變壓器結(jié)構(gòu)與原理課件

變壓器結(jié)構(gòu)與原理變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，它通過(guò)電磁感應(yīng)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(chǎn)生活中，變壓器應(yīng)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(jié)構(gòu)可分成以下幾個(gè)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(nèi)部。變壓器是通過(guò)電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電路之間能量的，因此它必須具有電路和磁路兩個(gè)基本部分。作為電路的是兩個(gè)或幾個(gè)匝數(shù)不同且彼此絕緣的繞組，作為磁路的是一個(gè)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(jié)構(gòu)鐵心（磁路部分）鐵心的材料

為了提高磁路的導(dǎo)磁性能，減小鐵心中的磁滯、渦流損耗，鐵心一般采用高磁導(dǎo)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(jié)構(gòu)，它是將A、B、C三相的繞組分別放在三個(gè)鐵心柱上，三個(gè)鐵心柱由上、下兩個(gè)鐵軛連接起來(lái)，構(gòu)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(dǎo)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(gè)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(qiáng)變壓器內(nèi)部絕緣強(qiáng)度和散熱作用。儲(chǔ)油柜變壓器在運(yùn)行中，隨著油溫的變化，油的體積會(huì)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(gè)儲(chǔ)油柜（俗稱油枕）。呼吸器變壓器隨著負(fù)荷和氣溫變化，各變壓器油溫不斷變化，這樣油枕內(nèi)的油位隨著整個(gè)變壓器油的膨脹和收縮而發(fā)生變化，為了使潮氣不能進(jìn)入油枕使油劣化，將油枕用一個(gè)管子從上部連通到一個(gè)內(nèi)裝硅膠的干燥器（俗稱呼吸器），硅膠對(duì)空氣中水份具有很強(qiáng)的吸附作用，干燥狀態(tài)狀態(tài)為蘭色，吸潮飽和后變?yōu)榉奂t色。吸潮的硅膠可以再生。冷卻器直接裝配在變壓器油箱壁上，對(duì)于強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器，電動(dòng)泵從油箱頂部抽出熱油送入散熱器管簇中，這些管簇的外表受到來(lái)自風(fēng)扇的冷空氣吹拂，使熱量散失到空氣中去，經(jīng)過(guò)冷卻后的油從變壓器油箱底部重新回到變壓器油箱內(nèi)。無(wú)論電動(dòng)泵裝在冷卻器上部還是下部，其作用是一樣的。絕緣套管變壓器繞組的引出線從油箱內(nèi)部引到箱外時(shí)必須經(jīng)過(guò)絕緣套管，使引線與油箱絕緣。絕緣套管一般是陶瓷的，其結(jié)構(gòu)取決于電壓等級(jí)。1kV以下采用實(shí)心磁套管，10～35kV采用空心充氣或充油式套管，110kV及以上采用電容式套管。為了增大外表面放電距離，套管外形做成多級(jí)傘形裙邊。電壓等級(jí)越高，級(jí)數(shù)越多。分接開(kāi)關(guān)變壓器常用改變繞組匝數(shù)的方法來(lái)調(diào)壓。一般從變壓器的高壓繞組引出若干抽頭，稱為分接頭，用以切換分接頭的裝置叫分接開(kāi)關(guān)。分接開(kāi)關(guān)分為無(wú)載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種，前者必須在變壓器停電的情況下切換；后者可以在變壓器帶負(fù)載情況下進(jìn)行切換。分接開(kāi)關(guān)安裝在油箱內(nèi)，其控制箱在油箱外，有載調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)內(nèi)的變壓器油是完全獨(dú)立的，它也有配套的油箱、瓦斯繼電器、呼吸器。壓力釋放閥當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障而產(chǎn)生大量氣體時(shí)，油箱內(nèi)壓力迅速增加，為防止變壓器發(fā)生爆炸，油箱上安裝壓力釋放閥。氣體繼電器氣體繼電器又稱為瓦斯繼電器，是變壓器的一種保護(hù)裝置，安裝在油箱與儲(chǔ)油柜的連接管道中，當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)（如絕緣擊穿、匝間短路、鐵芯事故、油箱漏油使油面下降較多等）產(chǎn)生的氣體和油流，迫使氣體繼電器動(dòng)作。輕者發(fā)出信號(hào)，以便運(yùn)行人員及時(shí)處理。重者使斷路器跳閘，以保護(hù)變壓器。二、變壓器的工作原理簡(jiǎn)單的說(shuō)，變壓器的工作原理就是電磁感應(yīng)原理，也就是“動(dòng)電生磁，動(dòng)磁生電”的過(guò)程。跟電源連接的線圈叫原線圈，也叫初級(jí)線圈，跟負(fù)載連接的線圈叫副線圈，也叫次級(jí)線圈，兩線圈由絕緣導(dǎo)線繞制，鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成．U1n1n2U2U1U2電路中的符號(hào)變壓?jiǎn)酒鞯闹易儔豪赵恚?銳）電陽(yáng)動(dòng)勢(shì)洪關(guān)系由于辦電磁壟感應(yīng)跳現(xiàn)象嗚，原素、副振線圈群中具跑有相嫩同的t．根據(jù)電潔磁感應(yīng)究定律有妥：所以，（2驅(qū)）電醫(yī)壓關(guān)麻系如果寬不計(jì)夜原、倦副線冊(cè)圈的理電阻蒙，則佩有遲：所以：n2>n1時(shí)，U2>U1，這種羨變壓寧器叫暢做升壓變?cè)攭浩鳎畁2<n1時(shí)，U2<U1，這種變戴壓器叫晚做降壓間變壓俱器．所以欄，只恰要匝惰數(shù)不班同，求就可林得到碼不同孤輸出曲電壓質(zhì)，這珠就變潛壓器險(xiǎn)的變?cè)鷫涸蚶?。（３）煌電流關(guān)底系由于不菊存在各左種電磁起能量損中失，輸愁入功率正等于輸司出功率P1=P2，即：U1I1=U2I2所以：變壓器奏高壓線嚷圈匝數(shù)贊多而通都過(guò)的電怠流小，疼可用較時(shí)細(xì)的導(dǎo)感線繞制兔，低壓站線圈匝保數(shù)少而渴通過(guò)電艘流大，墾應(yīng)用較駕粗的導(dǎo)屯線繞制月．需要適注意亡：１．璃變壓臥器能炊不能捏變換經(jīng)直流獸？２．變自壓器雖陸能改變得電壓、魔電流，逝但不能港改變功燈率和頻靠率，輸拜入功率敵總等于慨輸出的獄總功率頌，次級(jí)朝交變電馬流的頻灰率總等尚于初級(jí)附交變電既流的頻吐率．小結(jié)：變壓邊器由贊套在林閉合昨鐵芯臭上的解原、記副線閘圈組藍(lán)成，尼電