变压器的介绍.doc

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1、变压器1.1概述变压器是一种静止的电器设备，它依靠电磁感应作用，将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。变压器是电力系统中重要的电气设备。众所周知，输送一定的电能时，输电线路的电压愈高，线路中的电流和相应的损耗就愈小。为此，需要用升压变压器把交流发电机发出的电压升高到输电电压，通过高压输电线将电能经济地送到用电地区；然后再用降压变压器逐步将输电电压降到配电电压，送到各用电区；最后再经配电变压器变成用户所需的电压，供各种动力和照明设备安全而方便地使用。变压器的总容量要比发电机的总容量大得多，可达6～

2、7倍。除此之外，变压器还广泛应用在其他场合，如电焊、电炉和电解使用的变压器，化工行业用的整流变压器，传递信息用的电磁传感器，供测量用的互感器，自控系统中的脉冲变压器，试验用的调压器等。变压器还可以改变电流，改变负载的等效阻抗、电源的相数和频率。变压器的结构虽然简单，其基本原理、分析方法却可作为其他交流电机研究的基础，特别是感应电机。1.2变压器的分类变压器的种类繁多，从不同角度，变压器可以作不同的分类。从用途来看，可分为电力变压器、试验变压器、测量变压器及特殊用途变压器。电力变压器用在电力系统中，用来升高电压的变压器称为

3、升压变压器；用来降低电压的变压器称为降压变压器。升压变压器与降压变压器除了额定电压不同以外，在原理和结构上并无差别。此外还有配电变压器和联络变压器。试验变压器用于实验室，有调压变压器和高压试验变压器。测量变压器用于测量大电流和高电压，主要是仪用互感器，包括电压互感器和电流互感器。特殊用途变压器有电炉用变压器、电焊用变压器、电解用整流变压器、晶闸管线路中的变压器、传递信息用的电磁传感器、自控系统中的脉冲变压器等。从相数来看，有单相变压器、三相变压器和多相变压器。电力变压器以三相居多。从每相绕组数目来看，可分为单绕组变压器、

4、双绕组变压器、三绕组和多绕组变压器。通常变压器都为双绕组变压器，单绕组变压器又称自藕变压器，三绕组变压器（即联络变压器）用于把三种电压等级的电网连接在一起，大容量电厂中用作厂用电源的分裂变压器就是一种多绕组变压器。从铁心结构看，可分为心式变压器、壳式变压器、渐开线式变压器和辐射式变压器等。从冷却方式看，有以空气为冷却介质的干式变压器，以油为冷却介质的油浸变压器，以特殊气体为冷却介质的充气变压器。油浸变压器又分自冷、风冷和强制油循环冷却的变压器。自冷是利用温差产生变压器油的自循环进行冷却，风冷是利用装在散热器上的吹风机进行

5、冷却，强制油循环冷却是利用专门设备（如油泵）强迫变压器油加速循环。从容量大小看，可分为小型变压器（10～630kVA）、中型变压器（800～6300kVA）、大型变压器（8000～63000kVA）和特大型变压器（90000kVA以上）。1.3变压器工作原理1.3.1变压器的构成图2-1所示为一台最简单的单相双绕组变压器物理模型，是由在一个闭合的铁心上绕两个匝数不同的绕组构成。输人电能的绕组称为一次绕组（或原绕组、初级绕组），输出电能的绕组称为二次绕组（或副绕组、次级绕组）。一次绕组接电源，二次绕组接负载。1.3.2变压

6、器的工作原理当一次绕组接交流电源时，就有交流电流流过，并在铁心中产生交变磁通。交变磁通同时交链二次绕组，根据电磁感应定律，二次绕组中将感生同频率的交变电动势。由于感应电动势与绕组匝数成正比，故改变二次绕组的匝数可得到不同的二次电压。可得到不同的二次电压。如果二次绕组接负载，便有电能输出。这就是变压器的工作原理。1.4变压器的结构变压器中最主要的部件是铁心和绕组，它们构成了变压器的器身。器身是各种变压器都不可缺少的部件，因为变压器的功能是通过器身来实现的。变压器的结构大同小异，现以油浸式电力变压器为例进行介绍。油浸式变压器

7、的铁心和绕组浸放在油箱中，绕组的端点经绝缘套管引出，与外线路连接，油箱内装满变压器油，此外还装有一些起保护和冷却等作用的附件，如图2-2所示。油浸式电力变压器主要包括五个部分：①器身；②油箱；③出线装置；④冷却装置；⑤保护装置。下面分别做详细的介绍。1.4.1器身1、铁心铁心既是变压器的主磁路，又是它的机械骨架。铁心由心柱、铁扼及夹紧装置组成，心柱套装绕组，铁扼将心柱连接起来，使之形成闭合磁路，如图2-3所示。铁心有心式、壳式、渐开线式和辐射式等结构。心式结构的心柱被绕组所包围，铁扼在上下两端，如图2-3所示。这种铁心结

8、构绕组装配和绝缘比较容易，散热条件较好，常在电力变压器中采用。壳式结构是心柱在中间，铁扼环绕在两旁，把绕组包围起来，好像绕组的外壳，如图2-4所示。壳式变压器结构坚固，机械强度高，但制造工艺复杂，绝缘较困难，散热不好，耗用材料较多，主要用于电压很低、电流很大的特殊场合，如电炉用变压器，其绕组能够承受住巨大的电磁力。渐