第07章-三相变压器解剖

三相变压器内部结构
三相变压器内部结构主要包括主变压器、辅助设备和保护装置。

1. 主变压器：主变压器通常由三个独立的相组成，每个相都包括一个原边线圈和一个副边线圈。

原边线圈将输入的三相电压变压为需要的输出电压，而副边线圈将输出电压提供给负载。

主变压器的核心由铁芯和绝缘材料组成，绝缘材料用于绕制线圈并分隔线圈和铁芯。

2. 辅助设备：辅助设备包括冷却系统、绝缘系统和连接系统。

冷却系统常用的是油冷却和风冷却两种方式，油冷却方式常用于大型变压器，风冷却方式常用于小型变压器。

绝缘系统由绝缘材料构成，主要用于保护线圈免受外界环境的影响。

连接系统包括输入、输出和地线的连接，确保电流能够正确的流动。

3. 保护装置：保护装置主要用于监测和保护变压器的正常运行。

常见的保护装置包括过载保护、短路保护和过电压保护等。

过载保护用于监测变压器是否超过额定容量，短路保护用于防止变压器由于短路而损坏，过电压保护用于防止输入电压过高而对变压器造成危害。

这些保护装置通常由继电器和传感器组成，能够实时感知变压器运行状态并采取相应的保护措施。

总之，三相变压器内部结构的设计旨在提供稳定可靠的电压转换和保护功能，确保变压器的安全运行。

三相变压器的构造和原理
三相变压器是一种将交流电能从一个电压级别转换到另一个电压级别的电力设备。

它由三个相同的单相变压器组成，每个单相变压器的一次绕组接在三相电源上，二次绕组则连接到负载。

三相变压器的构造和原理如下：
构造：
三相变压器由三个单相变压器组成，每个单相变压器有两个绕组（一次绕组和二次绕组）和一个铁芯。

三个单相变压器通过共享一个铁芯来组成三相变压器。

每个单相变压器的一次绕组都绕在铁芯上，而二次绕组则相互独立。

铁芯由硅钢片组成，这些硅钢片有助于降低电磁感应损失。

原理：
三相变压器的原理与单相变压器的原理相同。

当交流电流通过一次绕组时，它将在铁芯中产生一个磁场。

这个磁场会引起在二次绕组中产生电势差。

如果二次绕组的绕组数比一次绕组的绕组数少，则二次电压将比一次电压低。

如果二次绕组的绕组数比一次绕组的绕组数多，则二次电压将比一次电压高。

在三相变压器中，每个单相变压器的一次绕组都连接到三相电源中的一个相位。

这些一次绕组相互独立，但它们共享同一个铁芯。

当三个单相变压器一起运行时，它们的二次绕组的电压将相互关联，形成一个三相电压输出。

变压器结构图解变压器的基本结构部件是铁心和绕组，由它们组成变压器的器身。

为了改善散热条件，大、中容量变压器的器身浸入盛满变压器油的封闭油箱中，各绕组与外电路的连接则经绝缘套管引出。

为了使变压器平安牢靠地运行，还设有储油柜、气体继电器和平安气道等附件。

(一)铁心铁心既作为变压器的磁路;又作为变压器的机械骨架。

为了提高导磁性能、削减交变磁通在铁心中引起的损耗，变压器的铁心都采纳厚度为0.35-0.5mm的电工钢片叠装而成。

电工钢片的两面涂有绝缘层，起绝缘作用。

大容量变压器多采纳高磁导率、低损耗的冷轧电工钢片。

电力变压器的铁心一般都采纳心式结构，其铁心可分为铁心柱(有绕组的部分)和铁轭(联接两个铁心柱的部分)两部分。

绕组套装在铁心柱上，铁轭使铁心柱之间的磁路闭合。

在铁心柱与铁轭组合成整个铁心时，多采纳交叠式装配，使各层的接缝不在同一地点，这样能削减励磁电流，但缺点是装配简单，费工费时。

在一般变压器中，铁心柱截面采纳外接圆的阶梯形。

只有当变压器容量很小时才采纳方形。

沟通磁通在铁心中会引起涡流损耗和磁滞损耗，使铁心发热。

在大容量变压器的铁心中，往往设置油道。

铁心浸在变压器油中，当油从油道中流过时，可将铁心中的热量带走。

(二)绕组绕组是变压器的电路部分，用来传输电能，一般分为高压绕组和低压绕组。

接在较高电压上的绕组称为高压绕组;接在较低电压上的绕组称为低压绕组。

从能量的变换传递来说，接在电源上，从电源汲取电能的绕组称为原边绕组(又称一次绕组或初级绕组);与负载连接，给负载输送电能的绕组称副边绕组(又称二次绕组或次级绕组)。

绕组一般是用绝缘的铜线绕制而成。

高压绕组的匝数多、导线横截面小;低压绕组的匝数少、导线横截面大。

为了保证变压器能够平安牢靠的运行以及有足够的使用寿命，对绕组的电气性能、耐热性能和机械强度都有肯定的要求。

绕组是根据肯定规律连接起来的若干个线圈的组合。

依据高压绕组和低压绕组相互位置的不同，绕组结构型式可分为同心式和交叠式两种。

电力变压器的构造这是一个三相电力变压器的模型。

从外观看主要由变压器的箱体、高压绝缘套管、低压绝缘套管、油枕、散热管组成。

三相电力变压器移去变压器箱体可看到变压器的铁芯与绕组，铁芯由硅钢片叠成，硅钢片导磁性能好、磁滞损耗小。

在铁芯上有A、B、C三相绕组，每相绕组又分为高压绕组与低压绕组，一般在内层绕低压绕组，外层绕高压绕组。

图2左边是高压绕组引出线，右边是低压绕组引出线。

电力变压器的铁芯与绕组把铁芯与绕组放入箱体，绕组引出线通过绝缘套管内的导电杆连到箱体外，导电杆外面是瓷绝缘套管，通过它固定在箱体上，保证导电杆与箱体绝缘。

为减小因灰尘与雨水引起的漏电，瓷绝缘套管外型为多级伞形。

右边是低压绝缘套管，左边是高压绝缘套管，由于高压端电压很高，高压绝缘套管比较长。

电力变压器的绝缘套管变压器箱体（即油箱）里灌满变压器油，铁芯与绕组浸在油里。

变压器油比空气绝缘强度大，可加强各绕组间、绕组与铁芯间的绝缘，同时流动的变压器油也帮助绕组与铁芯散热。

在油箱上部有油枕，有油管与油箱连通，变压器油一直灌到油枕内，可充分保证油箱内灌满变压器油，防止空气中的潮气侵入。

电力变压器的油枕与散热管油箱外排列着许多散热管，运行中的铁芯与绕组产生的热能使油温升高，温度高的油密度较小上升进入散热管，油在散热管内温度降低密度增加，在管内下降重新进入油箱，铁芯与绕组的热量通过油的自然循环散发出去。

变压器油循环散热示意图一些大型变压器为保证散热，装有专门的变压器油冷却器。

冷却器通过上下油管与油箱连接，油通过冷却器内密集的铜管簇，由风扇的冷风使其迅速降温。

油泵将冷却的油再打入油箱内，下图是一台容量为400000kVA的特大型电力变压器模型，其低压端电压为20kV，高压端电压为220kV。

大型电力变压器采用油冷却的变压器结构较复杂，由于油是可燃物，也就存在安全性问题。

目前，在城市内、大型建筑内使用的变压器已逐渐采用干式电力变压器，变压器没有油箱，铁芯与绕组安装在普通箱体内。

三相变压器内部结构
【实用版】
目录
1.三相变压器的基本概念
2.三相变压器的内部结构
3.三相变压器的绕组结构
4.三相变压器的铁芯结构
5.三相变压器的联接组别和铁芯结构对谐波电流、谐波磁通的影响
正文
三相变压器是一种用于输入和输出三相交流电压的设备，其内部结构主要包括绕组和铁芯。

为了输入不同的电压，输入绕组可以使用多个绕组以适应不同的输入电压，同时输出绕组也可以用多个绕组以输出不同的电压。

三个独立的绕组通过不同的接法（如：星形、三角形）接入三相交流电源，其输出亦如此。

三相变压器的绕组结构有多种，如双层圆筒式、多层圆筒式、饼式、螺旋式等。

其中，饼式又分为连续式、纠结式、纠结连续式，螺旋式又可分为单螺旋、双螺旋、四螺旋、八螺旋等。

三相变压器的铁芯结构主要有壳式和芯式两种。

壳式铁芯结构由三个独立的铁芯构成，每个铁芯都有自己的磁路，彼此独立、互不关联。

芯式铁芯结构则将三个铁芯合并成一个整体，每个相的磁路必须通过另外两相的磁路构成回路，即磁路彼此关联、互相影响。

三相变压器的联接组别和铁芯结构对谐波电流、谐波磁通有影响。

变压器的谐波电流是由其励磁回路的非线性引起的。

谐波电流会导致铜损和杂散损耗增加，影响变压器的性能。

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三相变压器原理图解
介绍
三相变压器是一种常用的电力变压器，用于将电压从一种电压级别转换为另一
种电压级别。

在电力系统中，三相变压器被广泛应用于电力传输和配电系统中。

本文将详细解释三相变压器的工作原理，并通过图解方式进行说明。

三相变压器的结构
三相变压器由三个独立的变压器绕组组成，分别为高压绕组、低压绕组和中性
点绕组。

高压绕组和低压绕组之间通过铁芯相互连接，中性点绕组连接到中性点，构成一个闭合的电路。

工作原理
当高压绕组通电时，通过铁芯的磁场感应作用于低压绕组，导致在低压绕组中
感应出电势，从而实现电压的改变。

由于三相变压器有三组绕组，因此可以实现三相交流电压的变化。

三相变压器的连接方式
三相变压器可以采用星形连接和三角形连接两种方式。

在星形连接中，每个相
的绕组都与中性点相连，而在三角形连接中，绕组之间直接相连，没有中性点。

三相变压器的优点
•三相变压器可以实现对三相电压的精确控制和调节。

•由于有三个相位，三相变压器在电力传输中更加稳定和可靠。

•三相变压器的效率高，能够满足大功率设备的需求。

应用领域
三相变压器广泛应用于电力系统中，包括电力传输线路、工业生产和城市供电
系统等领域。

它在提高电力系统效率和稳定性方面发挥着重要作用。

结论
通过本文的介绍，我们了解了三相变压器的结构、工作原理、连接方式以及优点。

三相变压器在现代电力系统中扮演着重要的角色，它的应用范围广泛，对电力系统的稳定性和可靠性起着关键作用。

希望通过本文对三相变压器有更深入的了解。

三相变压器的结构嘿，朋友！想象一下，在一个大型工厂的车间里，机器轰鸣，灯光闪烁。

一群工人正忙碌地操作着各种设备，而在这其中，有一个大家伙静静地站在角落，它就是三相变压器。

这三相变压器啊，就像是一个神奇的魔法盒子，将高压电变成适合工厂使用的低压电。

那它到底长啥样呢？让我来给您说道说道。

先瞧瞧它的铁芯，这可是变压器的“骨架”。

铁芯通常由硅钢片叠成，一层又一层，就像叠罗汉似的。

这硅钢片可不得了，它能减少磁滞损耗和涡流损耗，提高变压器的效率。

您说，这是不是很神奇？再看看那绕在铁芯上的线圈，就如同给这个“骨架”穿上了一层又一层的“衣服”。

这些线圈分为高压线圈和低压线圈，它们各司其职，通力合作。

高压线圈就像是一位大力士，承受着强大的电压；低压线圈则像是个巧匠，把电压变得温顺宜人。

还有啊，三相变压器还有个外壳，这外壳就像是它的“防护服”，保护着里面的铁芯和线圈不受外界的干扰和损伤。

您可能会问，这三相变压器工作起来累不累呀？哈哈，它可没有感觉，只会默默地坚守岗位。

在我们的日常生活中，虽然您可能看不到三相变压器的身影，但它却在背后默默地为我们服务着。

就好比在炎热的夏天，当您在家里吹着凉爽的空调，吃着冰镇的西瓜，享受着舒适的生活时，可别忘了这一切都有三相变压器的功劳。

您想想，如果没有三相变压器把电压转换得恰到好处，那些电器能正常工作吗？咱们的生活能这么便利吗？这三相变压器的结构虽然看似复杂，但每一个部分都有着不可或缺的作用，它们共同协作，为我们的生活带来了光明和便利。

所以说，三相变压器可真是个了不起的“大功臣”啊！。

全面认识变压器（图文详解）一、变压器的种类和功能特点变压器是一种用来变换电压、电流或阻抗的电气部件，是电力系统中输配电力的主要设备，其实物外形如图1-1所示。

图1-1 变压器的实物外形在远距离传输电力时，可使用变压器将发电站送出的电压升高，以减少在电力传输过程中的损失，以便于远距离输送电力；在用电的地方，变压器将高压降低，以供用电设备和用户使用。

变压器的分类方式有很多种，根据其电源相数的不同，主要可以分为单相变压器和三相变压器。

1单相变压器的功能特点图1-2 单相变压器的结构特点单相变压器是一种初级绕组为单相绕组的变压器。

如图1-2所示，单相变压器的初级绕组和次级绕组均缠绕在铁芯上，初级绕组为交流电压输入端，次级绕组为交流电压输出端。

次级绕组的输出电压与线圈的匝数成正比。

单相变压器可将高压供电变成单相低压，供各种设备使用，例如可将交流6600V高压经单相变压器变为交流220V低压，为照明灯或其他设备供电，如图1-3所示。

单相变压器有结构简单、体积小、损耗低等优点，适宜在负荷较小的低压配电线路（60Hz以下）中使用。

图1-3 单相变压器的功能示意图单相变压器多用于农村输配电系统中，以及一些照明或小型电动机的供电中，其应用实例如图1-4所示。

此外在很多电子电气设备中，它也可作为电源变压器使用。

图1-4 单相变压器的应用实例2三相变压器的功能特点三相变压器是电力设备中应用比较多的一种变压器。

三相变压器实际上是由3个相同容量的单相变压器组合而成的，初级绕组（高压线圈）为三相，次级绕组（低压线圈）也为三相，如图1-5所示。

图1-5 三相变压器的结构特点三相变压器主要用于三相供电系统中的升压或降压，比较常用的就是将几千伏的高压变为380V的低压，为用电设备提供动力电源，如图1-6所示。

图1-6 三相变压器的功能示意图三相变压器的应用范围比较广泛，例如变电站、工矿企业、建筑工地、排灌设备、邮电、纺织、铁路、学校、医院、国防、电梯等，同时也适用于一些电源电压低、波动较大的低压配电线路中。

三相变压器原理图解
电力工业中，输配电都采用三相制。

变换三相交流电电压，则用三相变压器。

可以设想，把三个单相变压器拼合在一起，便组成了一个三相变压器，各相磁通都经过中间铁心。

（a ）三个单相变压器的组合; (b ）由三个单相变压器合成一个三相变压器
由于三相磁通对称（各相磁通幅值相等，相位互差120 °），所以通过中间铁心的总磁通为零，故中间铁心柱可以取消。

这样，实际制作时，通常把三个铁心柱排列在同一平面，如下图所示。

这种三相变压器比三个单相变压器组合效率高，成本低，体积小，因此应用广泛。

原副边可以根据实际需要连接成星形或三角形。

原边与三相电源连接，副边和三相负载连接，构成三相电路。

三相变压器的额定容量为S = 3 U 2e I 2e ，式中，U 2e 、I 2e 分别为副边额定线电压、额定线电流。

1。

3．7三相变压器现代电力系统均采用三相制，因而三相变压器的应用极为广泛。

三相变压器可以用三个单相变压器组成，这种三相变压器称为三相变压器组；还有一种由铁轭把三个铁心柱连在一起的三相变压器，称为三相心式变压器。

从运行原理来看，三相变压器在对称负载下运行时，各相电压、电流大小相等，相位上彼此相差1200。

3．7．1三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统按其铁心结构可分为组式磁路和心式磁路。

一、组式(磁路)变压器三相组式变压器是由三台单相变压器组成的，相应的磁路称为组式磁路。

由于每相的主磁通由各沿自己的磁路闭合，彼此不相关联。

当一次侧外施三相对称电压时，各相的主磁通必然对称。

三相组式变压器的磁路系统如图3．7．1所示。

图3．7．1 三相组式变压器的磁路系统二、心式(磁路)变压器三相心式变压器每相有一个铁心柱，三个铁心柱用铁轭连接起来，构成三相铁心，如图3．7．2所示。

这种磁路的特点是三相磁路彼此相关。

从图上可以看出，任何一相的主磁通都要通过其他两相的磁路作为自己的闭合磁路。

三相心式变压器可以看成是由三相组式变压器演变而来的。

如果把三台单相变压器的铁心合并成图3．7．2(a)的形式，在外施对称三相电压时，三相主磁通是对称的，中间铁心柱的磁通ΦU+ΦV+ΦW=0，即中间铁心柱无磁通通过，因此可将中间铁心柱省去，如图3．7．2(b)所示。

为制造方便和降低成本，把V相铁轭缩短，并把三个铁心柱置于同一平面，便得到三相心式变压器铁心结构．如图3．7．2(c)所示。

在这种变压器中，中间V相磁路最短，两边U、W两相较长，三相磁路不对称。

当外施对称三相电压时，三相空载电流便不相等，但由于空载电流较小，它的不对称对变压器负载运行的影响不大，所以可略去不计。

与三相组式变压器相比，三相心式变压器省材料，效率高，占地少，成本低，运行维护方便，故应用广泛。

只在超高压、大容量巨型变压器中由于受运输条件限制或为减少备用容量才采用三相组式变压器。

一、三相电力变压器的原理及结构（一）变压器的基本结构电力变压器是利用电磁感应原理进行工作的，因此其最基本的结构组成是电路和磁路部分。

变压器的电路部分就是它的绕组，对于降压变压器，与系统电路和电源连接的称为一次绕组，与负载连接的为二次绕组；变压器的铁心构成了它的磁路，铁心由铁轭和铁心柱组成，绕组套在铁心柱上；为了减少变压器的涡流和磁滞损耗，采用表面涂有绝缘漆膜的硅钢片交错叠成铁心。

1.常用三相油浸式电力变压器如图6－1所示。

图6－1 三相油浸式电力变压器的结构1—信号温度计2—铭牌3—吸湿器4—油枕(储油柜) 5—油位指示器6—防爆管7—气体继电器8－高压套管9—低压套管10—分接开关11—油箱及散热油管12—铁心13—绕组及绝缘14—放油阀15—小车16—接地端子（1）油箱油箱由箱体、箱盖、散热装置、放油阀组成，其主要作用是把变压器连成一个整体及进行散热。

内部是绕组、铁心和变压器的油。

变压器油既有循环冷却和散热作用，又有绝缘作用。

绕组与箱体(箱壁、箱底)有一定的距离，由油箱内的油绝缘。

油箱一般有四种结构：ａ.散热管油箱，散热管的管内两端与箱体内相通，油受热后，经散热管上端口流人管体，冷却后经下端口又流回箱内，形成循环，用于1600kV·A及以下的变压器。

b.带有散热器的油箱，用于2000kV·A以上的变压器。

c.平顶油箱。

d.波纹油箱（瓦楞型油箱）。

(2)高低压套管套管为瓷质绝缘管，内有导体，用于变压器一、二次绕组接入和引出端的固定和绝缘。

(3)气体继电器容量在800kV·A及以上的油浸式变压器（户内式的变压器容量在400kV·A及以上）才安装，用于在变压器油箱内部发生故障时进行气体继电保护。

(4)储油柜又叫油枕，内储有一定的油，它的作用一是补充变压器因油箱渗油和油温变化造成的油量下降，二是当变压器油发生热胀冷缩时保持与周围大气压力的平衡。

其附件吸湿器与油枕内油面上方空间相连通，能够吸收进入变压器的空气中的水分，以保证油的绝缘强度。