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高频变压器培训教材一、变压器基础知识1.变压器的定义：变压器是一种利用电磁感应原理将交流电压、电流转换成另一数值电压、电流的电气设备。
2.变压器的组成：包括铁芯、绕组、绝缘材料等部分。
二、电磁感应原理1.法拉第电磁感应定律：当一个导线在磁场中做切割磁感线运动时，会在导线中产生感应电动势。
2.变压器的工作原理：基于电磁感应原理，通过改变铁芯中的磁通量，在绕组中产生感应电动势和电流。
三、变压器设计原理1.变压器的设计目标：实现电压、电流、阻抗的转换，满足特定应用需求。
2.变压器的设计参数：包括输入输出电压、电流，阻抗匹配，效率等。
四、绕组设计及制作方法1.绕组材料选择：根据工作频率、电流大小等因素选择合适的导线材料。
2.绕组结构：单层绕组、多层绕组、纠结绕组等。
3.绕组制作工艺：包括绕线、绝缘处理、引出线制作等步骤。
五、磁芯选择及设计原则1.磁芯材料：根据工作频率、磁通密度等因素选择合适的磁芯材料。
2.磁芯结构：包括E型、I型、罐型等结构。
3.磁芯设计原则：保证磁通量最大化，减小损耗，提高效率。
六、绝缘处理与安全操作规程1.绝缘材料选择：选择合适的绝缘材料，保证变压器正常工作且安全可靠。
2.绝缘处理方法：浸渍绝缘漆、绕包绝缘材料等。
3.安全操作规程：包括操作流程、注意事项、异常情况处理等。
七、性能测试与评估方法1.性能测试项目：包括电压比测试、电流比测试、绝缘电阻测试等。
2.评估方法：通过对比实验数据与设计目标，评估变压器的性能指标。
八、常见故障及维护方法1.常见故障：包括绕组短路、磁芯松动、绝缘损坏等。
2.维护方法：定期检查、清洁、紧固各部件，及时更换损坏的部件。
九、应用案例及设计实例1.应用案例：列举高频变压器在不同领域的应用案例，如通信、电力电子等。
2.设计实例：提供高频变压器设计实例，包括参数设定、结构选择等详细信息。
变压器保护的基本知识简介：变压器是电力系统中广泛应用的一种电气设备，用于改变交流电的电压。
为了确保变压器的安全运行和延长其使用寿命，电力系统需要对变压器进行有效的保护。
本文将介绍变压器保护的基本知识，包括常见的保护方案和保护装置。
一、变压器的运行原理变压器是一种通过电磁感应原理来改变电压的电气设备。
它主要由铁芯和线圈组成。
当通过一侧线圈的电流发生变化时，会在另一侧线圈中感应出相应的电压。
通过调整一侧线圈和另一侧线圈的匝数比例，可以实现电压的升降。
二、变压器的故障情况变压器在运行过程中可能会遇到各种故障情况，如短路、过载、过热等。
这些故障如果不能及时得到处理，可能会导致变压器的损坏甚至引发火灾等严重后果。
三、常见的变压器保护方案为了确保变压器的安全运行，通常采用多种保护方案进行综合保护。
以下是几种常见的变压器保护方案。
1. 短路保护短路是变压器故障中最常见的类型之一。
短路保护的主要目的是在短时间内将变压器与故障点隔离，防止故障扩大。
短路保护装置通常包括熔断器或断路器，能够迅速切断故障电路。
2. 过载保护过载是指变压器长时间运行超过其额定容量。
过载可能导致变压器的过热和损坏。
过载保护的主要目的是在变压器超过额定容量一定时间后切断电源，以防止变压器损坏。
过载保护装置通常包括热继电器或电流保护装置。
3. 过压保护过压是指变压器输入端或输出端电压超过额定值。
过压可能会导致绝缘击穿和设备损坏。
过压保护的主要目的是在电压超过额定阈值一定时间后切断电源，以保护变压器和其他设备。
过压保护装置通常包括电压继电器或自动开关。
4. 欠压保护欠压是指变压器输入端或输出端电压低于额定值。
欠压可能导致设备无法正常工作，甚至引发其他故障。
欠压保护的主要目的是在电压低于额定阈值一定时间后切断电源，以确保设备的正常运行。
欠压保护装置通常包括电压继电器或自动开关。
5. 温度保护变压器的温度过高可能会导致绝缘老化和设备损坏。
因此，温度保护对于保护变压器至关重要。
110kv变压器基本知识110kV变压器基本知识变压器作为电力系统中非常重要的电力设备之一，承担着电能的传输、分配和变换的重要任务。
其中，110kV变压器是电力系统中用于将电压由高压侧调整到中压或低压侧的一种特殊变压器。
本文将一步一步回答关于110kV变压器的基本知识。
第一步：了解110kV变压器的工作原理和作用110kV变压器主要由铁心、线圈、绝缘材料和冷却系统等组成。
其工作原理是利用互感作用，将输送到高压侧的电能通过变压器转换为低压侧所需的电能。
具体来说，高压侧的线圈将电能通过互感作用传递给低压侧的线圈，从而实现电能的传输和变换。
变压器的作用是将输送电网的高电压降低到适合用于供电的中压或低压。
第二步：了解110kV变压器的分类110kV变压器可以根据用途和结构分类。
根据用途分类，可以分为进站变压器、出站变压器和站内变压器。
进站变压器主要用于电力系统的输电线路，将输送的电能经过变压器转换成适用于输电线路的高电压。
出站变压器用于供电给用户，将输送到变电站的高电压转换为供电所需的中压或低压。
站内变压器则用于变电站内部的能量分配和调整。
根据结构分类，110kV变压器可以分为油浸式变压器和干式变压器两种。
第三步：了解110kV变压器的特点和应用110kV变压器具有一些独特的特点和应用。
首先，110kV变压器具有较高的电压等级，适用于大规模输电和供电系统。
其次，110kV变压器具有较大的容量，可以满足大量电能的传输和转换需求。
此外，由于110kV 变压器一般采用油浸式结构，其具有较好的绝缘性能和耐久性，适合在恶劣的工作环境中使用。
在实际应用中，110kV变压器主要用于大型变电站、重要工矿企业和城市电网等地方，用于输电、配电和供电的关键环节。
第四步：了解110kV变压器的主要参数和技术指标110kV变压器的主要参数和技术指标包括额定电压、额定容量、额定电流、短路阻抗、绝缘电阻和温升等。
其中，额定电压是指变压器额定工作的电压等级，110kV变压器的额定电压为110kV。
变压器原理：电磁感应原理，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流），从而起到传输能量，变换交流电压、电流和阻抗，电气绝缘隔离的作用。
要产生电磁感应，原边绕组必须加交变电压，不可能有直流电压作工作电源的变压器。
变压器不论工作频率高低，都是通过电磁感应来传输能量的。
传输能量的大小，与变压器所用的材料、结构、尺寸和工作频率有关。
如果传输的能量为定值，工作频率高，在一定时间内传输能量的次数多，每一次传输的能量可以少，则变压器用的材料少，结构尺寸小。
变压器组成：变压器由磁性材料（铁芯或磁芯）和电性材料（线圈）及绝缘材料三大部分组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，通常用P表示，次级线圈用N表示，绝缘材料包括骨架（BOBBIN），聚酯胶纸，纹纸，套管及绝缘油漆等材料.技术参数a、电压比：变压器两组线圈圈数分别为N1 和N2，N1 为初级，N2 为次级。
在初级线圈上加一交流电压，在次级线圈两端就会产生感应电动势。
当N2>N1 时，其感应电动势要比初级所加的电压还要高，这种变压器称为升压变压器：当N2<N1 时，其感应电动势低于初级电压，这种变压器称为降变压器。
初级次级电压和线圈圈数间具有下列关系。
式中n 称为电压比(圈数比) 。
当n<1 时，则N1>N2，V1>V2，该变压器为降压变压器。
反之则为升压变压器。
b、变压器的效率：在额定功率时，变压器的输出功率和输入功率的比值，叫做变压器的效率，即式中η 为变压器的效率；P1 为输入功率，P2 为输出功率。
当变压器的输出功率P2 等于输入功率P1 时，效率η 等于100%，变压器将不产生任何损耗。
但实际上这种变压器是没有的。
变压器传输电能时总要产生损耗，当变压器的初级绕组通电后，线圈所产生的磁通在铁心流动，因为铁心本身也是导体，在垂直于磁力线的平面上就会感应电势，这个电势在铁心的断面上形成闭合回路并产生电流，好像一个旋涡所以称为“涡流”。
变压器知识培训资料全xx年xx月xx日CATALOGUE 目录•变压器的基本概念•变压器的组成与结构•变压器的工作运行与维护•变压器的性能指标与测试•变压器的设计制造与选型•变压器的发展趋势与新技术应用01变压器的基本概念变压器是一种利用电磁感应原理改变交流电压的设备，主要由初级线圈、铁芯和次级线圈组成。
变压器的定义当一个交流电通过初级线圈时，会产生变化的磁场，这个磁场会在次级线圈中产生感应电动势，从而改变电压大小。
工作原理变压器的定义与工作原理变压器的种类根据不同的用途和性能参数，变压器可分为电力变压器、特种变压器、干式变压器、油浸式变压器等。
变压器的用途变压器在电力、工业、通信、建筑等领域有着广泛的应用，如电力系统中的升压器和降压器，工业中的加热和生产机械的驱动等。
变压器的种类与用途优点变压器具有效率高、维护方便、可靠性高、过载能力强等优点。
缺点变压器也有一定的局限性，如体积大、成本高、对温度和湿度敏感等。
此外，由于其工作原理的限制，变压器的电压和电流调节范围有限。
变压器的优缺点分析02变压器的组成与结构1变压器的组成与结构23变压器主要由初级线圈、次级线圈和铁芯构成。
初级线圈指输入电流的线圈，次级线圈指输出电流的线圈，铁芯是磁力线的通路。
初级和次级线圈的匝数比决定了变压器的变比。
03变压器的工作运行与维护变压器的运行方式变压器的主要组成部分包括初级线圈、次级线圈和铁芯。
变压器的工作原理利用电磁感应原理，当加电时，初级线圈产生磁场，次级线圈产生电动势。
变压器的额定电压和电流根据变压器的额定容量和负载情况，输出电压和电流也不同。
03变压器的维护定期检查变压器的运行状况，清扫灰尘，检查电缆和接线端子等部位，保持变压器的良好状态。
变压器的操作与维护01变压器的安装应选择干燥、通风、无尘的场所，并按照规定的方法和步骤进行安装。
02变压器的使用在操作前应了解变压器的使用范围和使用方法，并按照规定操作。
第1章 变压器的基本知识和结构1.1变压器的基本原理和分类一、变压器的基本工作原理变压器是利用电磁感应定律把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。
变压器工作原理图当原边绕组接到交流电源时，绕组中便有交流电流流过，并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通，这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。
原、副绕组的感应分别表示为dt d N e Φ-=11 dtd Ne Φ-=22 则k N N e e u u ==≈212121 变比k ：表示原、副绕组的匝数比，也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比。
改变变压器的变比，就能改变输出电压。
但应注意,变压器不能改变电能的频率。
二、电力变压器的分类变压器的种类很多，可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类。
按用途分类：升压变压器、降压变压器； 按相数分类：单相变压器和三相变压器；按线圈数分类：双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器； 按铁心结构分类：心式变压器和壳式变压器；按调压方式分类：无载（无励磁）调压变压器、有载调压变压器； 按冷却介质和冷却方式分类：油浸式变压器和干式变压器等；按容量大小分类：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。
三相油浸式电力变压器的外形,见图1，铁心和绕组是变压器的主要部件，称为器身见图2，器身放在油箱内部。
1.2电力变压器的结构一、铁心1.铁心的材料采用高磁导率的铁磁材料—0.35～0.5mm厚的硅钢片叠成。
为了提高磁路的导磁性能，减小铁心中的磁滞、涡流损耗。
变压器用的硅钢片其含硅量比较高。
硅钢片的两面均涂以绝缘漆，这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。
2.铁心形式铁心是变压器的主磁路，电力变压器的铁心主要采用心式结构。
二、绕组1.绕组的材料铜或铝导线包绕绝缘纸以后绕制而成。
2.形式圆筒式、螺旋式、连续式、纠结式等结构。
为了便于绝缘，低压绕组靠近铁心柱，高压绕组套在低压绕组外面，两个绕组之间留有油道。
变压器绕组外形如图所示。
三、油箱及其他附件1.油箱变压器油的作用：加强变压器内部绝缘强度和散热作用。
要求：用质量好的钢板焊接而成，能承受一定压力，某些部位必须具有防磁化性能。
形式：大型变压器油箱均采用了钟罩式结构；小型变压器采用吊器身式。
2.储油柜作用：减少油与外界空气的接触面积，减小变压器受潮和氧化的概率。
在大型电力变压器的储油柜内还安放一个特殊的空气胶囊，它通过呼吸器与外界相通，空气胶囊阻止了储油柜中变压器油与外界空气接触。
3.呼吸器作用：内装硅胶的干燥器，与油枕连通，为了使潮气不能进入油枕使油劣化。
硅胶对空气中水份具有很强的吸附作用，干燥状态状态为兰色，吸潮饱和后变为粉红色。
吸潮的硅胶可以再生。
4.冷却器作用：加强散热。
装配在变压器油箱壁上，对于强迫油循环风冷变压器，电动泵从油箱顶部抽出热油送入散热器管簇中，这些管簇的外表受到来自风扇的冷空气吹拂，使热量散失到空气中去，经过冷却后的油从变压器油箱底部重新回到变压器油箱内。
5.绝缘套管作用：使绕组引出线与油箱绝缘。
绝缘套管一般是陶瓷的，其结构取决于电压等级。
1kV以下采用实心磁套管，10～35kV采用空心充气或充油式套管，110kV及以上采用电容式套管。
为了增大外表面放电距离，套管外形做成多级伞形裙边。
电压等级越高，级数越多。
6.分接开关作用：用改变绕组匝数的方法来调压。
一般从变压器的高压绕组引出若干抽头，称为分接头，用以切换分接头的装置叫分接开关。
分接开关分为无载调压和有载调压两种，前者必须在变压器停电的情况下切换；后者可以在变压器带负载情况下进行切换。
分接开关安装在油箱内，其控制箱在油箱外，有载调压分接开关内的变压器油是完全独立的，它也有配套的油箱、瓦斯继电器、呼吸器。
7.压力释放阀作用：为防止变压器内部发生严重故障而产生大量气体，引起变压器发生爆炸。
8.气体继电器（瓦斯继电器）作用：变压器的一种保护装置，安装在油箱与储油柜的连接管道中，当变压器内部发生故障时（如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故、油箱漏油使油面下降较多等）产生的气体和油流，迫使气体继电器动作。
轻者发出信号，以便运行人员及时处理。
重者使断路器跳闸，以保护变压器。
1.3变压器的名牌数据一、型号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。
二、额定值额定运行情况：制造厂根据国家标准和设计、试验数据规定变压器的正常运行状态。
表示额定运行情况下各物理量的数值称为额定值。
额定值通常标注在变压器的铭牌上。
变压器的额定值主要有：额定容量S N ：铭牌规定在额定使用条件下所输出的视在功率。
原边额定电压U 1N ：正常运行时规定加在一次侧的端电压，对于三相变压器，额定电压为线电压。
副边额定电压U 2N ：一次侧加额定电压，二次侧空载时的端电压。
原边额定电流I 1N ：变压器额定容量下原边绕组允许长期通过的电流，对于三相变压器，I 1N 为原边额定线电流。
副边额定电流I 2N ：变压器额定容量下原边绕组允许长期通过的电流，对于三相变压器，I 2N 为副边额定线电流。
单相变压器额定值的关系式： N N N N N I U I U S 2211== 三相变压器额定值的关系式：N N N N N I U I U S 221133==额定频率f N ：我国工频：50Hz ； 还有额定效率、温升等额定值。
2.1变压器的空载运行变压器空载运行是指变压器原边绕组接额定电压、额定频率的交流电源，副边绕组开路时的运行状态。
变压器空载运行图一、 空载时各物理量产生的因果关系二、电势与磁通的大小和相位关系设主磁通按正弦规律变化,根据电磁感应定律可推导出原绕组感应电势同理可得所以，变压器原、副绕组的感应电势大小与磁通成正比，与各自的匝数成正比，感应电势在相位上滞后磁通90°。
三、原边漏电抗和激磁电抗1.原边漏电抗2.激磁电抗四、原副边回路方程和等效电路1.电动势平衡方程变压器空载运行时，各物理量的正方向通常按上图标定，根据基尔霍夫电压定律，原边回路方程为对于电力变压器，空载时原绕组的漏阻抗压降I0Z1很小，其数值不超过U1的0.2%，将I0Z1忽略，则有副边回路方程2.空载时的等效电路Z1＜＜Z m、r m＜＜x m 。
空载时电路功率因数都很小，空载电流I0主要是无功性质，由于铁磁材料的磁饱和性，引起空载电流I0的波形是尖顶波。
希望空载电流越小越好，因此变压器采用高导磁率的铁磁材料，以增大Z m减少I0。
变压器空载时既吸收无功功率，也吸收有功功率，无功功率主要用于建立主磁通，有功功率主要用于铁耗。
2.2变压器负载运行变压器负载运行是指变压器原边绕组接额定电压、额定频率的交流电源，副边绕组接负载时的运行状态。
变压器负载运行图一、负载时电磁关系1.磁动势平衡关系从空载到负载，由于变压器所接的电源电压U1不变，且U1≈E1 ，所以主磁通不变，负载时的磁动势等于与空载时的磁动势相等。
即磁动势平衡关系这表明，变压器原、副边电流与其匝数成正比，当负载电流I2增大时，原边电流I1将随着增大，即输出功利增大时，输入功率随之增大。
所以变压器是一个能量传递装置，它在变压的同时也在改变电流的大小。
2.原、副边回路方程式按上图所规定的正方向，根据基尔霍夫电压定律，可写出原、副边回路方程式二、折算折算的目的：由于原、副边回路只有磁路的耦合，没有电路的直接联系，为了得到变压器的等效电路，需对变压器进行绕组折算。
折算：就是把副边绕组匝数看成与原边绕组匝数相等时，对副边回路各参数进行的调整。
折算原则是折算前后副边磁动势不变、副边各部分功率不变，以保持变压器内部电磁关系不变。
副边各物理量的折算方法：折算后的基本方程式为三、负载时的等效电路1.T形等效电路根据折算后的基本方程式可以构成变压器的T形等效电路2.较准确等效电路由于Z m＞＞Z1，可把“T”形等效电路中的激磁支路移到电源端，便得变压器的较准确等效电路，较准确等效电路的误差很小。
3.简化等效电路在电力变压器中，I0＜＜I N ，因此，在工程计算中可忽略I0，即去掉激磁支路，将原、副边的漏阻抗合并，而得到变压器的简化等效电路。
对于简化等效电路，可写出变压器的方程组简化等效电路所对应的相量图在工程上，简化等效电路及其方程式、相量图给变压器的分析和计算带来很大的便利，得到广泛应用。
2.3 变压器参数的测定一、空载试验1.变压器的空载试验目的：求出变比k、空载损耗p k和激磁阻抗Z m。
2.空载试验的接线通常在低压侧加电压，将高压侧开路3.空载试验的过程电源电压由零逐渐升至1.2U1N，测取其对应的U1、I0、p0。
变压器原边加不同的电压，建立的磁通不同，磁路的饱和程度不同，激磁阻抗不同，由于变压器正常运行时原边加额定电压，所以，应取额定电压下的数据来计算激磁阻抗。
由变压器空载时等效电路可知，因Z1＜＜Z m、r1＜＜r m，所以式中 p0—空载损耗，可作为额定电压时的铁耗。
若要得到以高压侧为原边的激磁参数，可将所测得的激磁参数乘以k2，k等于变压器高压侧一相的电压除以低压侧一相的电压。
对于三相变压器，试验中测定的数据是线电压、线电流和三相总功率，只要换算成一相的数据，就可直接代入上式计算。
二、短路试验1.短路试验的目的：可测出短路阻抗Z k和变压器的铜耗p k。
2.短路试验的接线:通常在高压侧加电压，将低压侧短路3.短路试验的过程电源电压由零逐渐升高，使短路电流由零逐渐升高至1.2I1N，测取其对应的U k、I k、p k。
注意：由于变压器短路阻抗很小，如果在额定电压下短路，则短路电流可达（9.5～20）I1N，将损坏变压器，所以做短路试验时，外施电压必须很低，通常为（0.05～0.15）U1N，以限制短路电流。
取额定电流点计算，因所加电压低，铁心中的磁通很小，铁耗和励磁电流可以忽略，使用简化等效电路进行分析p kN ：短路损耗，指短路电流为额定电流时变压器的损耗，p kN 可作为额定电流时的铜耗。
一般认为：r 1=r 2′=0.5r k ；x 1=x 2′=0.5x k将室温下测得的短路电阻换算到标准工作温度75℃时的值，而漏电抗与温度无关。
短路试验在任何一方做均可，高压侧参数是低压侧的k 2倍，k 等于变压器高压侧一相的电压除以低压侧一相的电压。
对于三相变压器，试验中测定的数据是线电压、线电流和三相总功率，只要换算成一相的数据，就可直接按单相变压器计算。
三、短路电压短路电压：在短路试验中，当短路电流为额定电流时，原边所加的电压与额定电压之比的百分值，即短路电压是变压器一个很重要的参数，其大小反映了变压器在额定负载时漏阻抗压降的大小。
