第3章变压器基本原理及应用

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1、3.1 3.1 变压器的工作原理和结构变压器的工作原理和结构3.23.2变压器的电磁关系变压器的电磁关系3.3 3.3 单相变压器的参数测定单相变压器的参数测定3.4 3.4 变压器的联接组别变压器的联接组别3.5 3.5 变压器的并联运行变压器的并联运行 变压器是一种静止电器变压器是一种静止电器, ,它通过线圈间的电磁感应它通过线圈间的电磁感应, ,将一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压将一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能等级的交流电能.第第3 3章章 变压器基本原理及应用变压器基本原理及应用* *3.63.6变压器的运行特性变压器的运行特性* *3.73

2、.7特种变压器特种变压器第三章 变压器连接发电机与电网的升压变压器连接发电机与电网的升压变压器连接发电机的连接发电机的封闭母线封闭母线 与电网相连与电网相连的高压出线端的高压出线端返回第三章 变压器三相干式变压器接触调压器第三章 变压器电源变压器环形变压器控制变压器3.1 3.1 变压器的基本结构变压器的基本结构3.1.13.1.1变压器的基本概念变压器的基本概念 1 1、变压器的定义、变压器的定义变压器是指：变压器是指：一种能够改变同频率交流电压的电磁装置。一种能够改变同频率交流电压的电磁装置。变压器的作用：变压器的作用：主要用于改变交流电压，还可以改变交流电流、主要用于改变交流电压，还可以

3、改变交流电流、阻抗、相角等。阻抗、相角等。变压器的原理：变压器的原理：利用电磁感应。利用电磁感应。变压器的用途：变压器的用途：在输送电能时高压供电最经济在输送电能时高压供电最经济变压器用于升高电压，变压器用于升高电压，高压有：高压有：10、35、110、220、330、500KV；在使用电能时低压用电最安全在使用电能时低压用电最安全变压器用于降低电压，变压器用于降低电压，低压为：低压为：60006000、30003000、10001000、400400、230V230V。2 2、变压器的、变压器的构成构成3 3、变压器的、变压器的原理原理变压器变压器=作为磁路的铁心作为磁路的铁心+作为电路的线

4、圈。作为电路的线圈。接电源的一侧接电源的一侧原绕组、一次边、输入侧，原绕组、一次边、输入侧，其物理量用下标其物理量用下标1表示：表示：U1、I1、E1、N1、R1、X1、Z1等；等；接接负载负载的一侧的一侧副副绕组、绕组、二二次边、输次边、输出出侧，侧，其物理量用下标其物理量用下标2表示：表示：U2、I2、E2、N2、R2、X2、Z2等；等；1U2U1u2uLZ1u1e2e2u1i2i1U2U1u2uLZ正方向的规定：正方向的规定：原边按电动机惯例：原边按电动机惯例：以以U1为参考，为参考，E1与与m右手；右手；I1与与U1同向，同向，m与与I1右手，右手，（关联）（关联）副边按发电机惯例：副

5、边按发电机惯例：以以E2为参考，为参考，U2与与I2反向反向。m与与E2右手右手，I2与与E2同向，同向，（非关联）（非关联）u1E1U1。i1F1mN1e1= - -N1(d/dt) e1u1N2E2U2。e2= - -N2(d/dt) e2u2变压器的原边线圈匝数与副边线圈匝数的比值。变压器的原边线圈匝数与副边线圈匝数的比值。变压器变比基本定义：变压器变比基本定义：用用k表示。表示。k=N1/N2=e1 /e2=E1 /E2=U1 /U2，U1= kU2，若若k1U1U2降压变压器，降压变压器，若若k1U1U2升压变压器。升压变压器。4 4、变压器的、变压器的分类分类（1）按用途分类：）按

6、用途分类：电力变压器，电力变压器，调压变压器，调压变压器，整流变压器，整流变压器，仪用变压器；仪用变压器；（2）按）按相数相数分类：分类：单相变压器，单相变压器，六相变压器，六相变压器，三相变压器，三相变压器，多相变压器；多相变压器；（3）按）按绕组绕组分类：分类：单绕变压器，单绕变压器，三绕变压器，三绕变压器，双绕变压器，双绕变压器，多绕变压器；多绕变压器；（4）按）按铁心铁心分类：分类：心式心式变压器，变压器，壳式壳式变压器变压器；第三章 变压器铁铁心心柱柱铁铁心心柱柱铁铁 轭轭铁铁 轭轭11112222 心式变压器心式变压器低压绕组低压绕组高压绕组高压绕组 (b) 单相心式变压器示意图单

7、相心式变压器示意图 第三章 变压器铁轭铁轭 铁轭铁轭 壳式变压器壳式变压器 第三章 变压器铁铁 铁铁 铁铁 心心轭轭 柱柱 轭轭1122 单相壳式变压器单相壳式变压器 第三章 变压器 三相油浸式电力变压器三相油浸式电力变压器 第三章 变压器 S9 型配电变压器（型配电变压器（10 kV） 第三章 变压器 大型油浸电力变压器大型油浸电力变压器 第三章 变压器 大型油浸电力变压器大型油浸电力变压器 第三章 变压器 干式变压器干式变压器 3.1.23.1.2变压器的基本概念变压器的基本概念 1 1、变压器的、变压器的基本部件基本部件（1）变压器铁心）变压器铁心作用作用：通过一定交变磁通，耦合原边副边

8、绕组，固定原边副边线圈。：通过一定交变磁通，耦合原边副边绕组，固定原边副边线圈。材料：含硅绝缘钢片。材料：含硅绝缘钢片。绝缘用于降低迭片厚度，减小涡流损耗。绝缘用于降低迭片厚度，减小涡流损耗。 含硅薄钢片：厚含硅薄钢片：厚0.270.27毫米，毫米，含硅用于提高导磁系数，减小磁滞损耗；含硅用于提高导磁系数，减小磁滞损耗；片间涂绝缘：厚片间涂绝缘：厚0.100.10毫米，毫米，构成构成：由矩形绝缘硅钢片交叠而成的闭合的铁心磁路。：由矩形绝缘硅钢片交叠而成的闭合的铁心磁路。铁心的迭法：直角交迭，斜角交迭。铁心的迭法：直角交迭，斜角交迭。铁心柱截面：铁心柱为多边梯形，连接铁心柱的磁轭为矩形。铁心柱截

9、面：铁心柱为多边梯形，连接铁心柱的磁轭为矩形。铁心的结构：大容量电力变压器常用心式铁心，铁心的结构：大容量电力变压器常用心式铁心， 小容量单相变压器常用壳式铁心。小容量单相变压器常用壳式铁心。（2）变压器）变压器绕组绕组作用作用：输入输出交流电能，改变输出电压等级，传导交变电磁功率。：输入输出交流电能，改变输出电压等级，传导交变电磁功率。材料：材料：铜质绝缘线圈。铜质绝缘线圈。构成构成：绕制成集中线圈，原边副边紧密耦合。：绕制成集中线圈，原边副边紧密耦合。线圈的绕法：同心式绕组，交迭式绕组。线圈的绕法：同心式绕组，交迭式绕组。同心式绕组：同心式绕组：结构：结构：低压在内、高压在外，低压在内、高

10、压在外，线圈形式为筒式结构。线圈形式为筒式结构。交迭式绕组：交迭式绕组：结构：结构：低压、高压分层排列低压、高压分层排列，线圈形式为饼式结构。线圈形式为饼式结构。特点：特点：便于绝缘、不易加固便于绝缘、不易加固，用途：用途：电压较高、电流较小。电压较高、电流较小。特点：特点：不易绝缘、便于加固不易绝缘、便于加固，用途：用途：电压较低、电流较大电压较低、电流较大。2 2、变压器的、变压器的附属部件附属部件（1 1）冷却系统）冷却系统主油箱、储油柜、绝缘油、散热器、呼吸器、放油阀门。主油箱、储油柜、绝缘油、散热器、呼吸器、放油阀门。作用作用：冷却铁心以及线圈，对线圈绝缘进行进一步保护。冷却铁心以及

11、线圈，对线圈绝缘进行进一步保护。 构成构成：（2 2）保护保护系统系统气体继电器、温度显示器、油位显示器、防爆安全通道气体继电器、温度显示器、油位显示器、防爆安全通道。作用作用：对短路、过载、过热、缺油等一般情况进行保护对短路、过载、过热、缺油等一般情况进行保护。 构成构成：（3 3）输出输出系统系统输入端和输出端、高压和低压绝缘套管、空载分接开关输入端和输出端、高压和低压绝缘套管、空载分接开关。作用作用：输入输出交流电能，对输入输出端进行绝缘保护输入输出交流电能，对输入输出端进行绝缘保护。 构成构成：3.1.33.1.3变压器的变压器的额定数据额定数据1 1、变压器、变压器额定值额定值（1