电力变压器的结构及工作原理
电力变压器工作原理
电力变压器工作原理
电力变压器的工作原理是基于电磁感应的原理。
在电力变压器中，有两个线圈：一个是输入线圈（主线圈），另一个是输出线圈（副线圈）。
当输入线圈中通入交流电时，会在输入线圈周围产生一个变化的磁场。
这个变化的磁场会穿过输出线圈，导致输出线圈中的导体上产生感应电动势。
这个感应电动势会导致在输出线圈中产生一个交流电。
根据电磁感应的法则，当输入线圈的匝数较大、电流较大时，所产生的变化磁场也较大，从而在输出线圈上感应出较大的电动势。
反之，当输入线圈的匝数较小、电流较小时，感应出的电动势也较小。
根据这个原理，电力变压器可以将输入的交流电从一个电压级别转换为另一个电压级别。
例如，输入线圈中通入的高电压交流电会通过变压器的磁场感应作用，在输出线圈中感应出较低电压的交流电。
反过来，输入线圈中通入的低电压交流电会在输出线圈中感应出较高电压的交流电。
通过调整输入线圈和输出线圈的匝数比例，可以实现不同的电压变换比例。
此外，电力变压器的磁性铁芯也对电压变换起到重要作用，它可以集中和引导磁场，增强电磁感应的效果。
值得注意的是，根据能量守恒定律，变压器中的输入功率和输出功率应该相等，即变压器中的功率损耗很小。
这意味着电力
变压器是一种高效的能量转换装置，广泛应用于电力传输、发电和分配系统中。
变压器的结构及工作原理
变压器的结构及工作原理
变压器是一种通过电磁感应来改变交流电压的电气设备。
其主要由铁芯、一组初级和次级线圈组成。
铁芯是变压器中的核心部分，通常由铁合金材料制成，具有良好的导磁性能。
初级线圈位于铁芯的一侧，由一定数量的绕组组成，通常称为主线圈。
次级线圈位于铁芯的另一侧，同样由一定数量的绕组组成，通常称为副线圈。
当交流电通过主线圈时，产生的磁场会穿过铁芯并感应到副线圈中。
由于铁芯的导磁性能，磁场能够有效地传导到副线圈中，使得副线圈中也产生电磁感应。
根据法拉第电磁感应定律，当磁场的变化导致导线中的磁通量发生变化时，就会在导线中产生感应电动势。
通过变压器的设计，使得主线圈和副线圈的绕组比例不同，可以实现将输入电压转变为输出电压的目的。
当输入电压施加在主线圈上时，根据变压器的工作原理，输出电压将会与输入电压成正比例关系。
具体的比例关系由绕组的匝数比决定，即输出电压与输入电压之间的比值等于次级线圈的匝数与主线圈的匝数之比。
由于变压器的基本原理是基于电磁感应，因此其工作效率较高。
另外，变压器还具有隔离输入和输出电路、阻碍电流流入负载的能力等特点，使其在电力系统、电子设备和能源传输等领域中得到广泛应用。
变压器的结构及工作原理
变压器的结构及工作原理变压器是一种通过电磁感应原理将交流电能从一组线圈传递到另一组线圈的传输设备，通常用于调节电压、改变电流大小等。
它的结构简单，主要由铁芯、一组或多组绕组、绝缘材料等部件组成。
一、变压器性能参数（一）变比变比是变压器一个最基本的性能参数，指输入和输出绕组匝数之间的比值，用公式K = V2/V1表示。
（二）额定容量变压器的额定容量是指变压器所能承受的最大负荷功率。
常用的容量单位是千伏安（kVA）。
（三）额定电压额定电压是指变压器在额定容量和当前工作状态下的电压。
通常有一组或多组额定电压。
（四）铁损与漏损变压器的损耗包括铁损和漏损。
铁损是指由铁芯磁化导致的能量损失，主要与铁芯材料和变压器磁通密度相关。
漏损是指由于电磁感应原理，当磁通穿过绕组时，部分电能损失在空气中而不被转化为传输能量。
二、变压器的工作原理变压器的工作原理基于电磁感应原理。
在一个变压器中，两组线圈，即一个输入和一个输出绕组，通过铁核连接在一起。
当输入绕组中有交流电流通过时，它会产生一个交变磁场，这个磁场是通过铁芯传导的。
这个磁场切割了输出绕组中的导线，导致感应电势在输出绕组中产生。
这个感应电势的大小取决于输入和输出绕组之间的比例，即一个变比K。
输出电流大小取决于输入电流、变比K 以及输出绕组的匝数。
三、变压器的类型（一）依据用途分为电力变压器和电子变压器。
电力变压器用于输送和分配电力；而电子变压器用于电子系统和设备中。
两种变压器的主要区别在于它们的额定容量和电气参数。
（二）依据结构分为壳式变压器和开式变压器。
壳式变压器是将包覆绕组的镀铁钢壳密封，开式变压器没有钢壳覆盖；它的绕组以及引出线圈在空气中。
壳式变压器广泛应用于需要进行大功率变换的场合，例如电力输配电子系统；而开式变压器则被广泛用于电力设备，例如显示器、计算机等。
变压器是一种基于电磁感应原理工作的装置，主要将交流电能从一组线圈传递到另一组线圈。
它们的设计使得它们可以在不改变电气能源特性的前提下改变电压和电流大小。
变压器的工作原理
变压器的工作原理一、引言变压器是电力系统中常见的电气设备，用于改变交流电的电压和电流。
本文将详细介绍变压器的工作原理，包括基本原理、结构和工作过程。
二、基本原理1. 电磁感应定律根据法拉第电磁感应定律，当一个导体在磁场中运动或者磁场变化时，会在导体中产生感应电动势。
变压器利用这一原理实现电压的转换。
2. 互感现象互感现象是指两个或者多个线圈通过磁场相互耦合时，其中一个线圈中的电流变化会在其他线圈中产生感应电动势。
变压器中的两个线圈分别称为主线圈和副线圈。
三、变压器的结构1. 铁心变压器的铁心是由硅钢片叠压而成，主要作用是提高磁通的传导性能，并减少铁损耗。
2. 主线圈主线圈是变压器的输入线圈，通常由较粗的导线绕制而成。
当主线圈中通过交流电流时，会在铁心中产生磁场。
3. 副线圈副线圈是变压器的输出线圈，通常由较细的导线绕制而成。
副线圈通过互感现象与主线圈相连，将主线圈中的磁场转换为感应电动势。
四、变压器的工作过程1. 变压器的工作原理可以分为两个阶段：磁场建立和磁场消失。
2. 磁场建立阶段当交流电通过主线圈时，产生的交变电流会在主线圈中产生交变磁场。
由于主线圈和副线圈之间的互感作用，副线圈中也会产生交变电动势。
3. 磁场消失阶段当交流电的方向改变时，主线圈中的交变磁场也会改变方向。
这个变化的磁场会在副线圈中产生感应电动势，导致副线圈中的电流方向发生变化。
4. 变压器的电压转换根据互感现象，变压器中主线圈和副线圈的匝数比可以决定输出电压与输入电压的比例关系。
当主线圈匝数较大时，输出电压相对较低；当主线圈匝数较小时，输出电压相对较高。
五、总结变压器是一种基于电磁感应和互感现象的电气设备，用于改变交流电的电压和电流。
它由铁心、主线圈和副线圈组成。
变压器的工作过程包括磁场建立和磁场消失两个阶段，通过互感现象实现电压的转换。
变压器在电力系统中起到了重要的作用，广泛应用于输电、配电和电子设备中。
电力变压器的结构及工作原理
电力变压器的结构及工作原理一、电力变压器的结构1.铁芯铁芯是电力变压器的主要结构部分，通常由高导磁性材料制成，比如硅钢片。
铁芯主要有两个作用，首先是提供一个磁路，以便能够尽可能地束缚并引导磁力线。
其次，铁芯也可以减少由于磁感应强度快速变化而引起的涡流损耗。
2.线圈线圈是电力变压器中的另一个重要部分，主要分为两种类型：主线圈和辅助线圈（也称为副线圈）。
(1)主线圈（也称为高压线圈）由许多匝绕的导线组成。
当主线圈中通过交流电信号时，它产生一个强磁场。
(2)辅助线圈（也称为低压线圈）也由许多匝绕的导线组成。
辅助线圈中的导线被连接到负载电路，当主线圈中的磁场经过辅助线圈时，它会诱导出电流，从而传递相应的电能。
二、电力变压器的工作原理1.交流电的供应2.磁场的产生当高压交流电进入主线圈时，它会产生一个强磁场。
强磁场是由主线圈中的电流引起的，这个电流是通过电流源供应的。
3.磁感应的传递通过铁芯的高导磁性材料，磁场可以有效地传递到辅助线圈中。
铁芯的作用是减少磁感应的散失，并将磁场引导到辅助线圈中。
4.磁场的诱导当磁场经过辅助线圈时，根据法拉第电磁感应定律，线圈中将会诱导出电流。
这个诱导电流的大小取决于主线圈中的电流和磁感应的变化速率。
5.电能传输辅助线圈中诱导出的电流被馈送到负载电路中，从而传递相应的电能。
通过调整主线圈和辅助线圈的匝数比（即变压器的变比），可以有效地改变电压的大小。
6.能量效率虽然电力变压器可以有效地改变电压，但在变压过程中会产生一些能量损耗。
其中包括导线的电阻损耗，铁芯的涡流损耗和磁滞损耗。
为了提高能量效率，变压器通常采用高导磁性的材料和设计。
综上所述，电力变压器的结构和工作原理是通过主线圈和辅助线圈之间的电磁感应来实现的。
通过改变匝数比，变压器能够有效地转换和传输交流电的电能。
电力变压器在能源传输和分配中起着至关重要的作用，是现代电力系统的重要组成部分之一。
变压器的结构及工作原理
变压器的结构及工作原理变压器是一种用于将电能从一种电压转换为另一种电压的电气设备。
它是电力系统中非常常见的设备之一，被广泛应用于发电厂、变电站、工业生产和民用电力系统中。
变压器的结构和工作原理十分重要，下面详细介绍。
一、变压器的结构变压器由两个或更多的线圈通过铁芯相互连接而成。
主要包括以下部分：1.铁芯：变压器的铁芯由硅钢片组成，可有效减小磁滞和涡流损耗。
铁芯的形状包括E型、I型和C型等，用于支撑和保护线圈。
2.一次线圈（主绕组）：也称为原线圈或输入线圈，接收电源端的输入电能。
一次线圈一般由较粗的导线绕制而成。
3.二次线圈（副绕组）：也称为输出线圈，输出变压器转换后的电能。
二次线圈一般由较细的导线绕制而成。
4.绝缘材料：用于在不同线圈之间提供电气绝缘，避免相互之间的短路。
5.冷却装置：用于散热，以保证变压器的工作温度不超过允许范围。
常见的冷却方式包括自然冷却（静风冷却）和强制冷却（风扇冷却、冷水冷却等）。
二、变压器的工作原理变压器基于电磁感应的原理工作，其主要过程是通过变化的磁场引起线圈中的电压变化。
1.变流原理：根据法拉第电磁感应定律，当一次线圈中的电流变化时，会在铁芯中产生一个变化的磁场。
这个磁场穿过二次线圈，并在其中引起电动势的产生。
根据电磁感应定律，产生的电动势与变化的磁场强度成正比。
2.变压原理：根据楞次定律，一次线圈和二次线圈中的电流方向是相互反的。
当一次线圈接通电源时，通过它的电流会在铁芯中产生一个磁场。
这个磁场会在二次线圈中引起电动势的产生，并使得二次线圈中的电流流动。
变压器的输入电压和输出电压之比等于输入线圈的匝数和输出线圈的匝数之比。
即：输入电压/输出电压=输入线圈匝数/输出线圈匝数3.近似理想性：在实际的变压器中，我们可以近似认为主线圈和副线圈之间没有电阻，也没有电感。
这样，变压器的损耗可以忽略不计，输出电压会完全等于输入电压。
4.变压器的效率：实际的变压器会有一定的损耗，主要包括铁损耗和铜损耗。
电力变压器手册
电力变压器手册1. 简介电力变压器是一种用来改变交流电电压的装置，广泛应用于电力系统中。
本手册将详细介绍电力变压器的原理、结构、分类、选型、使用和维护等相关内容。
2. 原理电力变压器的工作原理是基于电磁感应。
通过在一侧绕制主线圈（或称原线圈），在另一侧绕制副线圈，通过电磁感应作用实现电压的升降。
2.1 电压变换原理当主线圈中通有交流电时，由于交变电流的变化，产生的磁场也会随之变化。
这个变化的磁场通过变压器的铁芯传递给副线圈，从而在副线圈中诱导出交变电动势。
根据电磁感应的原理，如果主线圈中的匝数比副线圈中的匝数多，则副线圈中产生的电压将高于主线圈中的电压；反之，如果主线圈中的匝数比副线圈中的匝数少，则副线圈中产生的电压将低于主线圈中的电压。
2.2 能量传递原理电力变压器将能量从一侧传递到另一侧，实现电压和电流的变换。
原线圈中的电能通过磁场传递到铁芯中，再由铁芯传递到副线圈，最终转化为副线圈中的电能。
3. 结构与分类电力变压器通常由铁芯、线圈和冷却系统等部分组成。
根据用途和结构的不同，电力变压器可分为多种类型，主要包括：3.1 功率变压器功率变压器是用来调节电力系统中电压的变压器。
它能够将高压电变成低压电，或将低压电变成高压电。
3.2 隔离变压器隔离变压器用于电源隔离和信号隔离等场合。
它的主要功能是保护电气设备，防止电压的突变对设备造成损害。
3.3 自耦变压器自耦变压器是一种将电压降低或升高一个固定值的变压器。
它的特点是主线圈和副线圈共享一部分匝数，从而实现电压的变换。
4. 选型与使用在选取电力变压器时，需要考虑多个因素，包括功率要求、电流负载、温升要求等。
以下是选型与使用电力变压器时需要注意的几个要点：4.1 负载能力电力变压器的负载能力是指变压器在一定时间内可以承受的最大负荷。
根据实际需要确定变压器的负载能力，以保证正常运行。
4.2 效率电力变压器的效率是指变压器输入功率和输出功率的比值。
高效率的变压器可以减少能源浪费，提高电力系统的运行效率。
变压器基本原理与结构(图文并茂)
压力释放阀
• 当 器内部 生 重故障而 生大量 气体 ，油箱内 力迅速增加， 防止 器 生爆炸，油箱上安装 力 放 。
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气体继电器
• 气体 器又称 瓦斯 器，是 器的一种保 装置，安装在油箱与 油 柜的 接管道中，当 器内部 生故 障 （如 穿、匝 短路、 芯事 故、油箱漏油使油面下降 多等） 生 的气体和油流，迫使气体 器 作。 者 出信号，以便运行人 及 理 。重者使断路器跳 ，以保 器。
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呼吸器
• 器随着荷和气温化，各 器油温不断 化， 油枕 内的油位随着整个 器油的膨 和收 而 生 化， 了使潮 气不能 入油枕使油劣化，将油 枕用一个管子从上部 通到一个 内装硅胶的干燥器（俗称呼吸器） ，硅胶 空气中水份具有很强的 吸附作用，干燥状 状 色 ，吸潮 和后 粉 色。吸潮 的硅胶可以再生。
一、变压器的结构
器 是由套在 合 心上的 原、副两 圈 成．
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铁心（磁路部分）
• 心的材料
为了提高磁路的导磁性能，减小铁心中的磁滞、 涡流损耗，铁心一般采用高磁导率的铁磁材料— 0.35～0.5mm厚的硅钢片叠成。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。
圈由 制， 芯由涂有 漆的硅 片叠
合而成．
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变压器的变压原理
（1）电动势关系 由于电磁感应现象，原、副线圈中具有相同
的t．根据电磁感应定律有：
所以，
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（2） 关系
第三章 电力变压器
电工基础
图1.4 壳式变压器 1—铁芯柱; 2—铁轭; 3—绕组图
图1.5 心式变压器 1—铁芯柱; 2—铁轭; 3—高压绕组 ;4—低压绕组
电工基础
2、铁芯材料
铁芯是变压器的磁路，其材料要求导磁性能良好， 铁损小。因此变压器铁芯由硅钢片叠制而成。硅钢 片有热轧和冷轧两种。由于冷轧硅钢片在沿着辗轧 的方向磁化时，有较高的导磁系数和较小的单位损 耗，其性能优于热轧硅钢片。国产变压器均采用冷 轧硅钢片。冷轧硅钢片的厚度有0.35、0.30、 0.27mm等多种。当金属块处在变化的磁场中或相对 于磁场运动时，金属块内部产生感应电流，金属块 中形成一圈圈的闭合电流线，类似流体中的漩涡， 叫作涡电流，简称涡流，铁芯硅钢片越厚，涡流损 耗越大，硅钢片越薄，涡流损耗越小。
结论：在同极性端不明确时，一定要先测定同极性端 再通电。
电工基础
3. 同极性端的测定方法 方法一：交流法 把两个线圈的任意两端 (X-x)连接, 然后在 AX 上加一低电压 uAX 。
V
A +
a V
uAX
– X
x
U U
结论：若 UAa UAX Uax 说明 A 与 a 或 X 与 x 为同极性端。 若
电工基础
电工基础 （D，yn11）表示，高压侧是三角形接线不带中性线，低压 侧为星形接线带中性线，11表示，高压侧是在12点方向，低 压侧是11点方向。表示低压侧滞后于高压侧330°（11乘
30°），或者超前于高压侧30°。
电工基础
（九）调压范围：
变压器接在电网上运行时，变压器二次侧电 压将由于种种原因发生变化，影响用电设备的正 常运行，因此变压器应具备一定调压能力。 采用改变变压器匝数比的办法即可达到调压 的目的。 变压器调压方式分为无励磁调压和有载调压 两种方式。 当二次侧不带负载，一次侧与电网断开时的 调压为无励磁调压，在二次侧带负载下的调压为 有载调压。
变压器的工作原理
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二、互感器
• 互感器是电流互感器和电压互感器的合称。 • 互感器的主要功能是: （1）可使仪表和继电器标准化。如电流互感器
副绕组的额定电流都是5A；电压互感器副绕 组的电压通常都规定为100V。 （2）可使测量仪表、继电器等二次设备与一次 主电路隔离。降低仪表及继电器的绝缘水平， 简化仪表构造，同时保证工作人员的安全。
相同 储油柜内油面高度随变压器的热胀冷缩而变动 储油柜限制了油 与空气接触的面积 从而减少了水分的侵入与油的氧化。 • 气体继电器 气体继电器是变压器的主要安全保护装置 当变压器内部 发生故障时 变压器油气话产生的气体使继电器动作 发出信号 示意工 作人员及时处理或令其开关跳闸 • 绝缘套管 变压器绕组的引线是通过箱盖上的陶瓷绝缘套管引出的 作 用是使高低压绕组引线与变压器箱体绝缘 10到35ＫＶ采用空心气式 或充油式套箱 １１０ＫＶ 及以上的采用电容式套箱。
绕 组 名 称 首 端
高 压 绕 组 ABC 低 压 绕 组 a bc
末 端
中 点
XYZ O
xyz o
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1.星形联结用符号“Y（或 y)”表示 • 三个首端 A、B、C（或 a、b、c)向外引出 • 末端 X、Y、Z（或 x、y、z）连接在一起成为中性点 2.三角形联结用符号“D（或d）”表示 • 各相间联结次序为 A - X - C - Z - B - Y（或 a- x
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变压器并联运行的条件
• 2、负载时各变压器所分担的负载量，应该按各自额定容 量的大小成比例分配，防止其中某台过载或欠载。 3、负载时各变压器所分担的电流，应该与总的负载电流 同相位。这样当总的负载电流一定时，各变压器所分担的 电流最小；如果各变压器所分但的电流一定时，则总的负 载电流最大。 要达到上述理想的并联状态，并联运行的变压器必须具备 以下三个条件： 1、各变压器的原边额定电压要相等，各副边额定电压也 要相等，即变比要相等； 2、各变压器副边线电势对原边线电势的相位差应相等， 即连接组要相同； 3、各变压器的阻抗电压标么值应相等，短路阻抗角应相 等。
变压器结构与工作原理
§1-2 变压器的结构
奇数层
1 2 3 4
偶数层
5
6
奇数层
偶数层
§1-2 变压器的结构
三、主要附件 (1)储油柜：油枕，与油箱相连。隔绝空气、便于油的 体积改变，缩小所有油与空气的接触面。 (2)气体继电器：位于油枕与油箱之间。故障时产生动 作、及时发出信号或切断变压器。
(7)测温装置：温度计。监测油温及绕组的温度。
问题：为什么一般电力变压器都从高压侧抽分头？ 答案：
(1)高压绕组套装在低压绕组的外面，抽头引出和连接方便。 (2)高压侧比低压侧电流小，引线和分接开关的载流面积小。
§1-2 变压器的结构
分类：
圆筒式：小容量变压器 线段式：小容量高压绕组 连续式：大容量高压绕组 螺旋式：大容量低压绕组 2.交叠绕组 交叠绕组的结构：将高、低压绕 组绕成饼式，沿铁芯轴向交叠放 置。两边靠近铁轭处为低压绕组， 中间为高压绕组。 交叠绕组的用途：大多用于壳式、干式变压器。
§1-2 变压器的结构
第一章 变压器的结构与工作原理
§1-2 变压器的结构
变压器主要部件是绕组和铁芯(器身)。绕组是 变压器的电路部分，铁芯是变压器的磁路部分。二 者构成变压器的核心即电磁部分。 除了电磁部分，还有油箱、绝缘套管、储油柜、压 力释放阀、安全气道、温度计和气体继电器等附件。 一、绕组：变压器的电路部分 绕组的材料：一般用绝缘扁铜线或圆铜线在绕线模上 绕制而成，也有用铝线、铝箔或铜箔的。
二、铁芯：变压器的磁路部分 铁芯柱：铁芯中缠绕组的部分。 铁轭：铁芯的连接（铁芯柱）部分。 1.铁芯的材料 硅钢片叠加而成——减少磁阻和铁损。 热轧：分为厚度0.35mm、0.5mm两种，中 间涂绝缘漆，多用于小型变压器。 硅钢片 冷轧：分为厚度0.35mm、0.30mm、0.27mm 等多种，磁导性能高、损耗小、导磁有方 向性，多用于中大型变压器。
配电变压器的原理及结构
配电变压器的原理及结构
原理：
结构：
1.铁心：变压器的主要部件，由优质硅钢片叠制而成。
铁心的作用是加强磁场，并减小铁损耗。
2.初级线圈：由一根或多根绕在铁心上的导线组成，用于接收高压电能。
3.次级线圈：绕在与初级线圈相同的铁心上，用于输出低压电能。
4.绝缘层：用于绝缘初级线圈和次级线圈之间，以防止电流短路。
5.冷却装置：为了散热，配电变压器通常配备冷却风扇或冷却油，以保持变压器的温度在安全范围内。
6.终端板：用于连接配电变压器与其他电力设备的导线。
工作过程：
当高压线圈通电时，高压电流在初级线圈中流动，形成强磁场。
这个磁场也会穿透铁心，并通过感应作用，在次级线圈中诱发出电流。
由于比例关系，次级线圈中的电压将比初级线圈中的电压低。
通过合适的设计，可以实现电压降的步骤性变化，以满足不同用电需求。
应用：
总结：
配电变压器的工作原理基于电磁感应的原理，通过通过感应作用将高
压电能转换为低压电能。
其结构包括铁心、初级线圈、次级线圈、绝缘层、冷却装置和终端板等。
配电变压器在电力系统中起到非常重要的作用，通
过将高压电能转换为低压电能，以满足不同用电需求。
变压器的主要结构和工作原理
变压器的主要结构和工作原理引言概述：变压器是电力系统中常见的电力设备之一，它在电能传输和分配中起着重要的作用。
本文将详细介绍变压器的主要结构和工作原理，以帮助读者更好地理解和应用变压器。
正文内容：一、变压器的主要结构1.1 主要结构组成- 主要由铁芯、一次绕组和二次绕组组成。
- 铁芯是变压器的主要磁路部分，通常由硅钢片叠压而成，以减小磁导率和磁阻。
- 一次绕组是输入侧的绕组，通常由导电材料绕制而成。
- 二次绕组是输出侧的绕组，也由导电材料绕制而成。
1.2 绝缘和冷却系统- 变压器的绝缘系统是保证安全运行的关键，通常使用绝缘材料将绕组和铁芯分隔开。
- 冷却系统对于变压器的正常运行至关重要，常见的冷却方式有自然冷却和强制冷却。
1.3 外壳和配电设备- 变压器通常有一个外壳，用于保护内部部件免受外界环境的影响。
- 配电设备包括开关、熔断器和保护装置等，用于控制和保护变压器的正常运行。
二、变压器的工作原理2.1 电磁感应原理- 变压器的工作基于电磁感应原理，当一次绕组通入交流电时，会在铁芯中产生交变磁场。
- 交变磁场会感应二次绕组中的电动势，从而使电能从一次绕组传递到二次绕组。
2.2 变压器的变压比- 变压器的变压比是指输入电压与输出电压之间的比值，可以通过绕组的匝数比来确定。
- 变压器可以实现电压的升高或降低，根据需要选择合适的变压比。
2.3 损耗和效率- 变压器在工作过程中会产生一定的损耗，包括铁损耗和铜损耗。
- 效率是衡量变压器性能的重要指标，可以通过输出功率与输入功率的比值来计算。
三、变压器的应用领域3.1 电力系统- 变压器在电力系统中用于电能传输和分配，将发电厂产生的高压电能转换为适用于用户的低压电能。
- 在输电过程中，变压器可以实现电压的升高，减少输电损耗。
3.2 工业领域- 变压器在工业领域中广泛应用于电力设备、机械设备和照明系统等。
- 它可以为各种设备提供合适的电压和电流，满足工业生产的需求。
变压器的结构及工作原理
变压器的结构及工作原理
1. 变压器的结构
变压器是一种用于升降电压的电器设备，由变压器铁芯、绕组、油箱、散热系统、绝
缘系统等部分组成。
(1) 变压器铁芯
变压器铁芯是由硅钢片按照一定的规则叠压而成的，主要作用是集中磁通并将其导入
绕组，同时减少磁通漏损和铁损。
变压器铁芯的构造形式有C、I、U、EI等。
(2) 绕组
变压器绕组是由铜或铝线缠绕在铁芯上的导线。
绕组包括高压绕组、低压绕组和中性
点绕组。
绕组的质量和结构影响变压器的电性能和使用寿命。
(3) 油箱
变压器油箱是装在变压器铁芯和绕组周围的容器，主要作用是冷却和绝缘，同时也用
于存储变压器油。
(4) 散热系统
变压器的散热系统通常包括风扇、散热片等，用于降低变压器的温度，保证变压器运
行的稳定性和可靠性。
变压器的绝缘系统包括绝缘材料、绝缘结构和绝缘电气测试等，用于保证变压器的安
全可靠性和使用寿命。
变压器的工作原理是基于电磁感应的原理。
当电压在变压器的高压绕组中产生变化时，导致高压绕组中的磁通量随之变化，磁通量的变化产生电磁感应力，导致低压绕组中的电
压也产生变化，从而达到升压或降压的作用。
在变压器中，电压的变化与磁通量的变化成正比。
由此可知，当发生输入电压变化时，变压器的磁通量也会随之变化，影响到输出电压，导致电压的升降。
变压器工作的效率很高，而且体积小，因此广泛应用于各个领域，如电力系统、工厂、家庭等。
变压器的基本原理和结构
8 油箱
油箱用于存放绝缘油，起 到绝缘和冷却的作用。
9 绝缘材料
绝缘材料用于隔离和保护 绕组和其他元素。
变压器的分类
按用途分类
电力变压器、工业变 压器
按环境分类
户内变压器、户外变 压器
按冷却方式分类
干式变压器、油浸变 压器
按频率分类
低频变压器、高频变 压器
变压器的特点
1 低损耗
变压器具有较低的电能转换损耗，高能量利 用效率。
变压器的基本原理和结构
变压器是一种电力设备，基于电磁感应定律和互感现象工作。它由磁芯、一 次线圈、二次线圈等组件构成，具有高效率、安全可靠和低成本等特点。
变压器的基本原理
1 电磁感应定律
2 互感现象
根据法拉第电磁感应定律， 当磁通量发生变化时，会 在相邻的线圈中引发感应 电动势。
互感现象是指一次线圈中 的变化电流引起二次线圈 中感应电压的现象。
2 一次线圈
3 二次线圈
一次线圈是输入侧的线圈， 通过电流的变化产生磁场。
二次线圈是输出侧的线圈， 通过磁感应产生感应电动 势。
4 绕组
绕组是指一次线圈和二次 线圈的线圈绕制。
5 端子
端子用于连接变压器的输 入和输出电路。
6 冷却系统
冷却系统可以有效散热， 保证变压器正常工作。
7 外部壳体
外部壳体保护内部元件， 并提供绝缘和安全性能。
2 绝缘材料耐用
选用耐高温、耐电压波动的绝缘材料，保证 变压器长期稳定工作。
3 效率高
变压器的能量转换效率高，能够大幅减பைடு நூலகம்能 源浪费。
4 维护方便
变压器结构简单，易于检修和维护。
5 安全可靠
变压器具备过流、过压等保护措施，减少事 故的发生。
电力变压器工作原理
电力变压器工作原理
电力变压器是一种用于改变电压的装置，它通过电磁感应原理进行工作。
其基本组成部分包括一个铁芯和两个相互绕制的线圈，分别称为主线圈和副线圈。
当主线圈上施加交流电源时，它会产生一个交变磁场。
这个交变磁场会穿过铁芯，并在副线圈中引起电磁感应。
根据法拉第电磁感应定律，副线圈中会产生一种交流电流，其频率与主线圈中的电流频率相同，但其电压大小与主副线圈的绕制比有关。
电力变压器的关键是绕制比。
绕制比是指主线圈和副线圈中的线圈匝数之间的比例关系。
如果主线圈匝数大于副线圈匝数，即绕制比大于1，那么副线圈的输出电压就会比输入电压低。
反之，如果绕制比小于1，副线圈的输出电压就会比输入电压高。
这是因为交变磁场通过铁芯时，会在铁芯中产生感应电动势。
这个感应电动势会阻碍主线圈中的电流变化，以保持磁场稳定。
根据欧姆定律，电流通过一个电阻时会产生电压降，因此感应电动势会导致主线圈中的电压下降。
根据能量守恒定律，电力变压器的输入功率等于输出功率。
因此，在一个理想的电力变压器中，电压的降低会导致电流的增加，以保持输入输出功率平衡。
总之，电力变压器通过交变磁场的感应作用，利用线圈匝数比
例关系来改变输入电压的大小。
其工作基于电磁感应原理，用于调整电网中不同电器设备所需的电压。
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适用于高压和超高压大容 量单相电力变压器。 单相两柱旁轭式叠铁芯
1 . 铁芯
铁芯的结构形式和用途
在结构上与单相两柱式叠 铁芯是同一类型，只是多 了一个芯柱，三柱线圈各 自为一相引出。它是三相 变压器最广泛应用的典型 结构。 适用于各种三相变压器
6、按绕组绝缘及冷却方式分类：
电力变压器按绕组绝缘及冷却方式分，有油 浸式、干式和充气式（SF6）等。其中油浸式变 压器，又有油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷 式和强迫油循环冷却式等。工厂变电所大多采用 油浸自冷式变压器。 所谓充气式变压器是指变压器的磁路（铁芯） 与绕组均位于一个充有绝缘气体的外壳内的变压 器。以往，一般情况下是采用SF6气体，所以又 称气体绝缘变压器
1 . 铁芯
铁芯片间绝缘过大时，铁芯就不能认为是等电位的，必 须把各片均连接起来接地，否则片间将出现放电现象， 这是不方便的、不可取的。现在铁芯用绝缘纸条做油道 时，就需要把油道两侧的铁芯片连接起来，然后由一个 接地铜片引出 因此，铁芯片间要有一定的绝缘，在标准测量方法下一 般在60～105Ω/cm2。现在采用的冷轧取向电工钢片的表 面具有0.15～0.02mm的无机磷化膜，可以满足这一要求， 其他电工钢片则需要涂漆，检修时也需要涂漆，大型铁 芯有时要涂两遍漆。
1、产品类别代号 O-自耦变压器，通用电力变压器不标 H-电弧炉变压器 C-感应电炉变压器 Z-整流变压器 K-矿用变压器 Y-试验变压器
2、相数 D-单相变压器 S-三相变压器
3、冷却方式 F-风冷式 W-水冷式 注：油浸自冷式和空气自冷式不标注
4、油循环方式 N―自然循环 O―强迫导向循环 P―强迫循环
例2： 一台三相、油浸、水冷、强迫油循环、双绕 组、有载调压、铜导线、360000 kVA、220 kV 级低噪声用电力变压器的产品，其性能水平符 合GB/T 6451规定，该产品的型号为： SWPZ7—Z—360000/220
第二节 油浸式电力变压器的结构
油浸式电力变压器的结构 油 浸 式 电 力 变 压 器
三相三柱式叠铁芯
1 . 铁芯
铁芯的结构形式和用途
中间为三个芯柱，各自为 一相，两边旁轭和上、下 端轭截面为芯柱截面的 1/3，主要是用来降低铁 芯的高度，便于运输。
适用于大容量三项电力变 压器。 三相三柱旁轭式叠铁芯
1 . 铁芯
铁轭截面、形状、特点和适用范围
铁轭截面与芯柱截面完全 相同，磁通分布均匀，在 采用冷轧电工钢片时应该 这样，是现代变压器的主 要铁轭截面形状。
1.高压套管 2.分接开关 3.低压套管 4.瓦斯继电器 5.防爆管 6.油枕 7.油位表 8.吸湿器 9.散热器 10.铭牌
11.接地螺栓 12.油样活门 13.放油阀门 14.活门 15.绕组
16.温度计 17.铁芯
18.净油器 19.油箱 20.变压器油
1 . 铁芯
铁芯在电力变压器中是重要的组成部件之一。它 由高导磁的硅钢片叠积和钢夹件夹紧而成，铁芯具 有两个方面的功能。 在原理上，铁芯是构成变压器的磁路。它把一次 电路的电能转化为磁能，又把该磁能转化为二次电 路的电能，因此，铁芯是能量传递的媒介体。 在结构上，它是构成变压器的骨架。在它的铁芯 柱上套上带有绝缘的线圈，并且牢固地对它们支撑 和压紧。
电力变压器的结构及工作原理
朱云武 2013年9月
电力变压器的结构及工作原理
主要内容：
第一节 电力变压器的用途和分类 第二节 电力变压器的结构 第三节电力变压器的故障分析和处理
第一节 电力变压器的用途和分类
变压器是电力系统中数量极多且地位十分重要 的电气设备，变压器的总容量大约是发电机总容量 的9倍以上。其功能是将电力系统中的电能电压升 高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用。 在电力系统中，输送同样功率的电能，电压越 变压器是传输电能而不改变其频率 高，电流就越小，输电线路上的功率损耗也越小； 的、静止的电能转换器。 输电线的截面积也可以减小，这样就可以减少导线 的金属用量。
7、按绕组导体材质分： 电力变压器按绕组导体材质分，有铜绕组变 压器和铝绕组变压器两大类。工厂变电所过去 大多采用铝绕组变压器，但低损耗的铜绕组变 压器现在得到了越来越广泛的应用。
特殊使用环境代号 额定电压 额定容量 特殊用途和特殊结构代号 设计序号 调压方式 导线材料 绕组数 油循环方式 冷却方式 相数 产品类别
1 . 铁芯
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。
1 . 铁芯
为了减少铁芯的磁滞和涡流损耗，铁芯用厚度 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 钢片制成的铁芯可以进一步减小涡流损耗。
负 载 损 耗
符合GB/T 6451
8
比GB/T 6451平均 下降10%
6、10
≥35
比GB/T 6451组Ⅰ平均下降30%
比GB/T 6451平均下降40%
比GB/T 6451平均 下降15%
9、特殊用途或特殊结构代号
Z――低噪声用； L――电缆引出 X――现场组装式； J――中性点为全绝缘； CY――发电厂自用变压器
1 . 铁芯
铁芯的结构
接地片 上夹件 铁轭螺杆 拉螺杆 芯柱绑扎 铁芯磁导线 下夹件
1 . 铁芯
铁芯的结构形式和用途
铁芯片一搭接方式叠积， 两柱均套线圈，线圈以串、 并联络线引出。结构简单 而紧凑，工艺装备少，但 叠积工作量大。它是广泛 采用的单相铁芯基本结构。 适用于各种单相变压器。
单相两柱式叠铁芯
广泛用于现代的各种变压 器。 多级圆形截面
1 . 铁芯
铁轭截面、形状、特点和适用范围
与椭圆形芯柱截面相配合 的一种铁轭截面，另外在 有旁轭的铁芯中，铁轭的 截面需小于芯柱的截面， 当各级相对应时，一定做 成多级椭圆形截面。 用于旁轭截面为椭圆形的 旁轭式铁芯（五柱式铁芯） 的变压器。
多级椭圆形截面
10、变压器的额定容量 变压器的额定容量，单位为kVA。
11、变压器的额定电压 变压器的额定电压，单位为kV。
例1： 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： SFL7—20000/110
1 . 铁芯
夹紧时的力要均匀，铁芯片的边缘应不出现翘
起，铁芯片的接缝尽量要严合，在铁芯励磁时 噪声要尽量小。 为防止铁芯多点接地和减少漏磁通在结构钢件 中产生涡流损耗，结构钢件应用绝缘件与铁芯 本体隔开，并尽可能远离漏磁区。在结构钢件 中更不能形成交链主磁通下的“短路匝”。 夹紧装置与铁芯相贴处必须有可靠的绝缘。
1 . 铁芯
铁芯的结构形式和用途
中间为一个芯柱，两边为 旁轭，轭的截面为芯柱截 面的1/2。可降低上、下 轭高，有助于减少附加损 耗，但电工钢片用量多。 它实际上是垂直放置的单 相壳式铁芯。
适用于高压大容量单相电 力变压器和大电流单相变 压器。 单相单柱旁轭式叠铁芯
1 . 铁芯
铁芯的结构分，有单相和三相两大类。 工厂变电所通常都采用三相电力变压器。
4、按调压方式分： 电力变压器按调压方式分，有无载调压（又称无 励磁调压）和有载调压两大类。工厂变电所大多 数采用无载调压变压器。
5、按绕组结构分： 电力变压器按绕组结构分，有单绕组自耦变 压器、双绕组变压器、三绕组变压器。工厂变电 所大多采用双绕组变压器。
5、绕组数 S―三绕组 注：双绕组不标注
6、导线材料 L―铝绕组 注：铜绕组不标注
7、调压方式 Z―有载调压 注：无载调压不标注
8、性能水平代号（设计序号）
性能水 平代号 7 电压等 级 kV 6、10 ≥35 6、10 ≥35 6、10 9 6、10 ≥35 10 11 6、10 ≥35 性 能 参 数
1、按功能分： 电力变压器按功能分，有升压变压器和降压变 压器两大类。工厂变电所都采用降压变压器。终 端变电所的降压变压器，也称配电变压器。
2、按容量分： 电力变压器按容量系列分，有R8容量系列和R10容量 系列两大类。 R8容量系列指容量等级是按R8≈1.33倍数递增的，我国 老的变压器容量等级采用此系列，如：100kVA、135kVA、 180kVA、240kVA、320kVA、420kVA、560kVA、750kVA、 1000kVA等。 R10容量系列 指容量等级是按R10 ≈ 1.26倍数递增的。 R10系列的容量等级较密，便于合理选用，是IEC（国际 电工委员会）推荐采用的。我国新的变压器容量等级采用 此系列，如：100kVA、125kVA、160kVA、200kVA、 250kVA、315kVA、400kVA、500kVA、630kVA、800kVA、 1000kVA。
由于制造上的困难，发电机电压不可能很高 （目前在20KV以下），所以在发电厂中要用升压 变压器将发电机电压升到很高，才能将大量的电能 送往远处的用电地区，如35kV、66kV、110kV、 220kV、330kV、500kV等。而在用电负荷处，再 用降压变压器将电压降低到适当的数值供用户电气 设备使用。电力变压器在传输电能的时候，本身也 有一些有功损耗，但数量不大，因而传输效率很高。 中小型变压器的效率不低于95％，大型变压器效率 可达到98％以上。
倒T形、倒多级T形截面
1 . 铁芯
铁轭截面、形状、特点和适用范围