爆管6-储油柜7-油位表8-呼吸器9-散热器10-铭牌11-接地螺栓12-油样阀门13-放油阀

5、门14-蝶阀15-绕组16-信号温度计17-铁心18-净油器19-油箱20-变压器油变压器小型变压器小型变压器配电变压器干式变压器干式变压器干式变压器（1）铁心变压器的铁心结构有两种：壳式和心式。心式又叫内铁式是变压器最常采用的结构，目前绝大多数变压器都是心式。铁心是变压器的磁路部分，为了提高磁路的导磁率和降低铁心的涡流损耗，铁心采用了高导磁率的冷轧硅钢片，其厚度一般为0.25~0.35mm。硅钢片表面涂有绝缘漆，主要是为了降低涡流损耗。铁心截面的形状，如图5-3所示。小容量变压器一般做成方形或长方形，而大型变压器为了节省材料和充分利用线圈内圆空间，铁心的截面都做成多级阶梯形，

6、并在铁心中设计了散热油道，将铁心运行时产生的热量通过绝缘油循环带走，达到良好的冷却效果。图5-3铁心柱截面（a）矩形截面（b）多级阶梯形注意变压器在运行中，必须将铁心及各金属零部件可靠地接地，与油箱同处于地电位。铁心及固定铁心的金属结构、零部件均处在强电场中，在电场作用下，它们具有较高的对地电位。如果不接地，它与接地的夹件及油箱之间有电位差产生，在电位差的作用下，易引发放电和短路故障，短路回路中将有环流产生，使铁心局部过热。另外，在绕组周围铁心及各零部件几何位置不同，感应出来的电势大小不同，若不接地，也会存在持续性的微量放电。持续的微量放电及局部放电现象将逐步使绝缘击穿。因此，

7、通常是将铁心的任意一片及金属构件经油箱接地。硅钢片之间的绝缘是限制涡流的产生，其绝缘电阻值很小，不均匀的电场、磁场产生的高压电荷可以通过硅钢片从接地处流向大地。铁心不允许多点接地，多点接地会通过接地点形成回路在铁心中造成局部短路，产生涡流，使铁心发热，严重时将使铁心绝缘损坏甚至导致变压器烧毁。（2）绕组绕组是变压器的电路部分，它一般用绝缘的铜或铝导线绕制。绕制线圈的导线必须是包扎绝缘，最常用的是纸包绝缘，也有采用漆包线直接绕制的。电力变压器的绕组采用同心式结构，如图5-4所示。同心式的高、低