變壓器結構與原理課件

變壓器結構與原理變壓器是一種靜止的電氣設備，它通過電磁感應的作用，把一種電壓的交流電能變換成頻率相同的另一種電壓的交流電能。在電力系統(tǒng)中和生產生活中，變壓器應用非常廣泛。油浸式變壓器在電力系統(tǒng)使用最為廣泛，三相油浸式電力變壓器的外形如圖。其基本結構可分成以下幾個部分：鐵心、繞組、絕緣套管、油箱及其他附件等。

鐵心和繞組是變壓器的主要部件，稱為器身，如圖，器身放在油箱內部。變壓器是通過電磁感應實現(xiàn)兩個電路之間能量的，因此它必須具有電路和磁路兩個基本部分。作為電路的是兩個或幾個匝數(shù)不同且彼此絕緣的繞組，作為磁路的是一個閉合鐵心。變壓器是由套在閉合鐵心上的原、副兩線圈組成．一、變壓器的結構鐵心（磁路部分）鐵心的材料

為了提高磁路的導磁性能，減小鐵心中的磁滯、渦流損耗，鐵心一般采用高磁導率的鐵磁材料—0.35～0.5mm厚的硅鋼片疊成。變壓器用的硅鋼片其含硅量比較高。硅鋼片的兩面均涂以絕緣漆，這樣可使疊裝在一起的硅鋼片相互之間絕緣。（2）鐵心形式

鐵心是變壓器的主磁路，電力變壓器的鐵心主要采用心式結構，它是將A、B、C三相的繞組分別放在三個鐵心柱上，三個鐵心柱由上、下兩個鐵軛連接起來，構成閉合磁路。如圖繞組繞組是變壓器的電路部分，它是由銅或鋁的絕緣導線繞制而成。為了便于絕緣，低壓繞組靠近鐵心柱，高壓繞組套在低壓繞組外面。油箱油浸式變壓器均要有一個油箱，裝入變壓器油后，將組裝好的器身裝入其中，以保證變壓器正常工作。變壓器油用作加強變壓器內部絕緣強度和散熱作用。儲油柜變壓器在運行中，隨著油溫的變化，油的體積會膨脹和收縮，為了減少油與外界空氣的接觸面積，減小變壓器受潮和氧化的概率，通常在變壓器上部安裝一個儲油柜（俗稱油枕）。呼吸器變壓器隨隨著負荷荷和氣溫溫變化，，各變壓壓器油溫溫不斷變變化，這這樣油枕枕內的油油位隨著著整個變變壓器油油的膨脹脹和收縮縮而發(fā)生生變化，，為了使使潮氣不不能進入入油枕使使油劣化化，將油油枕用一一個管子子從上部部連通到到一個內內裝硅膠膠的干燥燥器（俗俗稱呼吸吸器），，硅膠對對空氣中中水份具具有很強強的吸附附作用，，干燥狀狀態(tài)狀態(tài)態(tài)為蘭色色，吸潮潮飽和后后變?yōu)榉鄯奂t色。。吸潮的的硅膠可可以再生生。冷卻器直接裝配配在變壓壓器油箱箱壁上，，對于強強迫油循循環(huán)風冷冷變壓器器，電動動泵從油油箱頂部部抽出熱熱油送入入散熱器器管簇中中，這些些管簇的的外表受受到來自自風扇的的冷空氣氣吹拂，，使熱量量散失到到空氣中中去，經經過冷卻卻后的油油從變壓壓器油箱箱底部重重新回到到變壓器器油箱內內。無論論電動泵泵裝在冷冷卻器上上部還是是下部，，其作用用是一樣樣的。絕緣套管管變壓器繞繞組的引引出線從從油箱內內部引到到箱外時時必須經經過絕緣緣套管，，使引線線與油箱箱絕緣。。絕緣套套管一般般是陶瓷瓷的，其其結構取取決于電電壓等級級。1kV以下采用用實心磁磁套管，，10～～35kV采用空心心充氣或或充油式式套管，，110kV及以上采采用電容容式套管管。為了了增大外外表面放放電距離離，套管管外形做做成多級級傘形裙裙邊。電電壓等級級越高，，級數(shù)越越多。分接開關關變壓器常常用改變變繞組匝匝數(shù)的方方法來調調壓。一一般從變變壓器的的高壓繞繞組引出出若干抽抽頭，稱稱為分接接頭，用用以切換換分接頭頭的裝置置叫分接接開關。。分接開開關分為為無載調調壓和有有載調壓壓兩種，，前者必必須在變變壓器停停電的情情況下切切換；后后者可以以在變壓壓器帶負負載情況況下進行行切換。。分接開開關安裝裝在油箱箱內，其其控制箱箱在油箱箱外，有有載調壓壓分接開開關內的的變壓器器油是完完全獨立立的，它它也有配配套的油油箱、瓦瓦斯繼電電器、呼呼吸器。。壓力釋放放閥當變壓器器內部發(fā)發(fā)生嚴重重故障而而產生大大量氣體體時，油油箱內壓壓力迅速速增加，，為防止止變壓器器發(fā)生爆爆炸，油油箱上安安裝壓力力釋放閥閥。氣體繼電電器氣體繼電電器又稱稱為瓦斯斯繼電器器，是變變壓器的的一種保保護裝置置，安裝裝在油箱箱與儲油油柜的連連接管道道中，當當變壓器器內部發(fā)發(fā)生故障障時（如如絕緣擊擊穿、匝匝間短路路、鐵芯芯事故、、油箱漏漏油使油油面下降降較多等等）產生生的氣體體和油流流，迫使使氣體繼繼電器動動作。輕輕者發(fā)出出信號，，以便運運行人員員及時處處理。重重者使斷斷路器跳跳閘，以以保護變變壓器。。二、變壓壓器的工工作原理理簡單的說說，變壓壓器的工工作原理理就是電電磁感應應原理，，也就是是“動電電生磁，，動磁生生電”的的過程。。跟電源連連接的線線圈叫原線圈，也叫初初級線圈圈，跟負負載連接接的線圈圈叫副線圈，也叫次次級線圈圈，兩線線圈由絕絕緣導線線繞制，，鐵芯由由涂有絕絕緣漆的的硅鋼片片疊合而而成．U1n1n2U2U1U2電路中的的符號變壓器的的變壓原原理（1）電電動勢關關系由于電磁磁感應現(xiàn)現(xiàn)象，原原、副線線圈中具具有相同同的t．根據電磁磁感應定定律有：：所以，（2）電電壓關系系如果不計計原、副副線圈的的電阻，，則有：：所以：n2>n1時，U2>U1，這種變壓壓器叫做做升壓變壓壓器．n2<n1時，U2<U1，這種變壓壓器叫做做降壓變壓壓器．所以，只只要匝數(shù)數(shù)不同，，就可得得到不同同輸出電電壓，這這就變壓壓器的變變壓原理理。（３）電電流關系系由于不存存在各種種電磁能能量損失失，輸入入功率等等于輸出出功率P1=P2，即：U1I1=U2I2所以：變壓器高高壓線圈圈匝數(shù)多多而通過過的電流流小，可可用較細細的導線線繞制，，低壓線線圈匝數(shù)數(shù)少而通通過電流流大，應應用較粗粗的導線線繞制．．需要注意意：１．變壓壓器能不不能變換換直流？？２．變壓壓器雖能能改變電電壓、電電流，但但不能改改變功率率和頻率率，輸入入功率總總等于輸輸出的總總功率，，次級交交變電流流的頻率率總等于于初級交交變電流流