电力变压器的基本结构和额定值

第三章变压器1.变压器的定义:它是一种静止的电机,通过线圈间的电磁感应关系，将某一等级的交流电压转换为同频率的另一等级的交流电压.2.变压器的用途：3.电力变压器:用于电力系统升、降电压的变压器。

3。

1 变压器的基本结构和额定值一、变压器的基本结构1。

铁心：构成了变压器的磁路，同时又是套装绕组的骨架.铁心由铁心柱和铁轭两部分构成.铁心柱上套绕组，铁轭将铁心柱连接起来形成闭合磁路。

①材料：0。

35mm厚涂有绝缘漆膜的硅钢片，导磁性能好，可减少铁损;②铁心结构：心式和壳式；③迭片方式：交迭式迭装2。

绕组：绕组是变压器的电路部分，它由铜或铝绝缘导线绕制而成。

一次绕组(原绕组):输入电能二次绕组(副绕组）:输出电能它们通常套装在同一个心柱上，一次和二次绕组具有不同的匝数，通过电磁感应作用,一次绕组的电能就可传递到二次绕组，且使一、二次绕组具有不同的电压和电流。

其中，两个绕组中,电压较高的称为高压绕组，相应的电压较低的称为低压绕组。

从高、低压绕组的相对位置来看,变压器的绕组又可分为同心式、交迭式。

由于同心式绕组结构简单，制造方便,所以，国产的均采用这种结构，交迭式主要用于特种变压器中.3。

油箱和冷却装置:变压器油的作用:绝缘和冷却4。

绝缘套管:用于引线5。

保护装置和其他二、变压器的分类1、用途分:升压变压器、降压变压器；2、相数分：单相变压器和三相变压器；3、线圈数：双线圈变压器、三线圈变压器和自耦变压器;4、铁心结构：心式变压器和组式变压器;5、冷却介质和冷却方式：油浸式变压器和干式变压器等;6、容量大小:小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。

三、变压器的型号和额定值1、型号:表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容。

例如：SL —500/10:表示三相油浸自冷双线圈铝线，额定容量为500kVA ，高压侧额定电压为10kV 级的电力变压器. 2、额定值：额定值是制造厂对变压器在指定工作条件下运行时所规定的一些量值。

第七章变压器的基本结构和运行分析在工农业生产及社会生活的各个方面，存在着千差万别的用电设备，不同的用电设备常常需要接在各种不同等级电压的电源上。

例如，家用电器一般接在电压为220V的电源上；三相异步电动机一般接在电压为380V的电源上；我国电力机车接在电压为25KV的接触网上。

为了供电、输电、配电的需要，就必须使用一种电气设备把发电厂内交流发电机发出的交流电压变换成不同等级的电压。

这种电气设备就是变压器。

变压器是在法拉第电磁感应原理的基础上设计制造的一种静止的电气设备，它可以将输入的一种等级电压的交流电能变换成同频率的另一种等级电压的交流电能输出。

本章在介绍变压器基本结构和工作原理的基础上，分析变压器空载运行、负载运行的电磁关系，得出变压器的各种平衡方程、等效电路和运行特性。

并简要介绍自耦变压器和互感器的原理和作用。

第一节变压器的基本结构、分类及铭牌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。

为了使变压器安全可靠地运行，还设有储油柜、气体继电器和安全气道等附件，如图7-1所示。

图7-1 电力变压器外型一、变压器的基本结构变压器由铁心、绕组、油箱及附件等3大部分组成。

下面以油浸式电力变压器为例来分别介绍。

1．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、减少交变磁通在铁心中引起的损耗，变压器的铁心都采用厚度为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。

大容量变压器多采用高磁导率、低损耗的冷轧电工钢片。

电力变压器的铁心一般都采用心式结构，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，如图7-2所示。

在铁心柱与铁轭组合成整个铁心时，多采用交叠式装配，使各层的接缝不在同一地点，这样能减少励磁电流，但缺点是装配复杂，费工费时。

第一章变压器1.变压器基本工作原理，基本结构、主要额定值变压器是利用电磁感应原理将一种电压等级的交流电能变换为另一种同频率且不同电压等级的交流电能的静止电气设备，它在电力系统，变电所以及工厂供配电中得到了广泛的应用，以满足电能的传输，分配和使用。

变压器的原理是基于电磁感应定律，因此磁场是变压器的工作媒介变压器基本结构组成：猜测可能出填空题或选择题三相变压器按照磁路可分为三相组式变压器和三相芯式变压器两类变压器的型号和额定值~考法：例如解释S9-1250/10的各项数值的含义2.变压器空载和负载运行时的电磁状况；空载电流的组成、作用、性质。

变压器一次侧接到额定频率和额定电压的交流电源上，其二次侧开路，这种运行状态称为变压器的空载运行。

变压器空载运行原理图、变压器一次绕组接交流电源，二次绕组接负载的运行方式， 称为变压器的负载运行方式。

变压器负载运行原理图实际运行的电力变压器的磁路总是工作在饱和状态下。

通过磁化曲线推得的电流波形可以发现： 空载电流（即励磁电流）呈尖顶波，除了基波外， 还有较强的三次谐波和其他高次谐波。

；产生主磁通所需要的电流称为励磁电流，用m i 表示； 同理产生主磁通的磁动势称为励磁磁动势，用 m F 表示。

变压器铁芯上仅有一次绕组空载电流0i 所形成的磁动势0F ，即空载电流0i 建立主磁通，所以空载电流0i 就是励磁电流m i ，即m 0i i = 同理，空载磁动势0F 就是励磁磁动势，即m 0F F =或m 101i N i N = 因为空载时，变压器一次绕组实际上是一个铁芯线圈， 空载电流的大小主要决定于铁芯线圈的电抗和铁芯损耗。

铁芯线圈的电抗正比于线圈匝数的平方和磁路的磁导。

2121N N E E =因此，空载电流的大小与铁芯的磁化性能，饱和程度有密切的关系。

3. }4. 变压器变比的定义；磁动式平衡关系的物理含义，用此平衡关系分析变压器的能量传递；变压器折算概念和变压器折算方法，变压器基本方程组、等效电路和相量图 在变压器中，一次绕组的感应电动势1E 与二次绕组的感应电动势2E 之比称为变比，用k 表示，即k =变压器负载运行时，作用于变压器磁路上111N I F •=和222N I F •=两个磁动势。

变压器的基本结构
变压器主要由：铁芯、绕组、绝缘以及辅助设备组成。

1、铁芯铁芯是变压器的磁路部分，又作为器身骨架。

为了减少磁滞和涡流损失，提高导磁性能，多采用导磁性能较好的 0.35 或 0.5mm 厚的冷扎硅钢片叠装而成，各片间彼此绝缘。

铁芯分为芯式和壳式两种。

电力变压器的铁芯结构型式普遍采用芯式铁芯。

叠装而成的铁芯用特殊的夹件结构夹紧。

为了防止铁芯悬浮放电，铁芯必须一点接地。

2、绕组绕组是变压器的电路部分，常用导电性能较好的铜线或铝线绕制而成。

匝数多的绕组则工作电压高，称为高压绕组；匝数少的绕组则工作电压低，称为低压绕组。

不论是高压还是低压绕组，接在电压侧的称为原绕组或一次绕组，接负载侧的称为副绕组或二次绕组。

一般电力变压器绕组也都是采用同心绕组，将高、低压绕组同心的套装在铁芯上，且低压在里，高压在外。

3、绝缘变压器的内部绝缘分主绝缘和纵向绝缘两大部分。

主绝缘是指绕组对地之间，相间和同一相而不同电压等级的绕组之间的绝缘。

纵向绝缘是指同一电压等级的一个绕组，其不同部分之间，例如层间、匝间、绕组与静电屏蔽之间的绝缘。

4、辅助设备。

指油箱、油枕、呼吸器、压力释放装置、散热器、绝缘套管、分接开关、气体继电器、温度计、净油器等。

变压器的分类结构及其技术参数1、变压器：将一种电压转换成同频率的另一种电压的设备。

文字符号：TM或T。

2、变压器的分类：变压器的种类很多，可按其用途、结构、相数、冷却方式等不同来进行分类。

（1）按用途分类：有电力变压器、特种变压器（电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等）。

（2）按结构分类：有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器。

（3）按冷却方式分类：有油浸式变压器、干式变压器。

（4）按冷却方式分类：有自然冷式、风冷式、水冷式、强迫油循环风（水）冷方式、及水内冷式等。

（5）按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属箔变压器、辐射式变压器等。

（6）按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。

（7）按导电材质分类：有铜线变压器、铝线变压器及半铜半铝、超导等变压器。

（8）按调压方式分类：可分为无励磁调压变压器、有载调压变压器（9）按中性点绝缘水平分类：有全绝缘变压器、半绝缘（分级绝缘）变压器3、变压器的结构：铁芯和绕组是变压器中最主要的部件，构成了变压器的器身。

主要介绍三相油浸式电力变压器和环氧树脂浇注绝缘的三相干式电力变压器的结构。

（1）三相油浸式电力变压器：如下图所示：1-铭牌；2-信号式温度计；3-吸湿器；4-油标；5-储油柜；6-安全气道；7-气体继电器；8-高压套管；9-低压套管；10-分接开关；11-油箱；12-放油阀门；13-器身；14-接地板；15-小车；16压力释放阀（补充：图左上侧）（1）铭牌：在技术参数中具体讲；（2）信号式温度计：热保护装置，监测油和绕组的温度，变压器的寿命取决于它的运行温度（3）吸湿器：吸湿器又名呼吸器，常用吸湿器为吊式吸湿器结构。

吸湿器内装有吸附剂硅胶，油枕内的绝缘油通过吸湿器与大气连通，内部吸附剂吸收空气中的水分和杂质，以保持绝缘油的良好性能。

详解变压器的类型及其结构、参数变压器的种类很多，可按其用途、结构、相数、冷却方式等不同来进行分类。

1、按用途分类：有电力变压器、特种变压器（电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等）。

2、按结构分类：有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器。

3、按冷却方式分类：有油浸式变压器、干式变压器。

4、按冷却方式分类：有自然冷式、风冷式、水冷式、强迫油循环风（水）冷方式、及水内冷式等。

5、按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属箔变压器、辐射式变压器等。

6、按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。

7、按导电材质分类：有铜线变压器、铝线变压器及半铜半铝、超导等变压器。

8、按调压方式分类：可分为无励磁调压变压器、有载调压变压器。

9、按中性点绝缘水平分类：有全绝缘变压器、半绝缘（分级绝缘）变压器。

变压器的结构铁芯和绕组是变压器中较主要的部件，构成了变压器的器身。

主要介绍三相油浸式电力变压器和环氧树脂浇注绝缘的三相干式电力变压器的结构。

1、三相油浸式电力变压器，如下图所示：1-铭牌；2-信号式温度计；3-吸湿器；4-油标；5-储油柜；6-安全气道；7-气体继电器；8-高压套管；9-低压套管；10-分接开关；11-油箱；12-放油阀门；13-器身；14-接地板；15-小车；16压力释放阀（补充：图左上侧）（1）铭牌：在技术参数中具体讲；（2）信号式温度计：热保护装置，监测油和绕组的温度，变压器的寿命取决于它的运行温度（3）吸湿器：吸湿器又名呼吸器，常用吸湿器为吊式吸湿器结构。

吸湿器内装有吸附剂硅胶，油枕内的绝缘油通过吸湿器与大气连通，内部吸附剂吸收空气中的水分和杂质，以保持绝缘油的良好性能。

为了显示硅胶受潮情况，一般采用变色硅胶。

变压器的结构与技术参数一、变压器的结构油浸电力变压器的结构如图所示。

变压器由器身、油箱、冷却装置、保护装置和出线装置组成。

器身包括铁心、绕组（线圈）、绝缘、引线和分接开关;油箱包括油箱本体和油箱附件（放油阀、接地螺钉、小车、铭牌等）；冷却装置包括散热器和冷却器;保护装置包括贮油柜、油标、防爆管、吸湿器、测温元件和气体继电器;出线装置包括高、低压套管。

（I）铁芯：它是变压器最基本的组成部分之一。

铁芯是导磁性能很好的砖钢片叠合组成的闭合磁路。

变压器的一、二次绕组都绕在铁芯上，是变压器电磁感应的磁通路。

（2）绕组：绕组也是变压器的基本部件。

变压器有原边绕组和副边绕组，它们是用铜质或铝质材料绕制而成圆筒形状的多层线圈，绕在铁芯上的导线外面,具有高强度绝缘作用。

以构成变压器的电路。

（3）油箱：油箱是变压器的外壳，内装铁芯和线圈并充满变压器油，使铁芯和线圈浸在油内，变压器油起着绝缘和散热的作用。

（4）油材：油机安装在油箱的顶端。

油材与油箱之间有管子相通。

当变压器油的体积随油温变化而膨胀或缩小时，油枕起着储油和补油的作用，以保证油箱内充满油。

油枕还能减少油和空气的接触面，防止油被过速氧化和受潮而劣化。

油枕的侧面还装有油位计（油标管），可以监视油位变化。

（5）呼吸器：又称吸湿器，是由一铁管和玻璃容器组成，内装干燥剂（如硅胶）。

当油枕内的空气随着变压器油的体积膨胀或缩小时。

排出或吸入的空气经过呼吸器内干燥剂吸收空气中的水分及杂质，使油保持良好的电气性能。

（6）防爆管（又称安全气道）：安装在变压器的顶盖上，喇叭形的管子与油枕或大气连通，管口用薄膜封住。

当变压器内部发生严重故障时，箱内油的压力骤增，可以冲破顶部的薄膜，使油和气体向外喷出，可防止油箱破裂。

（7）气体继电器：装在油箱或油枕的连管中间。

当变压器油面降低或有气体分解时，轻瓦斯保护动作，发出信号。

当变压器内部发生严重故障时，重瓦斯保护动作，接通断路器的跳闸回路，切除电源。

变压器主要内容：变压器的工作原理，运行特性，基本方程式等效电路相量土，变压器的并联运行及三相变压器的特有问题。

2-1 变压器的工作原理本节以普通双绕组变压器为例介绍变压器的工作原理，基本结构和额定值。

一、基本结构变压器的主要部件是铁心和绕组，它们构成了变压器的器身。

除此之外，还有放置器身的盛有变压器油的油箱、绝缘套管、分接开关、安全气道等部件。

主要介绍铁心和绕组的结构。

1、铁心变压器的铁心既是磁路，也是套装绕组的骨架。

铁心分：心柱：心柱上套装有绕组。

铁轭：形成闭合磁路为了减少铁心损耗，通常采用含硅量较高，厚度为0.33mm 表面涂有绝缘漆的硅钢片叠装而成。

铁心结构的基本形式分心式和壳式两种心式：铁轭靠着绕组的顶面和底面。

而不包围绕组侧面，见图2-2 特结构较为简单，绕组的装配及绝缘也较为容易，所以国产变压器大多采用心式结构。

（电力变压器常采用的结构）壳式：铁轭不仅包围顶面和底面，也包围绕组的侧面。

见图2-3，这种结构机械强度较好，但制造工艺复杂，用材料较多。

铁心的叠装分为对接和叠接两种对接：将心柱和铁轭分别叠装和夹紧，然后再把它们拼在一起。

工艺简单。

迭接：把心柱和铁轭一层一层的交错重叠，工艺复杂。

由于叠接式铁心使叠片接缝错开，减小接缝处的气隙，从而减小了励磁电流，同时这种结构夹紧装置简单经济可靠性高，多采用叠接式。

缺点：工艺上费时2、绕组绕组是变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成。

接入电能的一端称为原绕组（或一次绕组）输出电能的一端称为付绕组（或二次绕组）一、二次绕组中电压高的一端称高电压绕组，低的一端称低电压绕组高压绕组匝数多，导线细；低压绕组匝数少，导线粗。

因为不计铁心的损耗，根据能量的守恒原理U1I1 U2I2 S （s原付绕组的视在功率）电压高的一端电流小所以导线细从高低压绕组的相对位置来看，变压器绕组可以分为同心式和交叠式两类同心式：高低压绕组同心的套在铁心柱上。

为便于绝缘，一般低压绕组在里面高压绕组在外面。