變壓器的結構及工作原理(整合后)課件

變壓器結構

與工作原理變壓器結構

與工作原理圖形符號圖形符號

下圖是我們常見的兩種變壓器：變壓器工作原理干式變壓器油浸式變壓器下圖是我們常見的兩種變壓器：變壓器工作原理干式變壓器油變壓器工作原理變壓器的構造：變壓器主要由：鐵芯、繞組、油箱、附件等組成。電壓器的主要部件是一個鐵心和套在鐵心上的兩個繞組。變壓器工作原理變壓器的構造：變壓器的主體構造：1、鐵芯

2、繞組變壓器工作原理變壓器的主體構造：變壓器工作原理變壓器工作原理變壓器工作原理鐵芯鐵心的作用是變壓器的主磁路鐵心的材料0.35～0.5mm厚的硅鋼片鐵心形式電力變壓器主要采用心式結構變壓器工作原理鐵芯變壓器工作原理變壓器工作原理鐵芯是變壓器的磁路部分，由鐵芯柱（柱上套裝繞組）、鐵軛（連接鐵芯以形成閉合磁路）組成，為了減小渦流和磁滯損耗，提高磁路的導磁性，鐵芯采0.35mm~0.5mm厚的硅鋼片涂絕緣漆后交錯疊成。小型變壓器鐵芯截面為矩形或方形，大型變壓器鐵芯截面為階梯形，這是為了充分利用空間。變壓器工作原理鐵芯是變壓器的磁路部分，由鐵芯柱（柱上套裝繞鐵芯變壓器工作原理鐵芯變壓器工作原理變壓器工作原理繞組：繞組是變壓器的電路部分銅或鋁導線包繞絕緣紙以后繞制而成。變壓器工作原理繞組：繞組變壓器工作原理繞組變壓器工作原理繞組是變壓器的電路部分，采用銅線或鋁線繞制而成，原、副繞組同心套在鐵芯柱上。為便于絕緣，一般低壓繞組在里，高壓繞組在外，但大容量的低壓大電流變壓器，考慮到引出線工藝困難，往往把低壓繞組套在高壓繞組的外面。變壓器工作原理變壓器工作原理變壓器的附件：1-銘牌；2-信號式溫度計；3-吸濕器；4-油標；5-儲油柜；6-安全氣道7-氣體繼電器；8-高壓套管；9-低壓套管；10-分接開關；11-油箱；12-放油閥門；13-器身；14-接地板；15-小車變壓器工作原理變壓器的附件：變壓器工作原理變壓器工作原理變壓器工作原理變壓器工作原理變壓器工作原理變壓器的結構及工作原理(整合后)ppt課件變壓器工作原理變壓器工作原理變壓器工作原理變壓器工作原理變壓器工作原理變壓器工作原理三、油箱及其他附件1.油箱變壓器油的作用：加強變壓器內部絕緣強度和散熱作用要求：用質量好的鋼板焊接而成，能承受一定壓力。形式：大型變壓器油箱均采用了鐘罩式結構；小型變壓器采用吊器身式。2.儲油柜

作用：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。在大型電力變壓器的儲油柜內還安放一個特殊的空氣膠囊，它通過呼吸器與外界相通，空氣膠囊阻止了儲油柜中變壓器油與外界空氣接觸。三、油箱及其他附件3.呼吸器

作用：內裝硅膠的干燥器，與油枕連通，為了使潮氣不能進入油枕使油劣化。硅膠對空氣中水份具有很強的吸附作用，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。4.冷卻器

作用：加強散熱。裝配在變壓器油箱壁上，對于強迫油循環(huán)風冷變壓器，電動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自風扇的冷空氣吹拂，使熱量散失到空氣中去，經過冷卻后的油從變壓器油箱底部重新回到變壓器油箱內。3.呼吸器

作用：內裝硅膠的干燥器，與油枕連通，為了使5.絕緣套管

(分為高壓絕緣套管和低壓絕緣套管)

作用：使繞組引出線與油箱絕緣。絕緣套管一般是陶瓷的，其結構取決于電壓等級。1kV以下采用實心磁套管，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，套管外形做成多級傘形裙邊。電壓等級越高，級數(shù)越多。5.絕緣套管

(分為高壓絕緣套管和低壓絕緣套管)6.分接開關

作用：用改變繞組匝數(shù)的方法來調壓。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關。分接開關分為無載調壓和有載調壓兩種，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載情況下進行切換。分接開關安裝在油箱內，其控制箱在油箱外，有載調壓分接開關內的變壓器油是完全獨立的，它也有配套的油箱、瓦斯繼電器、呼吸器。6.分接開關

作用：用改變繞組匝數(shù)的方法來調壓。7.壓力釋放閥

作用：為防止變壓器內部發(fā)生嚴重故障而產生大量氣體，引起變壓器發(fā)生爆炸。壓力釋放裝置在變壓器油箱頂蓋上，壓力釋放裝置在保護電力變壓器方面起重要作用。充有變壓器油的電力變壓器，如果內部出現(xiàn)故障或短路，電弧放電就會在瞬間使油汽化，導致油箱內壓力極快升高。如果不能極快釋放該壓力，油箱就會破裂，將易燃油噴射到很大的區(qū)域內，可能引起火災，造成更大破壞，因而通過壓力釋放裝置使油箱內減壓防止上述情況發(fā)生。

7.壓力釋放閥

作用：為防止變壓器內部發(fā)生嚴重故障而8.氣體繼電器（瓦斯繼電器）

作用：變壓器的一種保護裝置，安裝在油箱與儲油柜的連接管道中，當變壓器內部發(fā)生故障時（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）產生的氣體和油流，迫使氣體繼電器動作。輕者發(fā)出信號，以便運行人員及時處理。重者使斷路器跳閘，以保護變壓器。

8.氣體繼電器（瓦斯繼電器）

作用：變壓器的一種保護電磁鐵：交流電磁鐵通電后，若銜鐵長時期被卡住而不能吸合，會引起什么后果？

答：如果氣隙中有異物卡住，電磁鐵長時間吸不上，線圈中的電流一直很大，將會導致過熱，把線圈燒壞。思考題電磁鐵：交流電磁鐵通電后，若銜鐵長時期被卡住而不能吸合，會引交流鐵芯線圈如下圖所示的交流鐵心線圈電路，在帶鐵心的線圈上加正弦交流電壓u，線圈中的電流便在鐵心中產生主磁通Φ和漏磁通Φσ。主磁通Φ是流經鐵心的工作磁通，漏磁通Φσ是由于空氣隙或其它原因損耗的磁通，它不流經鐵心。主磁通和漏磁通都要在線圈中產生感應電動勢，一個是主磁電動勢e，另一個是漏磁電動勢eσ。交流鐵芯線圈如下圖所示的交流鐵心線圈電路，在帶鐵心的線圈上加與電源相連的線圈，接收交流電能，稱為一次繞組用U1，I1，E1，N1表示;與負載相連的線圈，送出交流電能，稱為二次繞組

用U2，I2，E2，N2表示;同時交鏈一次，二次繞組的磁通量的相量為

Fm,該磁通量稱為主磁通;變壓器工作原理變壓器原理圖（圖3-1）

與電源相連的線圈，接收交流電能，稱為一次繞組用U1，I變壓器的工作原理

變壓器的主要部件是鐵心和套在鐵心上的兩個繞組。兩繞組只有磁的耦合，沒有電的聯(lián)系。

當一個正弦交流電壓U1加在初級線圈兩端時，導線中就有交變電流I1并產生交變磁通Φ1，它沿著鐵心穿過初級線圈和次級線圈形成閉合的磁路。在次級線圈中感應出互感電勢U2，同時Φ1也會在初級線圈上感應出一個自感電勢E1，E1的方向與所加電壓U1方向相反而幅度相近，從而限制了I1的大小。變壓器的工作原理如果次級接上負載，次級線圈就產生電流I2，并因此而產生磁通Φ2，Φ2的方向與Φ1相反，起了互相抵消的作用，使鐵心中總的磁通量有所減少，從而使初級自感電壓E1減少，其結果使I1增大，可見初級電流與次級負載有密切關系。當次級負載電流加大時I1增加，Φ1也增加，并且Φ1增加部分正好補充了被Φ2所抵消的那部分磁通，以保持鐵心里總磁通量不變。

如果不考慮變壓器的損耗，可以認為一個理想的變壓器次級負載消耗的功率也就是初級從電源取得的電功率。變壓器能根據(jù)需要通過改變次級線圈的圈數(shù)而改變次級電壓，但是不能改變允許負載消耗的功率。其電磁關系如下：如果次級接上負載，次級線圈就產生電流I2，并因此而產生磁通Φ1）性質上：與成非線性關系；與成線性關系；2）數(shù)量上：占99%以上，僅占1%以下；3）作用上：起傳遞能量的作用，起漏抗壓降作用。主磁通與漏磁通的區(qū)別1）性質上：與成非線性關系；與成線性關系若一次、二次繞組的電壓、電動勢的瞬時值均按正弦規(guī)律變化，則有不計鐵心損失，根據(jù)能量守恒原理可得由此得出一次、二次繞組電壓和電流有效值的關系：令K=N1/N2，稱為匝比（亦稱電壓比），則

結論：只要(1)磁通有變化量;(2)一、二次繞組的匝數(shù)不同，就能達到改變電壓的目的。變壓器工作原理若一次、二次繞組的電壓、電動勢的瞬時值均按正弦規(guī)律變化，則有1、變壓器的電壓變換：設一次繞組的匝數(shù)是N1，二次繞組的匝數(shù)是N2，穿過它們的磁通是Φ，那么一次、二次繞組中產生的感應電動勢分別是：

E1=4.44·f·N1·ΦmE2=4.44·f·N2·Φm

則:U1/U2≈E1/E2=N1/N2=K（K為變壓器的變比）由上式知：變壓器一次、二次繞組的端電壓之比等于這兩個繞組的匝數(shù)之比。

如果N2＞N1，則U2＞U1，變壓器使電壓升高，這種變壓器稱為升壓變壓器；

如果N2＜N1，則U2＜U1，變壓器使電壓降低，這種變壓器稱為降壓變壓器。結論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。1、變壓器的電壓變換：設一次繞組的匝數(shù)是N1，二次繞組的匝2、變壓器的電流變換：變壓器副邊帶負載后對磁路的影響：在副邊感應電壓的作用下，副邊線圈中有了電流i2。此電流在磁路中也會產生磁通，從而影響原邊電流i1。由U1≈E1=4.44N1fΦm可知，U1和f不變時，E1和Φm也都基本不變。因此，有負載時產生主磁通的原、副繞組的合成磁動勢（i1N1+i2N2）和空載時產生主磁通的原繞組的磁動勢i0N1基本相等，即：

因空載電流i0很小，可忽略不計，則有：結論：原、副邊電流與匝數(shù)成反比。2、變壓器的電流變換：變壓器副邊帶負載后對磁路的影響：在副邊3、變壓器的阻抗變換在電子線路中，常利用變壓器的阻抗變換功能來達到阻抗匹配的目的。設接在變壓器副繞組的負載阻抗Z的模為|Z|，則：

|Z|=U2/I2

根據(jù)等效原理，Z反映到原繞組的阻抗模|Z‘|為：結論：變壓器原邊的等效負載，為副邊所帶負載乘以變比的平方。3、變壓器的阻抗變換在電子線路中，常利用變壓器的阻抗變換功能變壓器的主要作用是實現(xiàn)電壓變換、電流變換和阻抗變換。1、電壓變換(降壓變壓器)：如圖，通過變壓器可把網電壓變?yōu)樗璧牡碗妷骸?/p>

圖3-1變壓器的主要作用是實現(xiàn)電壓變換、電流變換和阻抗變換。2、電流變換：如圖，通過電流互感器可把大電流變?yōu)樾‰娏?，方便測量。

2、電流變換：如圖，通過電流互感器可把大電流變?yōu)樾‰娏?，方?、阻抗變換：如圖，通過變壓器能實現(xiàn)揚聲器阻抗與電源內阻匹配，獲得最大功率。

3、阻抗變換：如圖，通過變壓器能實現(xiàn)揚聲器阻抗與電源內阻匹配變壓器工作原理變壓器的銘牌參數(shù)：每臺變壓器都有一銘牌，上面標注著型號、額定值及其它數(shù)據(jù)，便于用戶了解變壓器的運行性能。電力變壓器產品型號SL7－315/10產品編號額定容量315kV·A使用條件戶外式額定電壓10000/400V冷卻條件ONAN額定電流18.2/454.7A短路電壓4%額定頻率50Hz器身吊重765kg相數(shù)三相油重380kg聯(lián)接組別Yyno總重1525kg制造廠生產日期圖1－4電力變壓器銘牌示意圖變壓器工作原理變壓器的銘牌參數(shù)：電力變壓器電力變壓器按容量大小通常分為小型變壓器（容量為10～630kVA）、中型變壓器（容量為800～6300kVA）、大型變壓器（容量為8000～63000kVA）特大型變壓器（容量在90000kVA及以上）。電力變壓器按容量大小通常分為變壓器工作原理額定容量SN：它是變壓器額定工作條件下輸出能力的保證值，是額定視在功率，單位有：伏安（V?A）或千伏安（kV?A）或兆伏安（MV?A）。一般容量在630kVA以下的為小型電力變壓器；800~6300kVA的為中型電力變壓器；8000~63000kVA為大型電力變壓器；90000kVA及以上的為特大型電力變壓器；變壓器工作原理額定容量SN：變壓器工作原理額定電壓U1N/U2N

均指線值電壓。原邊額定電壓U1N是指電源加在原繞組上的額定電壓；副邊額定電壓U2N是指原邊加額定電壓副邊空載時副繞組的端電壓，單位有：伏（V）或千伏（kV）。變壓器工作原理額定電壓U1N/U2N變壓器工作原理額定電流I1N/I2N均指線值電流。原、副邊額定電流是指在額定容量和額定電壓時所長期允許通過的電流，單位有：安（A）

額定頻率fN

指工業(yè)用電頻率，我國規(guī)定為50Hz。變壓器工作原理額定電流I1N/I2N變壓器工作原理變壓器的額定容量、額定電壓、額定電流之間的關系為：單相變壓器：三相變壓器：變壓器工作原理變壓器的額定容量、額定電壓、額定電流之間的關系變壓器三相繞組接線有兩種：1、星形聯(lián)結星形聯(lián)結記作：“Y”或“y”2、三角形聯(lián)結三角形聯(lián)結記作：“D”或“d”變壓器工作原理變壓器三相繞組接線有兩種：變壓器工作原理干式電力變壓器特點

干式電力變壓器承受熱沖擊能力強，過負載能力大、難燃、防火性能高、低損耗、局部放電量小、噪聲低、不產生有害氣體、不污染環(huán)境、對濕度、灰塵不敏感、體積小、不開裂、維護簡便。因此，最適宜用于防火要求高，負荷波動大以及污穢潮濕的惡劣環(huán)境中。如：機場、發(fā)電廠、冶金作業(yè)、醫(yī)院、高層建筑、購物中心、居民密集區(qū)以及石油化工、核電站、核潛艇等特殊環(huán)境中。變壓器工作原理干式電力變壓器特點變壓器工作原理例：SCB10型脫硫干式變壓器干式電力變壓器型號及含義SCB10—1600