电力变压器电子课件.pptx

按惯例规定正方向，如图1-14所示：
①电压降的正方向与电流的正方向一致； ②磁通的正方向与产生该磁通的电流的正方向之间符合右手螺旋 定则； ③感应电动势的正方向与磁通的正方向之间符合右手螺旋关系。 当原边电压按正弦规律变化时，则磁通中也按正弦规律变化。
原、副绕组中感应电势的有效值为 ：
E 1 E 1 2 m N 1 2 m 22 fN 1 m 4 .4 4 fN 1 m
在油箱和储油柜的连通管中装有气体继电器。当变压器内部 发生故障时，产生气体使气体继电器动作，发出信号，示意 工作人员及时处理或令其开关跳闸。容量在800以上的变压器， 油箱盖上装有防爆管，其管口用3 ～ 5mm厚的玻璃片封住。 当变压器内部发生故障，保护装置失灵时，箱内产生大量气 体将冲破玻璃片喷出，不致损坏箱体。最近生产的变压器采 用压力释放阀代替防爆管，当内部故障引起压力升高时，压 力释放阀动作，接通接点报警或令开关跳闸。气体继电器、 防爆管和压力释放阀为安全保护装置。
图1-3 斜接缝叠片的排法 (a)奇数层叠片；(b)偶数层叠片
小型变压器的铁心柱截面是方形或矩形的，大型变压器的 铁心柱截面是阶梯形状的，如图1-4所示。铁心柱套装绕组， 连接铁心柱的部分称为磁轭。磁轭的截面比铁心柱的截面 大5％ ～ 10％，以减小空载电流和空载损耗。
图1-4 铁心柱截面 (a) 大型铁心柱截面；(b) 小型铁心柱截面
图1-10 2500kVA的牵引整流干式变压器
图1-11 低压电流为2000A的电炉干式变压器
图1-12 海上平台用1000kVA的干式变压器
1.1.2【知识进阶】变压器的基本工作原理
变压器依据电磁感应原理工作，它的基本工作原理可以用 图1-13说明。
图1-13 单相变压器的工作原理图

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图 4 - 1 变压器工作原理图
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变压器的原边绕组接通交流电源后， 流过原 绕组的电流是交变的， 因此在铁心中就会产生一 个交变磁通， 这个交变磁通就一定能在原、 副 绕组中感应交流电势e1和e2， 该电势的大小E1和 E2正比于磁通对时间的变化率和对应绕组的匝数， 由于闭合铁心中的磁通同时匝链原、 副边， 则 电势与匝数成正比， 即E1/E2=W1/W2， 若略去 绕组本身阻抗压降， 于是U1≈E1, U2≈E2, 则
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图 4 - 3 变压器的绕组
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铁心是变压器的磁路部分， 为减少交变磁 通引起的铁心损耗， 它由含硅量 5%左右、 厚 度为 0.3～0.5 mm的两面涂有绝缘漆的硅钢片 叠装而成。
变压器的铁心有两种基本型式， 即芯式和 壳式。 铁心本身由铁心柱和铁轭两部分组成。 被绕组包围着的部分称铁心柱， 而铁轭则作 为闭合磁路之用。
时，除了电源电压要符合设计的额定电压以外，
其频率也要符合设计值。否则，也有可能损坏变
压器。
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4.3 变压器空载运行分析
变压器的原绕组接在符合规定的交流 电源上而副绕组开路时的运行就是变压器 的空载运行。这时原边电流用i0表示， 副 边电流i2当然就为零。
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① 额定电压U1n和U2n，单位为“V”。
“U1n”是指变压器正常运行时原边接到电源的
额定电压值；“U2n”是指原绕组接U1n时副绕
组开路时的电压。使用时注意，原边电压不要
超过U1n(一般规定允许变化范围±5%)，否则 由于铁心饱和将使励磁电流过大而加速负载后

1 1 2 2 2 1 1 2 2 1 2 1
绕组的匝数成反比。 • 可见：变压器高压侧电流小，低压侧电流大。
二、变压器分类
• 按相数的不同 ：单相变压器、三相变压器 • 按绕组数目不同 双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器 等 • 按冷却方式不同 ：油浸式自冷变压器、油浸式风
冷变压器、油浸式水冷变压器、强迫油循环风 冷变压器、干式变压器等
• S表示三相、D表示单相； • L表示铝绕组、Z表示有载调压、F表示风冷、 G表示干式； • 铜绕组、无载调压、自然冷却、油浸式不表示。
变压器的主要参数
• 变压器的额定值 在额定条件下运行时的最大负荷功率。一般：不大 于 630kVA 为小型变压器 ;800—6300kVA 为中型变压 器 ； 8000—63000kVA 为 大 型 变 压 器 ; 不 小 于 90000kVA为特大型变压器。 分为一次和二次电压。一般为： 400V 、3kV 、 6kV 、 10kV 、 35kV 、 66kV 、 110kV 、 220kV 、 330kV 、 500kV 电压等级。分接头用±2×2.5%，±5%等表示。 额定电流I1N／I2N 是指变压器允许长期通过的电流， （线电流）单位是 A 。额定电流可以由额定容量和 额定电压计算。 额定频率f 我国规定标准工业用交流电的额定频 率为50Hz
一、变压器的基本原理
• 变压器是电力系统的重要元件，是 变电站的核心设备。电力变压器是 一种静止的电气设备，利用电磁感 应原理，将一种交流电转变为另一 种或几种频率相同、大小不同的交 流电，起传输电能改变电压的作用。
变压器的基本原理
当变压器的一次绕组接通交流电源时， 在绕组中就会有交变的电流通过，并 在铁心中产生交变的磁通，该交变磁 通与一次、二次绕组交链，在它们中 都会感应出交变的感应电动势。二次 绕组有了感应电动势，如果接上负载， 便可以向负载供电，传输电能，实现 了能量从一次侧到二次侧的传递。

环保化
随着环保意识的提高，对电力设 备的环保性能要求也越来越高。 变压器作为电力系统的核心设备， 其环保性能的提升也是未来的重
要发展趋势。
新材料应用
高导磁料
绝缘材料
高导磁材料可以提高变压器的磁性能， 减小变压器的体积和重量，提高其能 效。
新型绝缘材料可以提高变压器的绝缘 性能和耐热性能，从而提高变压器的 安全性和寿命。
如绕组、铁芯、变压器油等部件出现故障， 应根据具体情况进行修复或更换。
及时处理异常情况
如发现变压器存在异常现象，应及时进行处 理，防止故障扩大。
加强维护和保养
定期对变压器进行维护和保养，保持其良好 的运行状态。
提高运行管理水平
加强变压器的运行管理，合理配置保护装置， 提高变压器的安全性和稳定性。
06
03
变压器工作特性
电压变换特性
总结词
描述变压器如何通过电磁感应原理实现电压的升高或降低。
详细描述
变压器通过一次侧和二次侧的线圈之间的电磁感应原理，实现电压的升高或降低 。当变压器的一次侧线圈输入交流电时，产生变化的磁场，该磁场在二次侧线圈 中感应出相应的电压，从而实现电压的变换。
电流变换特性
总结词
《变压器》教学课件
目录
• 变压器概述 • 变压器组成结构 • 变压器工作特性 • 变压器运行与维护 • 变压器故障与处理 • 变压器发展趋势与新技术应用
01
变压器概述
变压器定义
变压器定义
变压器是一种利用电磁感应原理改变交流电压的设备，主要由初级和次级线圈 以及铁芯组成。
变压器在电力系统中的作用
铁芯的作用
铁芯在变压器中起到导磁 的作用，将一次侧和二次 侧的磁场联系起来，实现 能量的传输。

引入先进的控制算法和通信技术 ，实现变压器的远程控制和智能 化管理。
智能变压器概念
智能变压器具有状态感知、自适 应调节、远程控制等功能，可实 现与智能电网的协同互动。
环保型变压器技术
研发低噪音、低局放、环保型变 压器，满足日益严格的环保要求 。
THANKS
感谢观看
。
绝缘处理
采用高质量的绝缘纸、绝缘油和绝 缘套管等，确保绕组间的绝缘性能 。
匝间绝缘
在绕组匝间加入绝缘材料，防止匝 间短路和局部放电。
油箱、冷却系统及其他附件
油箱
提供足够的油体积，确保变压器油循 环和散热效果。
其他附件
包括油位计、温度计、呼吸器、放油 阀等，用于监测和维护变压器的正常 运行。
冷却系统
阐述变压器空载时磁通和感应电动势的产生原理及其相互关系
。
负载运行特性及等值电路
负载电流与负载损耗
分析变压器负载时的电流大小和产生的损耗，包括绕组电阻损耗 和附加损耗。
等值电路
介绍负载运行时的等值电路模型，包括电阻、电感和电动势等参 数。
电压变化率与效率
阐述负载运行时电压变化率的计算方法以及效率评估指标。
直流电阻测量
测量变压器绕组的直流电阻，判断绕组是否存在匝间短路等故障。
预防性试验项目和要求
• 油色谱分析：对变压器油进行色谱分析，判断油 中溶解气体的含量和种类，进而判断变压器的内 部故障类型。
预防性试验项目和要求
试验周期
根据变压器的运行情况和相关标准确定试验周期 ，一般每年进行一次预防性试验。
变压器维护与检修操作指南
日常维护项目清单和周期安排
外观检查
检查变压器外观是否完好，有无破损、渗漏等现象。

符绕合组G是B变/T压6器45最1组基绕Ⅰ本的组组是成部变分，压它器与铁最心合基称本电力的变压组器成本体部，是分建，立磁它场和与传铁输电心能的合电称路部电分。力 输电线的截面积也变可以压减器小，本这样体就，可以是减少建导立线的磁金属场用和量。传输电能的电路部分。电 连绕接组风 的扇匝控数制比电改源变力，了调，变整电压风压扇比器、也油相绕泵应组的改转变由向，应输高与出压箭电头压绕标就示改组方变，向，相这低同样，就压油达绕流到继了组电调器整，应电对动压作的地正目确的绝灵。缘活；层 5、冷却器安装 （主绝缘），高、低压绕组之间绝缘件及由燕尾垫块，
为了减少铁心的磁滞和涡流损耗，铁心用厚度为0.3～ 0.5mm的硅钢片冲剪成几种不同尺寸，并在表面涂厚为 0.01～0.13mm的绝缘漆，烘干后按一定规则叠装而成。
由于硅钢片比普通钢的电阻串大，因此利用硅钢片制成 的铁心可以进一步减小涡流损耗。
铁心的结构
接地片 上夹件
拉螺杆 芯柱绑扎
下夹件
（1）、空气相对湿度不超过65时为16小时；
在结构上，它是构成变压器的骨架。在它的铁心柱上 套上带有绝缘的线圈，并且牢固地对它们支撑和压紧。
变压器铁芯涡流的形成
当成块的金属放在变化的磁场中．或者在磁场 中运动时，金属内将产生感应电流。这种电流 在金属内自成闭合回路，犹如水的旋涡故称涡 流，由于成块金属的电阻很小，所以涡流很强， 使成块金属大量发热，同时电能遭到大量的浪 费。
先将变压器本体中的油全部放净，在变压器顶盖上连接好真空泵，以均匀的速度抽真空，当真空度达到133Pa后，保持真空度2小时， 观察油箱有无弹性变形，并检查真空系统的严密性。 用真空滤油机将油循环加热至50~60度，再向变压器油箱内注油，速度为每小时3~5吨，当油距箱顶约200mm时停止注油，并继续保 持真空4小时以上。 另一种是放电产生的热、臭氧、氧化氮等活性气体的化学作用，使局部绝缘受到腐蚀，介质损耗增大，最后导致热击穿。 当变压器承受短路电流的能力不够，热稳定性差，会使变压器绝缘材料严重受损，而形成变压器击穿及损毁事故。 检查器身各部位紧固件的紧固程度； 一台三相、油浸、风冷、双绕组、无励磁调压、铝导线、20000 kVA、110 kV级电力变压器产品，其性能水平符合GB/T 6451规定，该 产品的型号为： 9、特殊用途或特殊结构代号 对于充氮运输的变压器应检查氮气压力为0. 大型变压器都装有测量上层油温的带电接点的测温装置，它装在变压器油箱外，便于运行人员监视变压器油温情况。 如油浸式变压器在额定负载下，绕组平均温升为65 ℃ ，最热点温升为78 ℃ ，若平均环境温度为20℃，则最热点温度为98 ℃ ，在这 个温度下，变压器可运行20～30年，若变压器超载运行，温度升高，促使寿命缩短。 电力变压器绕组由高压绕组，低压绕组，对地绝缘层（主绝缘），高、低压绕组之间绝缘件及由燕尾垫块，撑条构成的油道，高压引 线，低压引线等构成。 若没有接地，则铁心对地的悬浮电压，会造成铁心对地断续性击穿放电，铁心一点接地后消除了形成铁心悬浮电位的可能，但铁心出 现两点以上接地时，铁心间的不均匀电位就会在接地点之间形成环流，并造成铁心多点接地发热的故障。 所谓充气式变压器是指变压器的磁路（铁心）与绕组均位于一个充有绝缘气体的外壳内的变压器。 由于硅钢片比普通钢的电阻串大，因此利用硅钢片制成的铁心可以进一步减小涡流损耗。 比GB/T 6451平均下降40% 变压器是传输电能而不改变其频率的静止的电能转换器。 电力变压器绕组由高压绕组，低压绕组，对地绝缘层（主绝缘），高、低压绕组之间绝缘件及由燕尾垫块，撑条构成的油道，高压引 线，低压引线等构成。 1、概述

变压器的技术参数
输入电压：变压器 接电源一侧的电压
输出电压：变压器 接负载一侧的电压
电压比：变压器两 个绕组电压之比
电压调整率：变压 器空载与负载在额 定电流时电压的变 化率
定义：变压器 能够输出的最
大功率
单位：千伏安 （kVA）
影响因素：绕 组匝数、铁芯
截面积等
计算公式：变 压器的额定容 量=变压器的额 定电压×变压器
定期检查：对变压器进行定期检查，确保正常运行 维护记录：记录变压器的维护情况，包括维修和更换部件 预防性维护：采取预防性措施，如清洗和润滑，确保变压器的使用寿命 应急处理：在变压器出现紧急情况时，采取应急处理措施，如切断电源并进行维修
变压器过热：检查散 热器是否堵塞、风扇 是否正常运行、变压 器负荷是否过重
变压器的结构组成
变压器的组成 变压器的外观 变压器的附件 变压器的操作和维护
铁芯：变压器的磁路
油箱：变压器的外壳
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绕组：变压器的电路
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冷却系统：变压器的散热装置
储油柜 散热器 套管 变压器油
铁芯：变压器的 磁路
绕组：变压器的 电路
油箱：变压器的 外壳
冷却器：变压器 的散热装置
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操作规程：按照制造商提供的操作 手册进行操作，注意变压器的启停 顺序和注意事项
安全防护：在变压器周围设置安全 警示标志和防护措施，防止意外发 生
操作前应检查变压 器是否完好无损， 是否有异常声音
操作时应遵守安全 操作规程，确保人 员和设备的安全
操作后应进行检 查，确保变压器 正常运转
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油箱内部应保持清洁，并充满合 格的变压器油，以起到绝缘、散
热和消音的作用。
油箱附件包括油位计、油枕、吸 湿器、气体继电器等，用于监测
和控制变压器的工作状态。
其他组件
电力变压器的其他组件包括分接开关 、安全气道、储油柜等。
分接开关用于调节变压器输出电压的 高低，安全气道用于保护变压器内部 不受外部杂物和水分的影响，储油柜 用于储存变压器油。
铁芯故障
铁芯发生多点接地或短路 时，应检查并修复接地故 障，确保铁芯正常工作。
变压器渗漏油
发现变压器渗漏油时，应 及时处理渗漏部位，防止 油位过低影响变压器的正 常运行。
04
电力变压器的设计
设计原则与标准
遵循国家和行业标准
电力变压器的设计应遵循国家和行业的标准，确保安全、可靠、 经济和环保。
满足用户需求
关键工艺技术
线圈绕制技术
铁芯叠装技术
器身装配技术
注油与密封技术
检测与试验技术
线圈绕制是电力变压器 制造中的核心技术之一 ，需要掌握合适的绕线 方式、匝数和线径，以 保证线圈的电气性能和 机械性能。
铁芯叠装技术是影响电 力变压器性能的关键因 素之一，需要掌握合适 的叠装方式和工艺参数 ，以保证铁芯的磁路性 能和机械强度。
THANKS
THANK YOU FOR YOUR WATCHING
根据变压器的容量和额 定电流，计算出铜线的
截面积。
损耗计算
根据变压器的设计参数 ，计算出空载损耗和负
载损耗。
设计实例分析
设计实例的选择
选择具有代表性的电力变压器 设计实例，如油浸式变压器、
干式变压器等。
设计参数的确定
根据实例选择合适的输入输出 电压、容量、阻抗等参数。

以赫兹（Hz）为单位。可我编辑国课额件PP定T 工频为50Hz。
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§1-4 变压器的额定值
注意： 1）额定工作状态下变压器的效率、温升等数据，均属于 额定值
2) 除额定值以外，铭牌上还标有变压器的相数，联结组 标号和绕组联结图、阻抗电压等
3）双绕组变压器原、副边容量按相等进行设计
4）U1N指电源加到变压器原边的电压； U2N指原边加上 额定电压时的副边开路电压，空载电压，副边电流为零
▪绝缘结构
作用：实现变压器的绝缘，包括外部绝缘和内部绝缘。
▪油箱和其它附件
作用：铁心和绕组组成变压器的器身，器身放置在装有变压
器油的油箱内，在油浸变压器中，变压器油既是绝缘介质，又
是冷却介质。
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低压 高压
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24
§1-4 变压器的额定值
▪额定容量
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§1-3 变压器的基本结构
▪铁心
作用：磁路的构成部分。为了减少铁心中的磁滞和涡流损耗，
铁心均用0.35－0.5mm厚的热轧或冷轧硅钢片叠成，片间涂以
0.01~0.013mm厚的漆膜，以避免片间短路。
▪绕组
作用：电路的组成部分，用纸包、纱包或漆包的绝缘扁线或圆
线绕成 。感应电势、通过电流、实现机电能量转换。
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11
三、理想变压器的变压规律
原、副线圈中产生的感应电 动势分别是：
E1=n1/ t E2=n2/ t
E1 n1 E2 n2
若不考虑原副线圈的内阻有
U1=E1 U2=E2
U 1 n1
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U2