电机学 教学课件 作者 曾成碧 赵莉华 ch2.ppt

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1、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第一节变压器的用途和分类一、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。1.在电力系统中的应用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，一般降低为1

2、0KV，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。总之，变压器在电力系统中应用随处可见，电力系统离不开各种变压器。22.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。3二、变

3、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。按用途分主要有：电力变压器，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。4第二节变压器的基本结构5一、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

4、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，连接铁心柱，以构成闭合磁路的部分为磁轭或铁轭。（a）单相心式变压器（b）三相心式变压器图2－2单相和三相心式变压器6按照铁心结构，变压器有心式和壳式之分。图2－2为心式结构变压器，其心柱被绕组所包围。壳式结构如图2－3所示，这种结构是铁心包围着绕组的顶面、底面和侧面。心式变压器结构简单，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。壳式变压器结构机械强度好，一般用于特种

5、变压器和小容量单相变压器。(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7二、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。8三、变压

6、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；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。9四、其它附件为了减小油与空气的接触

7、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油，并限制变压器油与空气的接触面，减少油受潮和氧化的程度。此外，通过储油柜注入变压器油，还可防止气泡浸入变压器。在储油柜与油箱的连接管中装有气体继电器，当变压器内部发生故障产生气体或油箱漏油使油面下降时，它可发出报警或跳闸信号以自动切断变压器电源。较大容量的变压器上还有安全气道，做保护变压器油箱用。变压器的引线从油箱内引到油箱外时，必须经过绝缘导管，使带电的引线与接地的油箱绝缘。套管由瓷质的绝缘套筒和

8、导电杆组成。10油箱盖上面还装有分接头开关，用它来调节绕组的分接头，以改变高压绕组的匝数（即改变变压器变比），从而在小范围调节变压器的输出电压。11额定容量是变压器在额定运行条件下输出的的额定视在功率，单位为伏安（VA）或千伏安（KVA）或兆伏安（MVA）。由于变压器的效率很高，因此设计时规定双绕组变压器的一、二次绕组额定容量相等