变压器的结构及工作原理

变压器工作原理主讲：刘丽洁变压器工作原理变压器及其工作原理变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件,它具有变压、变流和变阻抗的作用。变压器的种类很多,应用十分广泛。比如在电力系统中用电力变压器把发电机发出的电压升高后进行远距离输电,到达目的地后再用变压器把电压降低以便用户使用,以此减少传输过程中电能的损耗;在电子设备和仪器中常用小功率电源变压器改变市电电压,再通过整流和滤波,得到电路所需要的直流电压;在放大电路中用耦合变压器传递信号或进行阻抗的匹配等等。变压器虽然大小悬殊,用途各异,但其基本结构和工作原理却是相同的。变压器工作原理•变压器的构造：变压器主要由：铁芯、绕组、油箱、附件等组成。变压器按相数分可分为单相、三相和多相变压器；按冷却方式分干式、油浸式和充气式变压器；按用途分为电力变压器和专用变压器，如电炉变压器、电焊变压器、仪用变压器、整流变压器，等等。下图是我们常见的两种变压器：变压器工作原理干式变压器油浸式变压器•变压器的主体构造：1、铁芯2、绕组变压器工作原理变压器工作原理•铁芯•铁心的作用是变压器的主磁路•铁心的材料0.35～0.5mm厚的硅钢片•铁心形式电力变压器主要采用心式结构•铁芯因线圈的位置不同，可分为芯式和壳式两类变压器工作原理变压器工作原理•铁芯是变压器的磁路部分，由铁芯柱（柱上套装绕组）、铁轭（连接铁芯以形成闭合磁路）组成，为了减小涡流和磁滞损耗，提高磁路的导磁性，铁芯采0.35mm~0.5mm厚的硅钢片涂绝缘漆后交错叠成。•小型变压器铁芯截面为矩形或方形，大型变压器铁芯截面为阶梯形，这是为了充分利用空间。•铁芯变压器工作原理变压器工作原理•绕组：•绕组是变压器的电路部分•铜或铝导线包绕绝缘纸以后绕制而成。•绕组可分为同心绕组和交叠绕组两种类型•绕组变压器工作原理•绕组是变压器的电路部分，采用铜线或铝线绕制而成，原、副绕组同心套在铁芯柱上。•为便于绝缘，一般低压绕组在里，高压绕组在外，但大容量的低压大电流变压器，考虑到引出线工艺困难，往往把低压绕组套在高压绕组的外面。变压器工作原理•变压器的附件：•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-小车变压器工作原理变压器工作原理变压器工作原理变压器工作原理变压器工作原理变压器工作原理变压器工作原理•油箱是装器身和变压器油的，为了便于散热，有的箱壁上焊有散热管。•变压器油的作用是绝缘和冷却。变压器工作原理•变压器的工作原理：•变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能•变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。•发电机—升压变压器—降压变压器—配电变压器—（高、低压）电动机•与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组用U1，I1，E1，N1表示;•与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组用U2，I2，E2，N2表示;•同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为Fm,该磁通量称为主磁通;变压器工作原理变压器原理图（图3-1）•若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化，则有•不计铁心损失，根据能量守恒原理可得•由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系：•令K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比），则•变压器工作原理变压器工作原理•变压器的铭牌参数：•每台变压器都有一铭牌，上面标注着型号、额定值及其它数据，便于用户了解变压器的运行性能。电力变压器产品型号SL7－315/10产品编号额定容量315kV·A使用条件户外式额定电压10000/400V冷却条件ONAN额定电流18.2/454.7A短路电压4%额定频率50Hz器身吊重765kg相数三相油重380kg联接组别Yyno总重1525kg制造厂生产日期图1－4电力变压器铭牌示意图变压器工作原理•额定容量SN：•它是变压器额定工作条件下输出能力的保证值，是额定视在功率，单位有：伏安（V•A）或千伏安（kV•A）或兆伏安（MV•A）。•一般容量在630kVA以下的为小型电力变压器；800~6300kVA的为中型电力变压器；8000~63000kVA为大型电力变压器；90000kVA及以上的为特大型电力变压器；变压器工作原理•额定电压U1N/U2N•均指线值电压。原边额定电压U1N是指电源加在原绕组上的额定电压；副边额定电压U2N是指原边加额定电压副边空载时副绕组的端电压，单位有：伏（V）或千伏（kV）。变压器工作原理•额定电流I1N/I2N均指线值电流。原、副边额定电流是指在额定容量和额定电压时所长期允许通过的电流，单位有：安（A）额定频率fN指工业用电频率，我国规定为50Hz。变压器工作原理•变压器的额定容量、额定电压、额定电流之间的关系为：•单相变压器：•三相变压器：NNNNNIUIUS2211NNNNNIUIUS221133变压器三相绕组接线有两种：1、星形联结星形联结记作：“Y”或“y”2、三角形联结三角形联结记作：“D”或“d”变压器工作原理•干式电力变压器特点•干式电力变压器承受热冲击能力强，过负载能力大、难燃、防火性能高、低损耗、局部放电量小、•噪声低、不产生有害气体、不污染环境、对湿度、灰尘不敏感、体积小、不开裂、维护简便。因此，最适宜用于防火要求高，负荷波动大以及污秽潮湿的恶劣环境中。如：机场、发电厂、冶金作业、医院、高层建筑、购物中心、居民密集区以及石油化工、核电站、核潜艇等特殊环境中。变压器工作原理变压器工作原理例：SCB10型脱硫干式变压器»干式电力变压器型号及含义»SCB10—1600/6»SC:三相固体成型（环氧树脂）»B:低压箔式线圈»10:设计序号»1600kVA:额定容量»6kV:额定高压电压变压器工作原理•变压器的分类：•按用途分类：升压变压器、降压变压器、配电变压器；•按相数分类：单相变压器和三相变压器；•按线圈数分类：双线圈变压器、三线圈变压器和自耦变压器；•按铁心结构分类：心式变压器和组式变压器；•按调压方式分类：无载调压变压器、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。变压器工作原理变压器日常巡视检查应包括以下内容：1)油温应正常，应无渗油、漏油，储油柜油位应与温度相对应。2)套管油位应正常，套管外部应无破损裂纹、无严重油污、无放电痕迹及其它异常现象。3)变压器音响应正常。4)散热器各部位手感温度应相近，散热附件工作应正常。5)吸湿器应完好，吸附剂应干燥。6)引线接头、电缆、母线应无发热迹象。7)压力释放器、安全气道及防爆膜应完好无损。8)分接开关的分接位置及电源指示应正常。9)气体继电器内应无气体。10)各控制箱和二次端子箱应关严，无受潮。11)干式变压器的外表应无积污。12)变压器室不漏水，门、窗、照明应完好，通风良好，温度正常。13)变压器外壳及各部件应保持清洁。变压器工作原理小结变压器分类：（一）按用途分类：升压变压器、降压变压器、配电变压器；（二）按相数分类：单相变压器和三相变压器；（三）按线圈数分类：双线圈变压器、三线圈变压器和自耦变压器；（四）按铁心结构分类：心式变压器和组式变压器；（五）按调压方式分类：无载调压变压器、有载调压变压器；（六）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；（七）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。重要公式:E=4.44fNΦmΦm———主磁通幅值；f———频率，Hz；E———感应电动势有效值，V。本次课程结束，谢谢大家