电机学 教学课件 作者 赵莉华 曾成碧 ch2.ppt

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1、变压器篇变压器是利用电磁感应原理工作的一种静止电器。变压器最主要的部件是绕组和铁心。工作时，接交流电源的绕组为一次绕组，吸收电能；接负载的绕组为二次绕组，输出电能。一次和二次绕组具有不同的匝数，绕在同一铁心上，通过电磁感应作用，将一次绕组的电能传递到二次绕组，并使一次和二次绕组具有不同的电压和电流。变压器的种类很多，用途也非常广泛。本篇主要研究电力系统中供输配电用的双绕组电力变压器的基本结构、工作原理、特性等，并对变压器的并联运行、不对称运行、瞬变过程等进行了分析，还对三绕组变压器及其它用途变压器作

2、了简单介绍。第二章变压器的类型和基本结构第一节变压器的用途和分类第二节变压器的基本结构第三节变压器的额定值1.变压器的用途变压器是一种静止的电能变换装置，它利用电磁感应作用，把一种形式的交流电能转换为另一种形式的同频率的交流电能。变压器只能对交流电的电压、电流进行变换，而不能改变交流电的频率。第一节变压器的用途和分类变压器主要应用于电力系统中。发电厂发出的电能传送到用户的过程是：发电机发出的交流电通过升压变压器升压到100KV～750KV后，经高压输电线路到达用电地区，通过降压变压器将电压降低，一般

3、降低为10KV，再送到各用户使用。而各用电设备所需要的电压等级也不尽相同，如大型动力设备需要10KV，6KV电压，而小型动力设备和照明设备一般是380V和220V，所以还需要各种电压等级的变压器将电压变换为用户所需的电压等级。（1）在电力系统中的应用（2）其它用途变压器除应用于电力系统外，还可用于其它各种场合。如用于整流设备、电炉、高压试验装置、煤矿井下、交通运输等的特种变压器，用于交流电能测量的各种仪用互感器，实验室中使用的调压器，还有用于各种电子仪器和控制装置的控制变压器等。按用途分主要有：电力

4、变压器，调压器，仪用互感器，特种用途变压器等。按相数分主要有：单相变压器和三相变压器。按绕组数目分主要有：自耦变压器，双绕组变压器和三绕组变压器。根据铁心结构不同，变压器可分为：心式变压器和壳式变压器。按冷却介质和冷却方式，变压器可分为：空气冷却的干式变压器，及以油为冷却介质的油浸式变压器。2.变压器的分类变压器可按照其用途、结构、相数、冷却方式和冷却介质来进行分类。第二节变压器的基本结构目前油浸式变压器是生产量最大，用途最广的一种变压器，这里介绍油浸式变压器的结构。油浸式变压器的铁心和绕组均放在盛

5、满变压器油的油箱中，各绕组通过绝缘套管引至油箱外，以便与外电路连接。图2-1油侵变压器结构图1-讯号式温度计2-吸湿器3-储油柜4-油表5-安全气道6-气体继电器7-高压套管8-低压套管9-分接开关10-油箱11-铁心12-线圈及绝缘13-放油阀门1.铁心铁心是变压器中导磁的主磁路，也是套装绕组的机械骨架。铁心采用磁导率高，磁滞和涡流损耗小的软磁材料制成。目前变压器铁心大都由厚度为0.23mm~0.35mm的冷轧硅钢片叠压而成，以减小损耗。铁心由铁心柱和铁轭两部分组成。其中，套装绕组的部分称为铁心柱

6、，连接铁心柱，以构成闭合磁路的部分为磁轭或铁轭。按照铁心结构，变压器有心式和壳式之分。心式变压器心柱被绕组所包围，结构简单，绕组布置和绝缘较容易，因此电力变压器大多采用心式结构。壳式变压器铁心包围着绕组的顶面、底面和侧面，结构机械强度好，一般用于特种变压器和小容量单相变压器。（a）单相心式变压器（b）三相心式变压器图2－3单相和三相心式变压器（a）外形图（b）单相壳式变压器（c）三相壳式变压器图2－3单相和三相壳式变压器2.绕组绕组是变压器的电路部分，常用包有绝缘材料的铜或铝导线绕制而成。为了使绕组

7、便于制造，并且具有良好的机械性能，一般把绕组做成圆筒形。高压绕组匝数多，导线细，低压绕组匝数少，导线粗。按照高、低压绕组布置方式的不同，绕组可分为同心式和交叠式两种。心式变压器一般采用同心式结构，将高、低压绕组同心地套装在铁心柱上，低压绕组靠近铁心柱，高压绕组套装在低压绕组外面，高、低压绕组之间以及绕组与铁心之间要可靠绝缘。3.变压器油及油箱电力变压器的器身放在装有变压器油的油箱里，变压器油既是绝缘介质也是冷却介质。变压器油为矿物油，由石油分馏得到。由于油的绝缘性能比空气好，可以提高绕组的绝缘强度；

8、同时，通过油箱中油的对流作用或强迫油循环流动，使绕组及铁心中因功率损耗而产生的热量得到散逸，起到冷却作用。油箱的结构与变压器容量及发热情况有关。小容量变压器采用平板式油箱，容量稍大时，需要增加散热面积而在油箱壁上焊散热器油管，称为管式油箱。容量很大时，为提高冷却效果，可采用散热器式油箱，甚至采用强迫油循环的冷却方式。4.其它附件为了减小油与空气的接触面积，以降低油的氧化速度和水分浸入，在油箱上面安装圆筒形的储油柜（又叫油枕）。储油柜能容纳油箱中因温度升高而膨胀的变压器