第1章变压器
变压器基础知识
变压器基础知识变压器基础知识有哪些变压器基础知识有哪些第一章：通用部分1.1 什么是变压器？答：变压器是借助电磁感应，以相同的频率，在两个或更多的绕组之间，变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。
1.2 什么是局部放电？答：局部放电是指高压电器中的绝缘介质在高压电的作用下，发生在电极之间但未贯通的放电。
1.3 局放试验的目的是什么？答：发现设备结构和制造工艺的缺陷，例如：绝缘内部局放电场过高，金属部件有尖角；绝缘混入杂质或局部带有缺陷，防止局部放电对绝缘造成损坏。
1.4 什么是铁损？答：变压器的铁损又叫空载损耗，它属于励磁损耗而与负载无关，它不随负载大小而变化，只要加上励磁电压后就存在，它的大小仅随电压波动而略有变化。
包括铁心材料的磁滞损耗、涡流损耗以及附加损耗三部分。
1.5 什么是铜损？答：负载损耗又称铜损，它是指在变压器一对绕组中，一个绕组流经额定电流，另一个绕组短路，其他绕组开路时，在额定频率及参考温度下，所汲取的功率。
1.6 什么是高压首端？答：与高压中部出头连接的2至3个饼，及附近的纸板、相间隔板等叫做高压首端（强调电气连接）。
1.7 什么是高压首头？答：普通220kV变压器高压线圈中部出头一直到高压佛手叫做高压首头（强调空间位置）。
1.8 什么是主绝缘？它包括哪些内容？答：主绝缘是指绕组（或引线）对地（如对铁轭及芯柱）、对其他绕组（或引线）之间的绝缘。
它包括：同柱各线圈间绝缘、距铁心柱和铁轭的绝缘、各相之间的绝缘、线圈与油箱的绝缘、引线距接地部分的绝缘、引线与其他线圈的绝缘、分接开关距地或其他线圈的绝缘、异相触头间的绝缘。
1.9 什么是纵绝缘？它包括哪些内容？答：纵绝缘是指同一绕组上各点（线匝、线饼、层间）之间或其相应引线之间以及分接开关各部分之间的绝缘。
它包括：桶式线圈的层间绝缘、饼式线圈的段间绝缘、导线线匝的匝间绝缘、同线圈引线间的绝缘、分接开关同触头间的绝缘。
1.10 高压试验有哪些？分别考核重点是什么？答：高压试验包含空载试验、负载试验、外施耐压试验、感应耐压试验、局部放电试验、雷电冲击试验。
变压器的工作原理
变压器的工作原理一、引言变压器是一种电力设备，广泛应用于电力系统中，用于改变交流电的电压。
本文将详细介绍变压器的工作原理。
二、基本原理变压器是根据电磁感应定律工作的。
它由两个线圈（即主线圈和副线圈）和一个铁芯组成。
主线圈通常称为初级线圈，副线圈通常称为次级线圈。
铁芯由铁片叠压而成，可以有效地集中磁场。
三、工作过程1. 变压器的工作过程分为两个阶段：磁场变化和电压变化。
2. 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。
这个磁场的变化会在副线圈中产生电动势。
3. 根据法拉第电磁感应定律，电动势的大小与磁场变化的速率成正比。
因此，如果主线圈中的电流变化较快，副线圈中的电动势也会相应地变化。
4. 通过选择合适的线圈匝数比例，可以实现输入电压与输出电压之间的变换。
四、变压器的转换比变压器的转换比是指主线圈匝数与副线圈匝数之间的比值。
转换比决定了输入电压和输出电压之间的关系。
1. 如果主线圈的匝数比副线圈多，那末输出电压将比输入电压高。
这种变压器称为升压变压器。
2. 如果主线圈的匝数比副线圈少，那末输出电压将比输入电压低。
这种变压器称为降压变压器。
五、变压器的效率变压器的效率是指输出功率与输入功率之间的比值。
变压器的效率通常非常高，可以达到95%以上。
1. 变压器的损耗主要包括铁损耗和铜损耗。
2. 铁损耗是由于铁芯中的磁场变化而产生的能量损失。
3. 铜损耗是由于主线圈和副线圈中的电流通过导线时产生的电阻而产生的能量损失。
4. 为了提高变压器的效率，可以采用高导磁性材料创造铁芯，并选择合适的导线材料和截面积。
六、变压器的应用变压器在电力系统中有广泛的应用。
1. 电力输送：变压器用于改变输电路线中的电压，以减小输电损耗。
2. 电力分配：变压器用于将输电路线中的高压电转换为低压电，以供给家庭和工业用户。
3. 电子设备：变压器用于电子设备中，将电网中的高电压转换为适合设备使用的低电压。
4. 变频器：变压器用于变频器中，将电源的电压和频率转换为适合电动机的电压和频率。
第一章变压器
四、变压器的基本结构
由铁心、绕组、油箱、Байду номын сангаас缘套管及附件组 成。 1.铁心 铁心是变压器的磁路,由铁心柱和铁轭两 部分组成.铁心柱上安放绕组,铁轭使磁路闭 合. 由两面涂有绝缘漆的硅钢片叠成.有心式 和壳式两种结构.
2.绕组 绕组是变压器的电路,它由绝缘扁导线或圆 导线绕成,多为铜或铝线.高低压绕组均绕在 同一铁心 柱上,低压绕组在里侧靠铁心,以利 绝缘.
电能
(U1、I1)
磁场能
(变化的磁场)
电能
( U2、I2)
理想变压器的规律
原、副线圈中产生的感应电 动势分别是： E1=n1/ t E2=n2/ t U1=E1 U2=E2
I1
I2 n2 U2
U1 n1
E1 n1 E2 n2
U1 n1 U 2 n2
若不考虑原副线圈的内阻
(1) 理想变压器原副线圈的端电压之 比等于这两个线圈的匝数之比
变压器一次和二次绕组的电压比可认为是二者的 匝数比k U1 E1 N1 k U 20 E2 N 2
(三)空载电流i0 I0的主要作用是在磁路中产生磁动势建立磁通. 故又称励磁电流. i0的波形:
差900相位角,是纯无功分量.为磁化电流. Iμ与 E 1
Ih与
E 1
同相位,是一个有功分量,对应铁损.
U1 n1 U 2 n2
n2 >n1 U2>U1 ---升压变压器
n2 <n1 U2 <U1 ---降压变压器
理想变压器输出功率应等于输入功率
即:
P 出 = P入
U1I1=U2I2
I 1 U 2 n2 I 2 U 1 n1
(2)理想变压器原副线圈的电流跟它 们的匝数成反比
第一章变压器结构与工作原理试题与答案
一、填空：（每空1分）
1.★★一台单相变压器额定电压为380V/220V，额定频率为50HZ，如果误将低压侧接到380V上，则此时Φm, , 。（增加，减少或不变）
答：Φm增大， 增大， 增大。
2.★一台额定频率为60HZ的电力变压器接于50HZ，电压为此变压器的5/6倍额定电压的电网上运行，此时变压器磁路饱和程度，励磁电流，励磁电抗，漏电抗。
解：(1) SN＝50kVA
I1N＝SN/U1N＝6.94A
Z1N＝U1N/I1N＝1037.46Ω
短路实验时，IK＝7A＝IN
ZK＝US/IK=157/7=22.43Ω
(2)铁耗： w
铜耗： w
(3)
V
5.★★三相变压器的额定值为SN＝1800kVA，U1N/U2N＝6300/3150V，Y，d11联结，空载损耗P0＝6.6kw，短路损耗Pk＝21.2kw，求
A：变大 B：变小 C：不变
答：A，B，C，B，A，A
17.★★一台Y/ -12和一台Y/ -8的三相变压器，变比相等，能否经过改接后作并联运行。
A．能B．不能C．不一定D．不改接也能
答：A
18.★一台50HZ的变压器接到60HZ的电网上，外时电压的大小不变，激磁电流将。
A,增加B,减小C，不变.
答：B
求：(1)副方功率因数为0.9（滞后）时的电压变化率；
(2)供给3.04kw，功率因数为0.95（滞后）负载时的效率
解：（1）
所以
故副方Cos ＝0.8（滞后）时电压变化率
＝5.524％
（2）供给负载3.04kw时，如不考虑电流对 的影响时，
＝0.028×0.95+0.0681×
变压器基本工作基础学习知识原理
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。
电机与电气控制技术 第4版 第一章 变压器
三、电力变压器的基本结构
第一章
电力变压器主 要由铁心、绕 组、绝缘套管、 油箱及附件等 部分组成。
2024/6/7
返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片
第一章
四、电力变压器的额定值与主要系列
（一）电力变压器的额定值
1．额定容量 SN
SN单 U N1IN1 U N2IN 2
SN三 3UN1IN1 3UN2IN2
I10 I10P I10Q
2024/6/7
返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片
五、变压器 空载运行时 的相量图
第一章
2024/6/7
返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片
第一章
第三节 单相变压器的负载运行
一、负载运行时的各物理量
2024/6/7
返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片
第一章
返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片
第一章
二、感应电动势与漏磁电动势
（一）感应电动势
E1 j4.44 fN1 m E2 j4.44 fN 2 m
（二）漏磁电动势
E 1
j
N1 2
1m
jI10L1
jI10 X1
2024/6/7
返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片
第一章
三、空载运行时的电动势平衡方程式和电压比
末端 X、Y、Z x、y、z
中性点 N n
返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片
（一）三相变压器绕组的联结法
第一章
（二）三相变压器的联结组 三相变压器的联结组标号采用“时钟序数表示法”。
2024/6/7
返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片
（三）高低压绕组相电动势的相位关系 1、同名端与同名端的规定
变压器 原理
变压器原理
变压器是一种电力传输和变换装置，可用来改变交流电压的大小。
它主要由两个线圈——主线圈和副线圈组成。
主线圈通常被称为高压线圈，而副线圈被称为低压线圈。
当交流电通过主线圈时，会在主线圈中产生变化的磁场。
这个磁场会切割副线圈，从而在副线圈中也产生电动势。
根据法拉第电磁感应定律，副线圈中的电动势与主线圈中的电动势成正比。
变压器的工作原理基于互感现象。
互感是指当两个线圈靠近时，它们之间会相互影响，从而导致一种电磁耦合。
在变压器中，通过改变主线圈和副线圈的匝数比，可以实现输入电压和输出电压之间的变换。
根据互感现象的原理，当主线圈的匝数比副线圈的匝数大时，输出电压将比输入电压小。
这被称为降压变压器。
相反，当主线圈的匝数比副线圈的匝数小时，输出电压将比输入电压大。
这被称为升压变压器。
为了减少能量损失和提高效率，变压器通常采用铁芯。
铁芯的存在可以集中和引导磁场，从而提高互感的效果。
除了用于改变电压，变压器还可以用于隔离电路和传送电能。
由于变压器没有机械部件，因此没有摩擦损耗，工作稳定可靠。
在实际应用中，变压器广泛用于电力系统、电子设备、通信系统等领域，为不同电器设备提供适合的电压供应。
第一章电力变压器2
YN,yn0的接线方介
此后，由于日本的特殊国情，如土地狭窄、大 城市的人口密集、个别地区负荷密度极高、许 多城区需要建设地下变电所以及90%以上的配 电装置均采用GIS等等，促使GIT在日本自80年 代中期起取得了迅速的发展。
到1994年末，全日本累计的GIT产量已达 18000MVA，在世界上形成了“一枝独秀”的 局面。
第一篇 供配电设备
第一章 电力变压器
掌握各种电力变压器的基本结构 熟练掌握电力变压器运行、维护的 基本要求
一、变压器的分类
（1）变压器按照用途可分为： 电力变压器（又可分为升压变压器、降压变压 器，配电变压器、联络变压器、厂用变压器 等）； 特种变压器（电炉变压器、整流变压器、电焊 变压器等）； 仪用互感器（电压互感器、电流互感器）； 试验用的高压变压器和调压器等。
但是其传热能力和散热能力均较变压器油差一个数量级， 因此，自冷式气体绝缘变压器不可能做得很大，一般最 大不超过5 000 kVA，容量大时就要采用强气循环，就是 采用气体循环风机来促进SF6气体的流动，增加其流速。 为获得更好的散热效果，还可以采用风冷却器强迫风冷 或采用水冷却器强迫水冷。
四、SF6气体绝缘变压器简介
四、SF6气体绝缘变压器简介
SF6气体绝缘变压器(以下简称GIT)使用不燃的、 防灾性与安全性都很好的SF6气体作为绝缘介 质，迄今已被公认为是唯一电压可达275～ 500kV，容量可达300MVA的一种防灾性能优越 且技术成熟的电力变压器。 它特别适合于地下变电所以及人口密集、场地 狭窄的市区变电所使用。 GIT在国外已有30多年安全运行的经验，无论 制造与运行维护都已有成熟的技术。
电机学习题与解答_变压器
第一部分： 变压器第一章 变压器基本工作原理和结构1-1从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率？答：变压器原副绕组套在同一个铁芯上, 原边接上电源后，流过激磁电流I 0， 产生励磁磁动势F 0， 在铁芯中产生交变主磁通ф0, 其频率与电源电压的频率相同， 根据电磁感应定律，原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势 e 1和e 2 , 且有dt d N e 011φ-=, dt d N e 022φ-=, 显然，由于原副边匝数不等, 即N 1≠N 2，原副边的感应电动势也就不等, 即e 1≠e 2, 而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U 1≈E 1, U 2≈E 2,故原副边电压不等,即U 1≠U 2, 但频率相等。
1-2 试从物理意义上分析，若减少变压器一次侧线圈匝数（二次线圈匝数不变）二次线圈的电压将如何变化？答：由dt d N e 011φ-=, dt d N e 022φ-=, 可知 , 2211N e N e =，所以变压器原、副两边每匝感应电动势相等。
又U 1» E 1, U 2≈E 2 , 因此，2211N U N U ≈， 当U 1 不变时，若N 1减少, 则每匝电压11N U 增大，所以1122N U N U =将增大。
或者根据m fN E U Φ=≈11144.4，若 N 1 减小，则m Φ增大，又m fN U Φ=2244.4，故U 2增大。
1-3 变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈会有稳定直流电压吗？为什么？答：不会。
因为接直流电源，稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通，其变化率为零，不会在绕组中产生感应电动势。
1-4 变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用0.35毫米厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭成？答：变压器的铁心构成变压器的磁路，同时又起着器身的骨架作用。
为了铁心损耗，采用0.35mm 厚、表面涂的绝缘漆的硅钢片迭成。
1-5变压器有哪些主要部件，它们的主要作用是什么？答：铁心: 构成变压器的磁路,同时又起着器身的骨架作用。
变压器运行规程模版
变压器运行规程模版第一章总则第一条为了规范变压器的运行管理，确保变压器正常、安全、高效运行，保障电力系统的可靠供电，制定本规程。
第二条变压器运行管理应遵循安全、科学、合理、节能的原则。
第三条本规程适用于所有国内外使用的变压器。
第二章变压器的安全运行管理第四条变压器在每年维修检查前，应进行一次全面的检查和试验。
第五条变压器的运行设备、运行过程、运行负荷等应按照规程进行合理配备和设置。
第六条变压器的运行记录应按照规定进行记录，包括日常运行记录、维修保养记录、故障处理记录等。
第三章变压器的日常维护保养第七条变压器的日常维护保养包括定期巡视、油温油位检查、油色谱分析、外观检查等。
第八条变压器的定期巡视应按照规定频率进行，巡视内容包括变压器外观、油箱、油位、温度、绝缘子、绝缘层、连接部件等。
第九条变压器的油温油位应每日检查一次，确保油温和油位在正常范围内。
第十条变压器的油色谱分析应按照规定频率进行，确保变压器绝缘油的质量合格。
第四章变压器的故障处理与维修第十一条变压器出现故障时，应及时报修，并由专业人员进行处理。
第十二条变压器出现故障时，应立即停止使用，并进行安全隔离。
第十三条变压器维修时应严格按照安全操作规程进行，确保人员和设备的安全。
第五章变压器的运行负荷管理第十四条变压器的运行负荷应根据变压器的额定容量和预计负荷来进行合理调配。
第十五条变压器的运行负荷应控制在额定容量的80%以内，避免过载运行。
第六章变压器的节能管理第十六条变压器的节能管理应从电力采购、用电设备的选择和使用、节能检查等多个方面来进行。
第十七条变压器的节能管理中，应注重变压器的负载率、变压器的运行损耗等方面的优化。
第七章变压器的技术支持与培训第十八条变压器的技术支持与培训应按照需求进行安排，提供相关技术支持和培训服务。
第十九条变压器的技术支持与培训内容包括变压器的基本知识、维护保养技术、故障处理技术等。
第八章附则第二十条本规程由电力系统管理部门负责解释。
01第1章 变压器的基本工作原理和结构
第1篇 变压器变压器是一种静止的电机。
它通过线圈间的电磁感应作用，可以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。
变压器是电力系统中重要的电气设备。
要把发电厂发出的电能进行经济地传输、合理地分配及安全地使用，就要使用变压器。
发电厂发出的电压受发电机绝缘条件的限制不可能很高（一般为 6.3～27kV），要将发出的大功率电能直接输送到很远的用电区域，几乎不可能。
这是因为输送一定功率的电能时，输电线路的电压越低，线路中的电流和相应的线路损耗就越大，线路用铜量也巨增。
为此必须采用高电压（小电流）输电，即通过升压变压器把发电厂发出的电压升高到输电电压，例如110 kV、220 kV或500 kV等，这样才能比较经济地输送电能。
一般来说，输电距离越远，输送功率越大，要求的输电电压越高。
对于用户来说，由于用电设备绝缘与安全的限制，需把高压输电电压通过降压变压器和配电变压器降低到用户所需的电压等级。
通常大型动力设备采用6 kV或10 kV，小型动力设备和照明则为380V或220V。
发电厂发出的电能输送到用户的整个过程中，通常需要多次升压及多次降压，因此变压器的安装容量远大于发电机总装机容量，通常可达5～8倍。
可见，变压器对电力系统有着极其重要的意义。
用于电力系统升、降电压的变压器称为电力变压器。
在电力拖动系统或自动控制系统中，变压器作为能量传递或信号传递的元件，也应用得十分广泛。
在其他各部门，同样也广泛使用各种类型的变压器，以提供特种电源或满足特殊的需要,如冶炼用的电炉变压器，焊接用的电焊变压器，船用变压器以及试验用的调压变压器等。
本篇主要研究双绕组电力变压器的基本结构、工作原理和运行特性，并对三绕组变压器、自耦变压器、分裂变压器和互感器等特殊变压器进行简要介绍。
第1章 变压器的基本工作原理和结构[内容]本章首先讨论变压器的基本工作原理和分类，然后介绍变压器的基本结构及各主要部件的作用，最后介绍变压器的铭牌。
变压器管理制度
变压器管理制度第一章总则第一条为了加强对变压器的管理，保障电力系统的正常运行，提高供电质量，规范变压器的使用和维护，制定本制度。
第二条本制度适用于所有使用变压器的单位和个人。
第三条变压器管理包括变压器的购置、安装、使用、维护和报废。
第四条变压器的管理原则为安全、节能、环保、高效。
第二章变压器的购置和安装第五条购置变压器应考虑供电容量、负荷需求、电压等级、使用环境等因素，并经过供电部门审批。
第六条购置的变压器应具备国家标准或行业标准规定的质量要求，并且具有相应的质量保证。
第七条变压器的安装应符合国家标准或行业标准规定的相关要求，确保安装的准确性和可靠性。
第八条变压器的安装位置应远离易燃、易爆物品，通风良好，便于维护和检修。
第三章变压器的使用和检修第九条变压器的使用应符合供电部门规定的电压等级和负荷要求，严禁超负荷运行。
第十条变压器使用单位应定期检查变压器的运行状态和温度，发现异常情况应及时采取措施处理。
第十一条变压器的冷却方式应按照供电部门的要求进行设置，并定期清洗和维护冷却设备。
第十二条变压器的绝缘电阻应定期检测，确保绝缘电阻达到规定要求。
第十三条变压器的油位和油质应定期检查，发现问题应及时更换油品或进行维护。
第四章变压器的维护和保养第十四条变压器使用单位应建立定期维护和保养制度，确保变压器的正常运行。
第十五条变压器的维护和保养包括清洁、紧固、润滑、防锈等工作，应按照规定的周期进行。
第十六条变压器的外壳、绝缘子、导线等部件应保持干净，定期清洁除尘。
第十七条变压器的螺栓和连接件应定期检查并紧固，松动的连接应及时处理。
第十八条变压器的润滑部位应定期加注润滑剂，确保正常的运转和降低磨损。
第十九条变压器的防锈措施应定期检查和维护，确保变压器外壳的完好无损。
第五章变压器的报废和更换第二十条变压器的报废应按照国家标准或行业标准规定的程序进行，由供电部门进行验收和处理。
第二十一条变压器报废时应进行严格的检测和评估，确保变压器无法再继续使用。
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。
变压器原理
第一章变压器的基本原理 (1)1.1 变压器的工作原理 (1)1.1.1 理想变压器的工作原理 (1)1.1.2 变压器实际的工作状态 (2)1.2 变压器的效率 (3)第二章变压器的分类与结构 (4)2.1 变压器的分类 (4)2.2 电力变压器的参数和有关标准 (6)2.2.1 电力变压器的有关标准 (6)2.2.2 变压器型号表示方法中符号代表的意义 (6)2.2.3 电力变压器的重要参数 (9)2.3 变压器的主要结构部件 (11)2.3.1 铁心 (12)2.3.2 绕组 (12)2.3.3 绝缘结构 (13)2.3.4 油箱和其他附件 (14)第一章 变压器的基本原理1.1 变压器的工作原理变压器是一个应用电磁感应定律将电能转换为磁能，再将磁能转换为电能，以实现电压变化的电磁装置。
1.1.1 理想变压器的工作原理对于理想化的变压器，首先假定变压器一、二次绕组的阻抗为零，铁心无损耗，铁心磁导率很大。
图1-1为变压器的工作原理图，在空载状态下，一次绕组接通电源，在交流电压1U 的作用下，一次绕组产生励磁电流μI ，励磁磁势1N I μ ，该磁势在铁心中建立了交变磁通0Φ和磁通密度0B 。
根据电磁感应定律，铁心中的交变磁通0Φ在一次绕组两端产生自感电动势1E，在二次绕组两端产生互感电动势2E 。
40111044.4-⨯=C S B fN E （1-1） 40221044.4-⨯=C S B fN E （1-2）式中 f —频率（Hz ）；1N —变压器一次绕组的匝数； 2N —变压器一次绕组的匝数； 0B —铁心的磁通密度（T ）； C S —铁心的有效截面积（2cm ）；在理想变压器中，一、二次绕组的阻抗为零，有401111044.4-⨯==C S B fN E U （1-3） 402221044.4-⨯==C S B fN E U （1-4）得到2121N N U U = （1-5） 从上式可见，改变一次绕组与二次绕组的匝数比，可以改变一次侧与二次侧的电压比，这就是变压器的工作原理。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第七节 变压器的应用
目前使用较多的是铁心可以调节的磁分路动铁心式弧焊机，其外 形及电路图如图 1-36所示。它的焊接电流调节是靠改变二次绕组的接 法及活动铁心的位置来实现。
第七节 变压器的应用
2. 电压、电流关系
自耦变压器也是利电磁感应原理工作的，当一次绕组加交流电 压U1，二次绕组接负载后，其中的电压、电流也可用下式表示
K I 2 U1 N1 I1 U 2 N 2
式中K为变比 电流 I1及 I2在相位上反相，故流经公共绕组的电流 I大小为
I = I2- I1
叠片式铁心可构成心式或壳式变压器，通常有心 式囗形、心式斜囗形、壳式E形、壳式F形。卷制式
铁心构成的C型变压器用裁成一定宽度的冷轧硅钢带
卷制而成。其外形如图1-8所示。
第二节
二、绕组
单相变压器的基本结构3
变压器线圈通称绕组，是变压 器的电路部分，小变压器一般用具 有绝缘的漆包圆铜线绕成。接高压 电网的称高压绕组，接低压部分的 称低压绕组。小变压器的绕组一般 采用将高压绕组和低压绕组同心套 装在铁心柱上的同心式绕组。如图 1-11所示。
变压器是一种常用的电气设备，通过电磁感应作用 将一定数值的交流电压、转换成同频率的另一数值的交 流电压。主要用在电力系统中，在其他许多领域中也被 广泛使用。 变压器通常按用途来进行分类，可分电力变压器、 特种变压器、仪用互感器、控制变压器及其他用途变压 器等。
第一节 变压器的工作原理及分类2
图1-1是单相变压器变压器的工作原理图。该单相变压器由一个闭 合的铁心和套在其上的两个绕组构成。其中，与电源连接的绕组称为 一次绕组，也称原绕组，与负载连接的绕组称为二次绕组，也称副绕 组。我们在表示一次绕组电磁量的符号右下角加标号“1”，在表示二 次绕组电磁量的符号右下角加标号“2”，以便于区别。例如U1、E1、 I1 分别表示一次绕组的电压、感应电动势、电流；U2、E2、I2 分 别表示二次绕组的电压、感应电动势、电流。
变压器在不同的负载电流I2时，输 出的功率P2及铜损耗都在变化，因此变 压器的效率也是随负载电流变化而变 化的，其变化曲线称为变压器的效率 特性，如图1-21所示。由数学分析知 当变压器的铁损耗等于铜损耗时，变 压器的效率最高，目前用冷轧硅钢片 制作铁心的国产三相电力变压器当负 载为额定负载的 30%～40% 时效率最 高，运行最经济。
图1-1 变压器
工作原理示意图
第二节 单相变压器的基本结构1
一、铁心 铁心构成变压器变压器磁路系统及作为变压器支架。目前铁心用 0.30mm厚冷轧硅钢片制作。按铁心结构不同可分叠片式和卷制式两种，如 图1-8所示。
心式变压器 图1-8
壳式变压器 单相变压器结构
C型变压器
第二节 单相变压器的基本结构2
（4）阻抗电压
（5）三相变压器的联结组
第五节 变压器的空载试验和短路试验
变压器的损耗可分为铁损耗和铜损耗两种。
1.铁损耗PFe 铁损耗是指变压器铁心中的磁 滞损耗和涡流损耗。它决定于通过 铁心中的磁通大小，当一次绕组上 所加的电压基本不变时，则铁心中 2.铜损耗PCu 铜损耗是指电流在变压器一次、 二次绕组直流电阻上产生的损耗。 铜损耗的大小与负载电流的平方成 正比，即随负载电流的变化而变化， 故称铜损耗为可变损耗。
第三节 单相变压器的运行原理1
一、变压器的空载运行 将一次绕组的两个出线端与单相交流电源连接，绕组中便流过交 流电流，该电流在铁心中生成与电源频率相同的交变磁通最大值m ， 此交变磁通同时交链一次、二次绕组。根据电磁感应原理，一次、二 次绕组中将分别感应出交变电动势E1和E2 E1=4.44fN1m (1-1) E2=4.44fN2m (1-2)
U % U 2N U 2 100% U 2N
电压变化率反映供电质量的稳定性，变压器希望电压变化率越小 越好。常用三相电力变压器的电压变化率约为3 % ～5 % 。
第七节 变压器的应用
一、小功率电源变压器 小功率电源变压器是专门给某些小功率负载供电用的变压器，可按 工作频率来分类，也可按铁心结构来分类。 1.按工作频率分 (1)工频电源变压器 工作在50～60Hz频率下的电源变压器。 (2)中频电源变压器 工作在400～1000Hz频率下的电源变压器。 (3)高频电源变压器 工作在10～20kHz频率下的电源变压器。 2. 按铁心结构分 (1) E形及囗形变压器 (2) C形变压器 (3) R形变压器 (4) O形变压器
U1 I1 =
则
U 2I2
(1-9)
I1 U N 1 2 2 I2 U1 N1 K
可见变压器一次绕组及二次绕组中的电流与一次、二次绕组的匝数 成反比，即变压器也有变换电流的作用。
第四节 变压器的运行特性
三相电力变压器是用来改变三相交流电压的变压器，是
输电和配电系统中的重要电气设备，也是整个电力系统中容
三相油浸式电力变压器的结构（续6）
8. 变压器的型号
按照国家标准规定，变压器的型号由汉语拼音字母和几位数字组成，表明变 压器的系列和规格。例如变压器型号为S9-500/10，表示三相电力变压器，额定 容量为500kVA，高压边额定电压为10kV。 （1）额定容量SN 指变压器在额定工作时，二次绕组的视在功率。 （2）额定电压 U1N和U2N （3）额定电流I1N和I2N
量最大、最重要的电气设备。
一、三相油浸式电力变压器的结构 三相油浸式电力变压器主要由铁心、绕组、油箱、冷却 装置、保护装置等部件组成。其外形图如图1-13所示。
图1-13 三相油浸式电力变压器外形图
三相油浸式电力变压器的结构（续1）
１.铁心
铁心是三相电力变压器的磁路部分，它由0.23～0.30mm厚冷轧硅钢 片叠压或卷制而成。为了充分利用绕组内圆的空间，铁心柱截面通常采 用阶梯形，如图1-15所示。铁心的结构有叠片式铁心、卷制式铁心和非 晶合金铁心。后两种代表了当前的最新技术，节能效果明显，大有发展
前途。
三相油浸式电力变压器的结构（续2）
２．绕组
绕组是变压器的电路部分。绕组由包有绝缘材料的扁导
线或圆导线绕成，绕组作为电流的通路，产生磁通和感应电
动势。绕组的结构形式主要是同心式绕组。按绕制方法的不 同可分圆筒式、分段式、螺旋式、连续式。
三相油浸式电力变压器的结构（续3）
３．油箱和冷却装置
变压器的器身放置在灌有高绝缘强度、高燃点变压器油
由此可得
(1-3) (1-4)
U1 E1 N1 K U2 E2 N2
式中K称为变压器的变比。
第三节 单相变压器的运行原理 3
二、变压器的负载运行
变压器一次绕组接额定电压，二次绕组接负载的运行状态称负载运 行，如图1-6所示。二次绕组中有电流I2，一次绕组中电流变为I1，可近 似认为变压器输入功率与输出功率相等，即
第1章 变压器
内容提要
本章首先介绍变压器的基本工作原理和变压器的分类，
然后分析了变压器空载运行和负载运行时的电压、电流关
系以及单相变压器的结构。重点介绍和研究三相电力变压 器的结构特点、工作原理、运行特性及具体应用。此外， 还对一些其他用途变第一节 变压器的工作原理及分类1
第七节 变压器的应用
二、自耦变压器 1. 结构特点及用途 自耦变压器实际是一台单绕组变压器，二次绕组是一次绕组的一部分，其结构、 原理图如图1-29所示。自耦变压器的一次和二次绕组之间，不仅有磁路的耦合关系， 而且还有直接的电路联系。自耦变压器主要在实验室中用做调压设备，在交流电动 机起动时用做降压设备。
５.绝缘套管
绝缘套管装置在变压器油箱盖上面，以确保变压器的引出线与油箱绝缘。 ６. 分接开关
分接开关装置在变压器油箱盖上面，通过调节分接开关来改变一次绕组的匝
数，从而使二次绕组的输出电压可以调节，以避免二次绕组的输出电压因负载变 化而过分偏离额定值。 ７. 变压器的铭牌 变压器的油箱表面都镶嵌有铭牌，铭牌上标明了变压器的型号、额定数据及 其他一些数据。
式中N1及N2为一、二次绕组匝数，f 为交流电频率，m磁通最大值。
第三节 单相变压器的运行原理 2
如果单相变压器二次绕组的两个出线端不与负载连接称为变压器的
空载运行。 如果忽略变压器一次绕组的阻抗，则U1 = E1。
在空载时，由于二次绕组开路，故U2 = E2 ，因此有
U1 = E1=4.44fN1m U2 =E2=4.44fN2m
三、仪用互感器
仪用互感器是在测量高电压、大电流时使用的一种特殊变压器，仪 用互感器有电流互感器和电压互感器两种形式。
仪用互感器用于电力系统中，作为测量、控制、指示、继电保护等
电路的信号源。使用仪用互感器，可以使仪表、继电器等与高电压、大 电流的被测电路绝缘，可以使仪表、继电器等的规格比直接测量高电压、 大电流电路时所用的仪表、继电器规格小得多；可以使仪表、继电器的 规格统一，以便于制造且可减小备用容量。 使用仪用互感器的另一目的是保证测量人员的人身安全。
的油箱内。变压器油的作用是绝缘和散热。为了增加散热面
积，旧型号变压器采用在油箱外加焊扁形散热管，新型号变 压器釆用片式散热片为多。可参看图1-13外形图。
三相油浸式电力变压器的结构（续4）
４. 保护装置
（1）气体继电器（也称为瓦斯继电器）
（2）防爆管(安全气道)
三相油浸式电力变压器的结构（续5）
第七节 变压器的应用
四、交流电弧焊机 交流电弧焊机在生产实践中应用很广泛，其主要部件就是电焊变 压器。电焊变压器实际上是一台特殊的变压器，为了满足电焊工艺的 要求，电焊变压器应该具有以下特点： （1）具有60V～75V的空载起弧电压； （2）具有陡降的外特性； （3）工作电流稳定且可在一定范围内调节； （4）短路电流被限制在两倍额定电流以内。 要具备以上特点，电焊变压器必须比普通变压器具有更大的电抗 值，而且其电抗值可以调节。电焊变压器的一次、二次绕组通常分绕 在不同的两个铁心柱上，以便获得较大的电抗值。通常采用磁分路法 和串联可变电抗法来调节电抗值。