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1、变压器基础知识,主讲人：xxx,目录,一.变压器用途、分类和结构,二.变压器原理及应用,三.变压器构造及功能,四.变压器绝缘结构,五.变压器技术参数,一.变压器的用途、分类和结构,一.变压器的用途、分类和结构,一.变压器的用途、分类和结构,(3)按用途分为： 升压变压器 降压变压器 隔离变压器(4)按冷却方式： a）油浸式变压器。冷却方式一般为自然冷却，风冷却（在散热器上安装风扇），强迫风冷却（在前者基础上还装有潜油泵，以促进油循环）。此外，大型变压器还有采用强迫油循环风冷却、强迫油循环水冷却等。 b）干式变压器。绕组置于气体中（空气或六氟化硫气体），或是浇注环氧树脂绝缘。它们大多在部分配电网
2、内用作配电变压器。(5)按调压方式分有：无载调压变压器；有载调压变压器。,一.变压器的用途、分类和结构,变压器主要由铁心和绕组两个基本部分组成, 如下图所示, 在一个闭合的铁心上套有两个绕组, 绕组与绕组之间以及绕组与铁心之间都是绝缘的。 ,一.变压器的用途、分类和结构,为了提高磁路的导磁性能，减少铁心中的磁滞、涡流损耗，铁心一般用高磁导率的磁性材料硅钢片叠成。硅钢片有热轧和冷轧两种，其厚度为0.350.5mm，两面涂以厚0.020.23mm的漆膜，使片与片之间绝缘。下图为几种常见的铁心形状。 绕组一般采用绝缘铜线或铝线绕制, 其中与电源相连的绕组称为原绕组（或称为原边、 初级）; 与负载相连
3、的绕组称为副绕组（或称为副边、 次级）。,一.变压器的用途、分类和结构,变压器按铁心和绕组的组合结构可分为心式变压器和壳式变压器, 如下图所示。心式变压器的铁心被绕组包围, 而壳式变压器的铁心则包围绕组。,二、变压器原理及应用,二、变压器原理及应用,空载运行和电压变换如下图所示, 将变压器的原边接在交流电压1上, 副边开路, 这种运行状态称为空载运行。此时副绕组中的电流i2=0, 电压为开路电压u20, 原绕组通过的电流为空载电流i10, 电压和电流的参考方向如图所示。图中为原绕组的匝数, 为副绕组的匝数。,二、变压器原理及应用,副边开路时, 通过原边的空载电流i10就是励磁电流。磁动势i10
4、N1在铁心中产生的主磁通既穿过原绕组, 也穿过副绕组, 于是在原、 副绕组中分别感应出电动势和。且和与的参考方向之间符合右手螺旋定则, 由法拉第电磁感应定律可得,二、变压器原理及应用,和的有效值分别为式中为交流电源的频率, m为主磁通的最大值。 如果忽略漏磁通的影响并且不考虑绕组上电阻的压降时, 可认为原、 副绕组上电动势的有效值近似等于原、 副绕组上电压的有效值, 即,二、变压器原理及应用,因此 由上式可见, 变压器空载运行时, 原、 副绕组上电压的比值等于两者的匝数之比, 称为变压器的变比。 若改变变压器原、 副绕组的匝数, 就能够把某一数值的交流电压变为同频率的另一数值的交流电压。 当原
5、绕组的匝数1比副绕组的匝数多时, , 这种变压器为降压变压器; 反之, 当的匝数少于的匝数时, , 为升压变压器。,二、变压器原理及应用,如下图所示，变压器的原绕组接交流电压u, 副绕组接上负载L, 这种运行状态称为负载运行。 这时副边的电流为, 原边电流由10增大为, 且u0略有下降, 这是因为有了负载后, 10、会增大, 原、 副绕组本身的内部压降也要比空载时增大, 使副绕组电压u0比低一些。 因为变压器内部压降一般小于额定电压的10, 因此变压器有无负载对电压比的影响不大, 可以认为负载运行时变压器原、 副绕组的电压比仍然基本上等于原、 副绕组匝数之比。,二、变压器原理及应用,变压器负载
6、运行时, 原、 副绕组产生的磁动势方向相反, 即副边电流对原边电流产生的磁通有去磁作用。 因此, 当负载阻抗减小, 副边电流增大时, 铁心中的磁通m将减小, 原边电流必然增加, 以保持磁通m基本不变, 所以副边电流变化时, 原边电流也会相应地变化。原、副边电流有效值的关系为： 当变压器额定运行时, 原、 副边的电流之比近似等于其匝数之比的倒数。若改变原、 副绕组的匝数, 就能够改变原、 副绕组电流的比值, 这就是变压器的电流变换作用。 ,三.变压器构造及功能,三.变压器构造及功能,三.变压器构造及功能,三.变压器构造及功能,三.变压器构造及功能,三.变压器构造及功能,三.变压器构造及功能,三.
7、变压器构造及功能,四.变压器绝缘结构,四.变压器绝缘结构,四.变压器绝缘结构,绕组饼式结构,四.变压器绝缘结构,五.变压器技术参数,1、额定容量（SN） 额定容量是制造厂所规定的在额定工作状态（即在额定电压、额定频率、额定使用条件下的工作状态）下变压器输出的视在功率的保证值，以SN表示。 额定容量通常是指高压绕组的容量；当变压器容量因冷却方式而变更时，则额定容量是指它的最大容量。 2、额定电流（I1、I2） 变压器一、二次额定电流是指在额定电压和额定环境温度下使变压器各部分不超温的一、二次绕组长期允许通过的线电流，单位以A表示。3、额定电压（UN） 变压器的额定电压就是各绕组的额定电压，是指额
8、定施加的或空载时产生的电压。一次额定电压U1N 是指接到变压器一次绕组端点的额定电压值；二次额定电压U2N是指当一次绕组所接的电压为额定值、分接开关放在额定分触头位置上，变压器空载时二次绕组的电压（单位为V或KV）。三相变压器的额定电压指的均是线电压。,五.变压器技术参数,4、阻抗电压（短路阻抗） 阻抗电压也称短路电压（Uz%），它表示变压器通过额定电流时在变压器自身阻抗上所产生的电压损耗（百分值）。 用试验求取的方法为：将变压器二次侧短路，在一次侧逐渐施加电压，当二次绕阻通过额定电流时，一次绕阻施加的电压Uz与额定电压Un之比的百分数,即：Uz%=Uz/Un100%。 正常运行时，阻抗电压少
9、一些较好，因为阻抗电压过大时，会产生过大的电压降，而在变压器发生短路时，阻抗电压大一些较好，因可以限制短路电流，否则变压器经受不住短路电流冲击。 5、空载损耗（P0） 空载电流的有功分量I0a为损耗电流，由电源所汲取的有功功率称空载损耗P0 。空载损耗主要决定于铁心材质的单位损耗 。,五.变压器技术参数,6、空载电流（I0） 变压器一次侧施加（额定频率的）额定电压，二次侧断开运行时称为空载运行，这时一次绕组中通过的电流称空载电流，它主要仅用于产生磁通，以形成平衡外施电压的反电动势，因此空载电流可看成也就是励磁电流。变压器容量大小、磁路结构和硅钢片的质量好坏，是决定空载电流的主要因素。7、短路损耗（Pf） 短路损耗变压器二次侧短接、一次绕组通过额定电流时变压器由电源所汲取的（亦即消耗的）功率（单位为W或KW）。 8、连接组别 表示变压器各相绕组的连接方式和一、二次线电压之间的相位关系。符号顺序由左至右各代表一、二次绕组的连接方式，数字表示两个绕组的连接组号。一般的高压变压器基本都是Yn，Y,d11接线。在变压器的联接组别中“Yn”表示一次侧为星形带中性线的接线，Y表示星形，n表示带中性线；“d”表示二次侧为三角形接线。“11”表示变压器二次侧的线电压Uab滞后一次侧线电压UAB330度（或超前30度）。,Thank you!,
