电力变压器工作原理基础知识
变压器的基础知识
分裂式变压器
这种变压器有两个或两个以上低压线 圈,可单独或并联运行,如一个低压侧负 载或电源发生故障,其余低压线圈仍能运 行。发电厂自用变压器有时采用这种型式 的变压器。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
柱上式变压器
只可安装在电线杆 上的小容量配电变压器, 一般多为单相变压器, 专供照明及家用电器, 在美国采用较普遍,加 上保护装置组成全自动 保护变压器,这种变压 器多数采用卷铁心结构, 油箱做成圆形街面。
SCZ9—1250/10
• 三相(干式)双线圈有载调压铜线9型变 压器,容量为1250kVA,高压电压等及 为10kV。
ZQSC—2500/33
• 牵引用三相干式树脂浇注(无励磁调压) 整流变压器,铜线、双绕组,容量 2500KVA,高压绕组电压等级33KV。
单相(三相)变压器
输电系统度采用三相制,但在容量很大的电 厂或变电站中有时受变压器运输条件的限制或 制造厂生产条件限制或考虑到一“相”为单元 设备用变压器更经济时,采用由单相变压器组 成的三相变压器组,或有特殊设计的三台单相 变压器组成“组合式”三相变压器。
1.3.3安容量大小分类
• <=500KVA的称小型变压器 • 630-5000KVA的称中型变压器 • 6300-63000KVA的称大型变压器 • 90000KVA以上的称特大型变压器
• 2、空载电流(I。)、空载损耗(P。铁损);
• 3、铜损、负载损耗、杂散损耗; • 4、阻抗电压(阻抗百分数)。
• 5、联接组别(Y,yn0、D,yn11、YN,d11) • 6、负载率、变压器效率(η)。 • 7、功率因数、有功功率(P)、无功功率(Q)、
视在功率(S)。
1.4 变压器的型号
有载调压变压器
电力变压器基础知识
(培训讲义课件)
目录
1.变压器的作用、原理、分类、基本结 构及其特性介绍。 2.电力变压器基本参数介绍。 3.变压器主要原材料及组部件介绍。
变压器作用
电力变压器是电力电网中的主要电气设 备,发电机所发出的电力一般均需经过 变压器升压并在用户端经变压器降压才 能被用户使用。
变压器线圈及其对变压器负载特 性的影响
根据电压等级、容量、电流的大小等使 用因素,线圈分为许多不同的形式,如 圆筒式、箔式、螺旋式、连续式、纠结 式、纠结连续式、插入电容连续式(内 屏蔽式)、以及双饼连续式、双饼纠结 式、交错式等等。 为了降低线圈中的附加损耗,增加线圈 轴向电容,降低变压器在冲击电压作用 下的线圈电压梯度等,线圈中的多根导 线在绕制过程中一般都要进行换位。
变压器铁心和变压器空载特性
变压器线圈及其对变压器负载特性的影响
线圈又称绕组,是变压器的主要构成部件之 一,根据电磁感应定律把磁和电联系在一起。 线圈是变压器的电路部分,它完成电能的传 输和转换:一次线圈将系统的电能引入变压 器,二次线圈将电能传输出去。 线圈一般由纸包或漆包的铜导线或铝导线连 续绕制成一组串联的线匝而成,为了绝缘和 散热的要求,其层间或段间一般设臵由绝缘 垫块组成的油道。
变压器铁心和变压器空载特性
变压器铁心本体的材料要求有高的磁导率和低的励 磁损耗等特点,经历了普通铁片、热轧磁性钢带、 冷轧磁性钢带、非晶合金、高导磁磁性钢带、磁畴 细化钢带等发展过程,磁导率越来越高,单位损耗 则越来越低。目前大型电力变压器所使用的铁心材 料一般为0.3mm厚的冷轧取向硅钢片,如国内武汉钢 铁集团产的30Q130、30Q(G)120、30QG105,日本 新日铁公司产的30ZH120、30ZH105,日本JFE公司 产的30JGH105、30JGH120等。
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。
变压器专业培训(特变电工)
发电厂自用变压器:简称厂用变,是电厂内作为动力和照明等电 源用的变压器,一般阻抗较高,多直接用于 发电机母线。 分 裂 变 压 器:这种变压器有两个或两个以上低压绕组, 可单独或并联运行。发电厂自用变压器多 采用这种形式的变压器。 升(降)压变压器:是指将一种电压等级升(降)到另一种电 压等级的变压器。
同一线圈 各引线间 的绝缘
距接地部 分及其他 线圈的绝缘
分接开关绝缘
主绝缘
纵绝缘
1、变压器的内部绝缘
变压器的内部绝缘可分为主绝缘和纵绝缘。 主绝缘:每一线圈对接地部分及其他线圈间的绝缘。例如:成 型绝缘筒、围板等。 纵绝缘:线圈的匝绝缘(导线的纸包绝缘)、层间绝缘(圆筒 式线圈)、饼式线圈线饼间的绝缘(油隙垫块)等。
3、对耐热性能方面的要求
变压器运行中的线圈导线,由于产生的基本损耗和附
加损耗,铁心中的磁滞损耗和涡流损耗,以及漏磁通在钢 结构件中的杂散损耗而发热。在高温下,无论是长期运行 还是短期释放,都将加速绝缘材料老化,缩短变压器寿命。
4、 化学性能及其他要求 油浸式变压器最基本的绝缘材料是绝缘纸板及
变压器油,因此要求变压器油在产品运行时具备不
电能、改变电压、但不改变频率的一种静止的电器。
1、变压器工作原理 它有一个共用的铁芯和 与其交链的几个绕组,且它 们之间的空间位置不变。当 某一个绕组从电源接受交流 电能时,通过电感生磁、磁 感生电的电磁感应原理改变 电压(电流),在其余绕组上 以同一频率、不同电压传输 出交流电能。因此,变压器 的主要结构就是铁心和绕组。
将绝缘分为主绝缘和纵绝缘的方法也适用与干式变压器。
2、油浸式变压器的常用绝缘材料 1)变压器油:变压器油的成分是环烷烃、烷烃和芳香烃,以及 其他一些成分。它是油浸式变压器的最基本的绝缘材料,充 满整个变压器油箱中,起着绝缘、散热和消弧的作用。 2)油纸绝缘:油浸式变压器绝缘结构中所用的主要绝缘材料是 变压器油和绝缘纸,即油纸绝缘结构。变压器油与绝缘纸相 结合具有很高的耐电强度。比两者分开单独的油和纸任何一 种材料都高得多。 3)电缆纸:一般是由未漂白硫酸盐纸浆抄纸而制成。在变压器 中采用型号为DLZ-08和DLZ-12的电缆纸,主要作用是做导线 绝缘和线圈层间绝缘,引线包扎绝缘等。
变压器基础知识
变压器基础知识1.什么叫变压器?变压器是一种用于交流电能转换的电气设备。
它可以把一种交流电压、交流电流的电能转换成相同频率的另一种交流电压、交流电流的电能。
2.变压器在电力系统中的主要作用是什么?变压器在电力系统中的主要作用是变换电压,以利于电能的传输。
电压经升压变压器升压后,可以减少线路损耗,提高送电经济性,达到远距离送电的目的;电压经降压变压器降压后,获得各级用电设备的所需电压,以满足用户使用的需要。
3.简述变压器的基本原理变压器几乎在所有的输变电系统中都要用到,变压器虽种类较多,但其工作原理相同,根据不同的使用场合(不同的用途),变压器的绕制工艺会有不同的要求。
变压器的功能主要有:电压变换、阻抗变换、隔离及稳压(磁饱和变压器)等。
变压器常用的铁心形状一般有E形和C形。
图1-1是变压器的基本工作原理,当一个正弦交流电压U1 加在初级线圈两端时,导线中就有交变电流I1并产生交变磁通φ1,沿着铁心穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。
在次级线圈中感应出互感电势U2,同时φ1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1,E1的方向与所加电压U1的方向相反而幅度相近,从而限制了I1的大小。
为了保持磁通φ1的存在就需要有一定的电能消耗,并且变压器本身也有一定的损耗,尽管此时次级线圈没接负载,而初级线圈中仍有一定的电流,这个电流我们称为“空载电流”.图1-1 变压器的基本工作原理图如果变压器次级接上负载,次级线圈就产生电流I2,并因此而产生磁通φ2, φ2的方向与φ1相反,起了互相抵消的作用,使铁心中总的磁通量有所减少,从而使初级自感电势E1减少,其结果使I1增大,可见初级电流与次级负载有密切关系.当次级负载电流加大时, I1增加,并且φ1增加部分正好补充了被所抵消的那部分磁通,以保持铁心里总磁通量不变.如果考虑变压器的损耗,可以认为一个理想的变压器,次级负载消耗的电功率也就是初级人电源取得的电功率.变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压,但是不能改变允许负载消耗的功率.4.简述电力变压器的基本构成电力变压器由器身、油箱、冷却装置、出线装置及调压装置等几部分组成:①器身包括铁心、绕组、绝缘结构及引线等;②油箱包括本体(箱盖、箱壁和箱底)和一些附件(放油阀门、小车、油样油门、接地螺栓及铭牌等);③冷却装置包括散热器和冷却器;④保护装置包括储油柜、油位计、安全气道、吸湿器、测温元件、净油器及气体继电器等;⑤出线装置包括高压套管、低压套管等;⑥调压装置即分接开关,分为无载调压和有载调压装置。
变压器基础
2.电压调整率(ε): (U2N-U2)/U2N×100%表示的是变压器带负载后 的电压变化 。 3.额定容量: 100/50/100 或 100/100/50等,额定容量即为绕组中容 量最大的一个。 4.电压组合: 各绕组的额定电压,指空载电压而非负载条件下的电 压组合。
5. 联结组别: 各绕组之间的相位关系,用时钟表示法。例如:YNd11、 YNd1等。 6绝缘水平: 各端子及中点端子的耐受电压水平 7.冷却方式及温升限值: 冷却方式:ODAF、ONAN、ONAF、OFAF、ODWF等。 温升限值 :根据国家标准或技术协议要求。 8.其他参数 空载损耗、负载损耗、空载电流、效率、使用条件等。
2. 变压器招标采购 1)设备技术标书尽可能详尽,发出后不应轻易更改; 2)对于变压器附件、分接开关等品牌要求不宜过细,可能 会扭曲品牌市场价格,不利于招标方利益; 3)注重设备参数对投标价格的影响,对于应由制造厂考虑 的质量问题,设备参数要求不宜过细; 4)注意现场服务和备件的要求和报价; 5)注意通用性和互换性附件的要求,注重功能和接口要求。 因设备标书要求不同,附件品牌不同,各制造厂报价可能会 有较大差异,尽可能制定招标的指导性文件,确定中标原则, 不因评标人员的不同而结果不同,招标采购才会有实际意义。
变压器器身(铁心+绕组)
(1)铁心 作用:构成变压器的磁路。 分为心柱和铁轭两个部分。
材料: 一般由0.30mm/0.33mm/0.35mm冷轧(也用热轧)硅钢片叠成。
分为心式和壳式两种。
铁心的构成: 铁心是电力变压器的基本部件,由铁 心叠片、绝缘件和铁心结构件等组成。 而铁心结构件又由夹件垫脚、撑板、 拉板、压钉等组成。结构件保证叠片 的充分夹紧,形成完整而牢固的铁心 结构。叠片与夹件、垫脚、撑板、拉 带和拉板之间均有绝缘件。
变压器的基础知识ppt课件
负载电流与电压变化
01
分析变压器在不同负载下,一次侧和二次侧电流、电压的变化
规律。
阻抗电压
02
阐述阻抗电压的概念、计算方法及其在变压器并联运行中的应
用。
负载损耗
03
分析负载损耗的组成及影响因素,包括绕组电阻损耗、附加损
耗等,并提出降低负载损耗的措施。
短路阻抗和电压调整率计算
短路阻抗计算
阐述短路阻抗的定义、计算方法及其在变压器设计和运行中的重 要性。
故障诊断与分析
检修人员到达现场后,进行故 障诊断,分析故障原因。
故障处理与修复
根据故障原因,制定处理方案 并进行修复。修复完成后,进 行必要的试验验证修复效果。
故障记录与总结
对故障处理过程进行详细记录, 总结经验教训,防止类似故障
再次发生。
05
变压器选型与安装注意事 项
选型依据和原则阐述
负载需求
常见类型及其特点
油浸式变压器
具有散热好、容量大、成本低等特点, 但需要定期维护和检查油位。
干式变压器
具有无油、无火灾、无污染等优点,但 散热条件相对较差,容量较小。
自耦变压器
具有体积小、重量轻、效率高等特点, 但原副边有直接电联系,不能用于安全 隔离。
隔离变压器
主要用于安全隔离和电压匹配,原副边 无直接电联系,具有较高的安全性。
未来发展趋势预测
数字化和智能化
变压器将更加数字化和智能化,实现更高效、更可靠的运 行。
绿色环保
环保型变压器将成为未来主流,推动行业向绿色、低碳方 向发展。
多元化应用
变压器将不仅应用于电力系统,还将拓展到轨道交通、新 能源等领域。
THANKS
关于变压器的基础知识
13、变压器调压有哪几种?变压器分接头为何多在高压侧? 变压器调压方式有有载调压和无载调压两种:有载调压是指变压器在运行中可 以调节其分接头位置,从而改变变压器变比,以实现调压目的。有载调压变压 器中又有线端调压和中性点调压二种方式,即变压器分接头在高压绕组线端侧 或在高压绕组中性点侧之区别。 分接头在中性点侧可降低变压器抽头的绝缘水平,有明显的优越性,但要求变 压器运行时其中性点必须直接接地。无载调压是指变压器在停电、检修情况下 进行调节变压器分接头位置,从而改变变压器变比,以实现调压目的。 变压器分接头一般都从高压侧抽头,其主要是考虑: (1)变压器高压绕组一般在外侧,抽头引出连接方便; (2)高压侧电流小些,引出线和分头开关的载流部分导体截面小些,接触不良 的影响好解决。原理上,抽头在哪一侧都可以,要进行经济技术比较,如 500kV大型降压变压器抽头是从220kV侧抽出的,而500kV侧是固定的。
14、什么是变压器的过励磁?变压器的过励磁是怎样产生的? 当变压器在电压升高或频率下降时都将造成工作磁通密度增加,变压器的铁芯 饱和称为变压器过励磁。 电力系统因事故解列后,部分系统的甩负荷过电压、铁磁谐振过电压、变压器 分接头连接调整不当、长线路末端带空载变压器或其他误操作、发电机频率未 到额定值过早增加励磁电流、发电机自励磁等情况都可能产生较高的电压引起 变压器过励磁。
3、变压器在运行中有哪些损失?怎样减少损失? 变压器运行中的损失包括两部分: (1)是由铁芯引起的,当线圈通电后,由于磁力线是交变的,引起铁芯中涡流 和磁滞损耗,这种损耗统称铁损。 (2)是线圈自身的电阻引起的,当变压器初级线圈和次级线圈有电流通过时, 就要产生电能损失,这种损失叫铜损。铁损与铜损的和就是变压器损失,这些 损失与变压器容量、电压和设备利用率有关。 因此,在选用变压器时,应尽量使设备容量和实际使用量一致,以提高设备利 用率,注意不要使变压器轻载运行。
电力变压器分类工作原理结构实验及运行特点基础知识讲解
变压器
电源变压器
电力变压器
环形变压器
电源变压器
接触调压器
电力变压器
控制变压器
环形变压器
三相干式变压器
接触变压器
控制变压器
三相干式变压器
二、变压器基本工作原理
在同一铁芯上分别绕有匝数为N1和N2的两个 高、低压绕组,其中接电源的、从电网吸收电能 的AX绕组称为原绕组(一次绕组),接负载的、 向外电路输出电能的ax绕组称为副绕组(二次绕 组)。
副边: U 2 = E2 -I 2 (r2 + jx2 ) = E2 -I 2 z2
U 2 = I 2 (rL + jxL ) = I 2 zL
原、副边:E1 = k E2 、 I1 = I 0 + (-I 2/ k)
式中r2、x2、z2分别为副绕组的内阻、漏电抗 和漏阻抗,zL为负载阻抗。
三、变压器的参数折算
当原绕组外加电压U1时,原边就有电 流I1流过,并在铁芯中产生与U1同频率的
交变主磁通Φ,主磁通同时链绕原、副绕
组,根据电磁感应定律,会在原、副绕组
中产生感应电势E1、E2,副边在E2的作用 下产生负载电流I2,向负载输出电能。
根据电磁感应定律则有:
dφ e1 = N1 dt
dφ e2 = N2 dt
3.熟悉三相变压器的联接组别,并能根据绕组接线 图判别其联接组别或按照已知的联接组别画出绕 组的接线图。
本章教学重点和难点
重点:
1.理解在不同运行状态下I0、I1和I2等参数的物理 意义;
2.变压器的基本方程式、等值电路、相量图; 3.三相变压器的联接组别。
难点:
变压器负载运行时各量之间的关系。
第一节变压器的分类、工作原理、及结构
变压器的基础知识
3.额定电压:变压器长时间运行所能承受的工作电压。 4.额定电流:变压器在额定容量下,允许长期通过的工作电流。 5.空载损耗:变压器在二次开路、一次侧施加额定电压时,变压器铁芯所产
生的有功损耗。
6.负载损耗:将变压器的二次绕组短路,流经一次绕组的电流为额定电流时, 变压器绕组所消耗的有功功率。
变压器的基础知识
变压器(Transformer)
• 为什么要使用变压器,变压器是用在哪里的? • 为什么电网分为很多电压等级? • 为什么使用交流电才能变压? • 为什么要变压?怎么变? • 『变压』的原理为何?主要用到的定律是什么? • 变压器的构造是什么?
。。。。。。
目录
主要内容
变压器的历史 变压器的原理 变压器的分类 变压器的结构 变压器检修的基本知识
相数(D单相;S三相)
冷却方式(J-油浸自冷,亦可 不标;G-干式空气自冷;G-干 式浇注绝缘;F-油浸风冷;S油浸水冷)
特殊使用环境代号(一般不 标;TH-湿热;TA-干热)
高压绕组的额定电压等级(kV) 额定容量(kVA) 设计序号 调压方铜线不标;L-铝线)
变压器的历史
1831年,法拉第感应定律
N
d dt
感应电动势 磁通量变化
法拉第 Faraday(1791~1867)
史上最早的变压器
法拉第环(第一个变压器)
1831年8月29日,法拉第利用 一个直径6寸的铁环,外面绕着 二个铜线圈,其中一个线圈的 一端接到伏特电池,另一个线 圈则接到电流计。当电池一通 电流,电流计上也马上出现短 暂反方向的电流。这个著名的 实验就是史上第一个变压器。
变压器的相关知识介绍
变压器的相关知识介绍1、变压器是将某一种电压、电流、相数的交流电能转变成另一种电压、电流、相数的交流电能的电器。
2、变压器的基本原理和额定数据:(1)变压器在电能输送过程中、分配中的地位示意图:发电机——升压变压器————高压输电线——降压变压器——配电变压器——用户(2)工作原理:变压器的工作原理是建立在电磁感应原理的基础上,通过电磁感应在绕组间突现电能的传递任务。
在闭合的铁心上绕有两组绕组,接受电能的一侧叫做一次侧绕组,输出电能的一侧叫做二次侧绕组:E1/E2=W1/W2,式中 E1——一次侧绕组感应电动势:E2——二次侧绕组感应电动势:W1——一次侧绕组的匝数:W2——二次侧绕组的匝数:若忽略绕组本身压降,则可认为U1=E1,U2=E2,所以:U1/U2=E1/E2=W1/W2,这个关系说明了一,、二次侧电压之比近似等于一、二次绕组匝数之比,这个比值就是变压器的的变比。
3、变压器通过电磁耦合关系将一次侧的电能输送到二次侧,假如绕组没有漏磁(是没有经过铁心而闭合的那部分磁通),功率输送过程中又没有损耗的话,由能量守恒定律可知输出的功率应该等于输入的功率,即:U2I2=U1I1或I1/I2=U2/U1=W2/W1,即变压器的一二次侧电流之比等于一二次侧绕组匝数的反比。
在容量一定的条件下,一台变压器如果工作电压设计的越高,绕组匝数就要绕的越多,通过绕组内的电流越小,导线的截面可选的越细,反之工作电压设计的越低,绕组匝数就越小,通过绕组的电流则越大,导线截面就要选的越粗。
4、变压器的分类;(1)按相数分为:单相电力变压器、三相电力变压器;前者多为小容量的变压器,后者多是较大容量的变压器。
(2)按绕组数目分为:单圈式(自耦变压器)、双圈式(一般中小型电力变压器)及多圈式(电源变压器)。
(3)按耦合的介质分为:空心变压器和铁心变压器,目前大多数为铁心变压器。
(4)按铁心的结构分为心式、壳式,壳式变压器的铁轭包在绕组外面,导热性能好,制造工艺复杂,除了很小的电源变压器外已很少使用。
变压器基础知识
并在铁芯中产生与U1同频率的交变主磁通 m ,主磁通
同时链绕原、副绕组,根据电磁感应定律,会在原、
副绕组中产生感应电势E1、E2,副边在E2的作用下产 生负载电流 I 2 ,向负载输出电能。、变压器的作用
升高电压把电能送到用电地区,降低电压为各级用户 使用,满足用电需要。 在电力系统传送电能的过程中,必然会产生电压和功 率两部分损耗,在输送同一功率时电压损耗与电压成 反比,功率损耗与电压的平方成反比。利用变压器升 压,减少送电损失。
1.温度和温升
变压器运行时各部件的温度是不同的,绕组温度最高,铁芯次 之,变压器油的温度最低。为了便于监视变压器各部件的温 度,规定以上层油温为允许温度。
变压器的允许温度主要决定于绕组的绝缘材料。由于我国大部 分采用的是A级绝缘材料(浸渍处理过的有机材料,如纸、棉 纱、木材等)。其允许最高温度为105℃,由于绕组的平均温 度一般比油温高10 ℃,同时防止油质劣化,所以规定变压器 上层油温最高不超过95 ℃。变压器的温度与周围环境温度的 差称为温升。我国规定周围环境最高温度为40 ℃。在周围环 境为40 ℃时,绕组允许温升为65 ℃ ,而上层油温则为55 ℃ 。所以变压器在温度及温升的允许值内,可保证变压器长期 安全运行。
额定频率fN 指工业用电频率,我国规定为50Hz。
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各量之间关系 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
SNU 1N I1NU 2N I2N (1-5)
三相变压器
SN3 U 1 N I1N3 U 2N I2N (1-6)
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变压器运行
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主要结构6 高、低压套管 变压器内部的高、低压引线时经绝缘套管引至 油箱外部,它是起着固定引线和对地绝缘的作 用。 套管由带电部分和绝缘部分组成。带电部分包 括导电杆、导电管、铜排。绝缘部分分为外绝 缘和内绝缘。外绝缘为瓷管,内绝缘为变压器 油、附加绝缘和电容性绝缘。
电力变压器基础知识课件ppt课件
原 线 圈
副 线 圈
三、基本原理:
山东临沂 张培杰
1、空载:
(2)、空载参数
空载属于无功分量。 很小部分形成铁损,发热散失属于有功分量。无功 分量远大于有功分量,因此电网中不允许变压器长 期空载运行。
铭牌上标出的空载电流是百分数。
I
0
(%)
=
I0 IN
×100%
效率更高。当然两侧也都有各自的 “铁损”和“铜损”。所以电力变压 器尽量减少在系统中空载运行。
四、基本结构:
山东临沂 张培杰
1绕组及绝缘;2铁芯;3吸湿器;4油枕(储油柜);5油位 指示器(油标);6防爆管;7瓦斯继电器;8高压套管;9低 压套管;10分接开关;11油箱;12信号温度计;13放油 阀;14接地端子
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。
按相数分,有三相变压器和单相变压器。在工厂变电所 中一般都用三相变压器。
按调压方式分,有无励磁调压和有载调压变压器两大类。 用户(变电所)大多采用无载调压变压器。
按绕组形式分,有双绕组变压器、三绕组变压器和自耦 变压器三大类。
按冷却介质分,有干式和油浸式变压器两类。而油浸式 变压器又分为油浸自冷式、油浸风冷式和强迫油循环风 冷(或水冷)式三种类型。
三、基本原理
山东临沂 张培杰
1、空载:
(2)、空载参数
空载损耗P0:
空载运行时,副边虽然没有能量输出,但源边仍然 从电源吸收有功功率,供给变压器本身的损耗,转 化为热能散失出去。这就是空载损耗P0。
空载损耗包括铜损和铁损两部分,铜损可护绿不计。 所以空载损耗P0近似等于铁损。容量越大空载损耗 比例越小。
管路通径(毫米) 80 50
(完整版)电力变压器理论
电力变压器基础知识变压器是一种静止的电气设备,它利用电磁感应原理将一种电压等级的交流电能转变成另一种电压等级的交流电能。
变压器用途一般分为电力变压器和特种变压器及仪用互感器(电压互感器和电流互感器)。
电力变压器按冷却介质可分为油浸式和干式两种。
在电力系统中,电力变压器(以下简称变压器)是一个重要的设备。
发电厂的发电机输出电压由于受发电机绝缘水平限制,通常为6.3kV、IO.5kV,最高不超过2OkV。
在远距离输送电能时,须将发电机的输出电压通过升压变压器将电压升高到几万伏或几十万伏,以降低输电线电流,从而减少输电线路上的能量损耗。
输电线路将几万伏或几十万伏的高压电能输送到负荷区后,须经降压变压器将高电压降低,以适合于用电设备的使用。
故在供电系统中需要大量的降压变压器,将输电线路输送的高压变换成不同等级的电压,以满足各类负荷的需要由多个电站联合组成电力系统时,要依靠变压器将不同电压等级的线路连接起来。
所以,变压器是电力系统中不可缺少的重要设备。
第一节变压器的工作原理与结构一、变压器的工作原理变压器是根据电磁感应原理工作的。
图2-1是单相变压器的原理图。
图中在闭合的铁芯上,绕有两个互相绝缘的绕组,其中,接入电源的一侧叫一次侧绕组,输出电能的一侧为二次侧绕组。
当交流电源电压U i加到一次侧绕组后,就有交流电流I i通过该绕组,在铁芯中产生交变磁通0,这个交变磁通不仅穿过一次侧绕组,同时也穿二次侧组,两个组分别生感应过绕绕产单相变压器原理 C. 1势E i 和E 2,。
这时,如果二次侧绕组与外电路的负荷接通,便有电流12,流入负荷,即二次侧绕组有电能输出根据电磁感应定律可以导出 一次侧绕组感应电势为:E i =4.44fN i $ m二次侧绕组感应电势为:E 2=4.44fN 2 $ m式中:f------电源频率;N i ------- 一次侧绕组匝数N 2-----二次侧绕组匝数$ m ---铁芯中主磁通幅值。
变压器的基础知识
变压器的基础知识一.变压器:是一种静止的电机,它利用电磁感应原理将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。
换句话说,变压器就是实现电能在不同等级之间进行转换。
二.结构:铁心和绕组:变压器中最主要的部件,他们构成了变压器的器身。
铁心:构成了变压器的磁路,同时又是套装绕组的骨架。
铁心由铁心柱和铁轭两部分构成。
铁心柱上套绕组,铁轭将铁心柱连接起来形成闭合磁路。
铁心材料: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0.35~0.5mm,两面涂以厚0.02~0.23mm的漆膜,使片与片之间绝缘。
绕组:绕组是变压器的电路部分,它由铜或铝绝缘导线绕制而成。
一次绕组(原绕组):输入电能二次绕组(副绕组):输出电能他们通常套装在同一个心柱上,一次和二次绕组具有不同的匝数,通过电磁感应作用,一次绕组的电能就可传递到二次绕组,且使一、二次绕组具有不同的电压和电流。
其中,两个绕组中,电压较高的我们称为高压绕组,相应的电压较低的称为低压绕组。
从高、低压绕组的相对位置来看,变压器的绕组又可分为同心式、交迭式。
由于同心式绕组结构简单,制造方便,所以,国产的均采用这种结构,交迭式主要用于特种变压器中。
其他部件:除器身外,典型的油锓电力变压器中还有油箱、变压器油、绝缘套管及继电保护装置等部件。
三.额定值额定值是制造厂对变压器在指定工作条件下运行时所规定的一些量值。
额定值通常标注在变压器的铭牌上。
变压器的额定值主要有:1.额定容量S N额定容量是指额定运行时的视在功率。
以 V A 、kV A 或MV A 表示。
由于变压器的效率很高,通常一、二次侧的额定容量设计成相等。
2.额定电压U 1N 和U 2N正常运行时规定加在一次侧的端电压称为变压器一次侧的额定电压U 1N 。
二次侧的额定电压U 2N 是指变压器一次侧加额定电压时二次侧的空载电压。
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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6、冷却装置
变压器运行时,由绕组和铁芯中产生的损耗转化为热量,必须及时散热,以免变压器过热造成事故。变压器的冷却装置是起散热的作用的。根据变压器容量大小不同,采用不同的冷却装置。
由于变压器一、二次侧的漏电抗和电阻都比较小,可以忽略不计,因此可近似地认为:
一次电压有效值:U1≈E1,二次电压有效值:U2≈E2。于是
式中:K----变压器的变比。
变压器一、二次侧绕组因匝数不同将导致一、二次侧绕组的电压高低不等,匝数多的一边电压高,匝数少的一边电压低,这就是变压器能够改变电压的道理。
根据电磁感应定律可以导出:
一次侧绕组感应电势为:E1=4.44fN1φm
二次侧绕组感应电势为:E2=4.44fN2φm
式中:f------电源频率;
N1-----一次侧绕组匝数;
N2-----二次侧绕组匝数;
φm---铁芯中主磁通幅值。
由(2-1)、(2-2)式得出:
由此可见,变压器一、二次侧感应电势之比等于一、二次侧绕组匝数之比。
4、分接开关
为了供给稳定的电压、控制电力潮流或调节负载电流,均需对变压器进行电压调整。目前,变压器调整电压的方法是在其某一侧绕组上设置分接,以切除或增加一部分绕组的线匝,以改变绕组的匝数,从而达到改变电压比的有级调整电压的方法。这种绕组抽出分接以供调压的电路,称为调压电路;变换分接以进行调压所采用的开关,称为分接开关。一般情况下是在高压绕组上抽出适当的分接。这是因为高压绕组一则常套在外面。引出分接方便;二则高压侧电流小,分接引线和分接开关的载流部分截面小,开关接触触头也较容易制造。
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电力变压器工作原理基础知识
变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件,是利用电磁感应原理,(因磁通量变化产生感应电动势的现象,闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁力线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应),变压器就是从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器。
变压器 ---- 静止的电磁装置 .
当初级线圈中通有交流电流时,铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通,使次级线圈中感应出电压(或电流)。
变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成,线圈有两个或两个以上的绕组,其中接电源的绕组叫初级线圈,其余的绕组叫次级线圈。
二次绕组的磁通量的相量为φm ,该磁通量称为主磁通
与电源相连的线圈,接收交流电能,称为一次绕组。
与负载相连的线圈,送出交流电能,称为二次绕组
一次绕组的二次绕组的
电压相量 U1 电压相量 U2
电流相量 I1 电流相量 I2
电动势相量 E1 电动势相量 E2
匝数 N1 匝数 N2
2.理想变压器就是不计其他损耗的假设,实际中的变压器有百分之几的损耗.
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U1
/U2=E1/E2=N1/N2
不计铁心损失,根据能量守恒原理可得:U1I1=U2I2
由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系:U1/U2=I2/I1
令 K=N1/N2,称为匝比(亦称电压比):则U1/U2=K I1/I2=1/K
一、分类
按冷却方式分类:干式(自冷)变压器、油浸(自冷)变压器、氟化物(蒸发冷却)变压器。
按防潮方式分类:开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。
按铁芯或线圈结构分类:芯式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、壳式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、环型变压器、金属箔变压器。
按电源相数分类:单相变压器、三相变压器、多相变压器。
按用途分类:电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器。
二、电源变压器的特性参数:
1、工作频率变压器铁芯损耗与频率关系很大,故应根据使用频率来
设计和使用,这种频率称工作频率。
2、额定功率在规定的频率和电压下,变压器能长期工作,而不超过规定温升的输出功率。
3、额定电压指在变压器的线圈上所允许施加的电压,工作时不得大于规定值。
4、电压比指变压器初级电压和次级电压的比值,有空载电压比和负载电压比的区别。
5、空载电流变压器次级开路时,初级仍有一定的电流,这部分电流称为空载电流。
空载电流由磁化电流(产生磁通)和铁损电流(由铁芯损耗引起)组成。
对于50Hz电源变压器而言,空载电流基本上等于磁化电流。
6、空载损耗指变压器次级开路时,在初级测得功率损耗。
主要损耗是铁芯损耗,其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗(铜损),这部分损耗很小。
7、效率指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。
通常变压器的额定功率愈大,效率就愈高。
8、绝缘电阻表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。
绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。
三、音频变压器和高频变压器特性参数
1、频率响应指变压器次级输出电压随工作频率变化的特性。
2、通频带如果变压器在中间频率的输出电压为U0,当输出电压(输入电压保持不变)下降到0.707U0时的频率范围,称为变压器的通频带B。
3、初、次级阻抗比变压器初、次级接入适当的阻抗Ro和Ri,使变压器初、次级阻抗匹配,则Ro和Ri的比值称为初、次级阻抗比。
在
阻抗匹配的情况下,变压器工作在最佳状态,传输效率最高。
不计一次、二次绕组的电阻和铁耗,
其间耦合系数 K=1 的变压器称之为理想变压器
描述理想变压器的电动势平衡方程式为
e1(t) = -N1 d φ/dt
e2(t) = -N2 d φ/dt
变压器是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的电力设备。