§1—2 变压器的结构与冷却方式
变压器结构简介与工作原理
变压器结构简介与工作原理一、变压器结构简介变压器是一种用来改变交流电压的电气设备，由于其结构简单、使用方便以及功率传输效率高等优点，被广泛应用于电力系统、工业生产和家庭用电等领域。
下面将详细介绍变压器的结构。
1. 主要构件(1) 铁心：变压器的铁心是由硅钢片叠压而成，用于提供磁路，减小磁阻，提高磁通的传导效率。
(2) 绕组：变压器的绕组是由导线绕制而成，分为高压绕组和低压绕组。
高压绕组用于接收高电压输入，低压绕组用于输出降压后的电压。
(3) 绝缘材料：绝缘材料用于隔离绕组和铁心，防止电流短路和漏电。
(4) 冷却系统：变压器中会产生一定的热量，为了保证变压器的正常运行，需要采用冷却系统进行散热，常见的冷却方式有自然冷却和强制冷却。
2. 结构类型根据变压器的用途和结构特点，可以分为多种类型，常见的有：(1) 功率变压器：用于电力系统中的电压变换和功率传输。
(2) 隔离变压器：用于隔离高压和低压电路，保护人身安全。
(3) 自耦变压器：通过共享一部份绕组来实现电压变换。
(4) 调压变压器：用于调节电压，保持输出电压的稳定性。
二、变压器工作原理变压器的工作原理是基于电磁感应的原理，通过变换磁场的方式来改变电压。
下面将详细介绍变压器的工作原理。
1. 电磁感应根据法拉第电磁感应定律，当磁通量发生变化时，会在导体中产生感应电动势。
变压器利用这一原理，通过交变电流在绕组中产生交变磁场，从而在另一绕组中诱导出相应的电动势。
2. 工作过程(1) 高压绕组：当高压绕组接通交流电源时，高压绕组中的电流会产生交变磁场，磁场的变化会通过铁心传导到低压绕组。
(2) 磁感应耦合：由于铁心的导磁性，磁场会在铁心中形成闭合磁路，从而将磁感应耦合到低压绕组。
(3) 低压绕组：低压绕组中的电流受到磁感应的影响，产生相应的感应电动势，输出降压后的电压。
3. 变压比变压器的变压比是指高压绕组与低压绕组的匝数之比。
根据电磁感应定律，变压比等于高压绕组与低压绕组的电压之比，即：变压比 = 高压绕组匝数 / 低压绕组匝数通过调整绕组的匝数比例，可以实现不同的电压变换。
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。
变压器工作原理图
变压器工作原理图
首先，我们来看一下变压器的基本结构。
变压器由铁芯和线圈
组成，铁芯上有两个或两个以上的线圈，分别为输入端线圈和输出
端线圈。
输入端线圈通常称为初级线圈，输出端线圈称为次级线圈。
当输入端施加交流电压时，通过铁芯的磁耦合作用，将电压传递到
输出端，实现电压的升降。
其次，我们来看一下变压器的工作原理。
当交流电压加到初级
线圈上时，产生的交变磁场会感应次级线圈中的电动势，从而在次
级线圈中产生交流电压。
根据电磁感应定律，当磁通量发生变化时，感应电动势会产生。
通过变压器的磁耦合作用，输入端的电压被传
递到输出端，实现电压的变换。
在变压器工作原理图中，通常会标注输入端和输出端的电压、
电流参数，以及变压器的型号、额定功率等信息。
通过工作原理图，我们可以清晰地了解变压器的工作状态和参数特性，为变压器的选
型和应用提供重要参考。
除此之外，变压器工作原理图中还会标注变压器的接线方式，
包括星形接线和三角形接线。
星形接线适用于需要将电压升高的情
况，而三角形接线适用于需要将电压降低的情况。
通过工作原理图，我们可以清晰地了解变压器的接线方式，为实际应用提供指导。
总的来说，变压器工作原理图是理解变压器工作原理和应用的
重要工具，通过工作原理图，我们可以清晰地了解变压器的结构、
工作原理、参数特性和接线方式，为变压器的选型和应用提供重要
参考。
希望本文对您有所帮助，谢谢阅读！。
电力变压器结构图解
电力变压器结构图解这是一个三相电力变压器的模型。
从外观看主要由变压器的箱体、高压绝缘套管、低压绝缘套管、油枕、散热管组成。
移去变压器箱体可看到变压器的铁芯与绕组，铁芯由硅钢片叠成，硅钢片导磁性能好、磁滞损耗小。
在铁芯上有A、B、C三相绕组，每相绕组又分为高压绕组与低压绕组，一般在内层绕低压绕组，外层绕高压绕组。
图2左边是高压绕组引出线，右边是低压绕组引出线。
把铁芯与绕组放入箱体，绕组引出线通过绝缘套管内的导电杆连到箱体外，导电杆外面是瓷绝缘套管，通过它固定在箱体上，保证导电杆与箱体绝缘。
为减小因灰尘与雨水引起的漏电，瓷绝缘套管外型为多级伞形。
右边是低压绝缘套管，左边是高压绝缘套管，由于高压端电压很高，高压绝缘套管比较长。
变压器箱体（即油箱）里灌满变压器油，铁芯与绕组浸在油里。
变压器油比空气绝缘强度大，可加强各绕组间、绕组与铁芯间的绝缘，同时流动的变压器油也帮助绕组与铁芯散热。
在油箱上部有油枕，有油管与油箱连通，变压器油一直灌到油枕内，可充分保证油箱内灌满变压器油，防止空气中的潮气侵入。
油箱外排列着许多散热管，运行中的铁芯与绕组产生的热能使油温升高，温度高的油密度较小上升进入散热管，油在散热管内温度降低密度增加，在管内下降重新进入油箱，铁芯与绕组的热量通过油的自然循环散发出去。
一些大型变压器为保证散热，装有专门的变压器油冷却器。
冷却器通过上下油管与油箱连接，油通过冷却器内密集的铜管簇，由风扇的冷风使其迅速降温。
油泵将冷却的油再打入油箱内，下图是一台容量为400000KVA的特大型电力变压器模型，其低压端电压为20KV，高压端电压为220KV。
采用油冷却的变压器结构较复杂，由于油是可燃物，也就存在安全性问题。
目前，在城市内、大型建筑内使用的变压器已逐渐采用干式电力变压器，变压器没有油箱，铁芯与绕组安装在普通箱体内。
干式变压器绕组用环氧树脂浇注等方法保证密封与绝缘，容量较大的绕组内还有散热通道，大容量变压器并配有风机强制通风散热。
参考资料(答案)-《电机与变压器(第五版)习题册》-A04-1672
第一章变压器的分类、结构和原理§1—1 变压器的分类和用途一、填空题1．交流，频率2．单相，三相；油浸式，干式3．升压，降压，配电二、判断题（在括号内打“√”或者打“×”）1．³2．³三、简答题1．答：根据P=UI cosφ，因为功率一定，电压越大，电流就越小，电流小就可以减小输送导线的热损耗。
2．答：按铁心结构形式分，变压器有壳式铁心、心式铁心、C形铁心。
壳式铁心常用于小型变压器、大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。
心式铁心常用于大、中型变压器，高压的电力变压器。
C形铁心的变压器常用于电子技术中。
§1—2 变压器的结构与冷却方式一、填空题1．绕组，铁心2．一次绕组，二次绕组。
高压绕组，低压绕组。
同心绕组3．主磁通，绕组。
硅钢片。
芯式，壳式。
壳式4．对接，叠接5．油箱，储油柜6．油箱盖，输入、输出线，电网7．瓷套，导电杆，绝缘性能，密封性能二、判断题（在括号内打“√”或者打“×”）1．³2．³3．√4．√5．√三、选择题（将正确答案的序号填入括号内）1．D 2．B 3．A 4．A四、简答题1．答：变压器由变压器绕组和变压器铁心两部分组成。
变压器的绕组是变压器的电路部分，变压器的铁心是主磁通的通道，也是安放绕组的骨架。
2．答：铁心材料的质量，直接影响到变压器的性能。
高磁导率、低损耗和价格，是选择铁心材料的关键。
为提高铁心导磁能力，增大变压器容量，减少体积、提高效率，铁心常用硅钢片叠装而成。
§1—3 变压器的原理一、填空题1．空载，负载2．加额定电压，开路3．E=4.44fNΦm4．一次绕组电动势与二次绕组电动势大小之比，大，小5．36，1006．3307．191.38．铁，铜，铁9．610．功率因数，输出电压，输出电流11．±5% ，-5%~10%12．P cu=(β)2P k，负载电流13．负载电流，铜耗=铁耗二、判断题（在括号内打“√”或者打“×”）1．√2．³3．³4．√5．³6．³7．√8．³9．³三、选择题（将正确答案的序号填入括号内）1. D 2．B 3．D 4．B 5．B 6．B 7．C 8．B 9. B 10．C 11. C四、简答题1．答：变压器不能改变直流电压。
变压器结构及工作原理
短路阻抗和 短路损耗
变压器短路电流与 其内部电阻和短路 电压有关，短路损 耗是变压器最主要 的损耗之一。
温升和绝缘 等级
变压器的绝缘等级 是指所能承受的最 大工作电压值，温 升是指变压器内部 热量自行举一段时 间后所升高的温度。
变压器的分类
按用途分类
包括发电变压器、输电变压 器和配电变压器等。
按冷却方式分类
变压器的作用是电压的调节、输电线路 电压的升降、匹配负载电压、提高输电 效率及节约电力资源等。
变压器的基本结构
铁芯
用于提高磁通连续性和 磁通的集中程度，主要 由硅钢片或铜铝两种材 料制成。
一次绕组和二次绕组
一次绕组和二次绕组分 别包裹在铁芯上，其间 隔为绝缘。用于接收来 自电源的电能和向负载 提供电能。
4
实际变压器模型
考虑变压器的各种损耗和非完美性质，实际变压器模型更贴近实际应用。
变压器的性能参数
变比和匝数 比
变比定义为一次侧 电压U1和二次侧 电压U2的比值。 匝数比定义为一次 绕组匝数N1和二 次绕组匝数N2的 比值。
空载电流和 空载损耗
在没有负载时变压 器消耗的电能是空 载损耗，引起空载 损耗的主要是铁芯 中涡流的引起的损 耗和铁芯磁滞所消 耗的能量。
包括油浸式变压器和干式变 压器等。
按绕组结构分类
包括环形变压器、螺旋线圈 变压器和铁心式变压器等。
变压器的应用
电力传输
变压器作为电力系统中 必要的过渡设备，承担 着输送电力的重要任务。
变频器
变频器可以通过控制变 压器的输出来自压和输出 频率对交流电机进行无 级调速。
电子设备和仪器
变压器被广泛应用于无 线电和电子仪器等领域， 用于保证电子设备的正 常运行。
变压器的基本工作原理和基本结构
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目 录
• 变压器概述 • 变压器的基本工作原理 • 变压器的基本结构 • 变压器的运行和维护 • 变压器的发趋势和未来展望
01
变压器概述
变压器定义
01
变压器是一种利用电磁感应原理 改变交流电压的设备。
02
它通常由两个或多个绕组组成， 一个绕组接入电源作为原边，另 一个绕组接入负载作为副边。
匝间绝缘是绕组之间的绝缘，采用 绝缘材料如纸板、玻璃纤维等。
层间绝缘是不同匝数的绕组之间的 绝缘，采用绝缘材料如绝缘纸等。
变压器的油箱和冷却系统
油箱是变压器的外壳，用于容纳变压 器内部的主要部件。
冷却系统包括散热器和油泵，用于将 变压器运行过程中产生的热量传递到 散热器上，再通过油泵循环冷却油， 保持变压器正常运行温度。
03
变压器的基本结构
变压器的铁芯
铁芯是变压器的重要组成部分， 由硅钢片叠装而成，具有良好的 磁导性。
铁芯分为心柱和铁轭两部分，心 柱用于绕制原边线圈，铁轭用于 连接心柱。
铁芯的作用是作为变压器磁路的 主体，传递和转换磁场，进而实 现电压和电流的变换。
为了减小铁损和磁滞损耗，铁芯 采用涂漆绝缘处理。
变压器的电流变换原理
变压器的电流变换是指通过调节一次绕组的电 压或电流，改变铁芯中的磁通量，从而影响二 次绕组的电流。
当二次绕组接负载时，电流在绕组中产生磁场， 磁场在铁芯中产生磁通量。磁通量在二次绕组 中产生感应电动势，从而形成二次电流。
通过改变一次绕组的电压或电流，可以改变铁 芯中的磁通量，从而改变二次绕组的电流。
通过智能化的监控和维护系 统，能够实时监测变压器的 运行状态，预测潜在故障并 及时采取维护措施，提高变
变压器的结构和工作原理
变压器的结构变压器是一种静止的电气设备，它利用电磁感应原理，把一种电压等级的交流电能转换成另一种电压等级的交流电能。
变压器是电力系统中实现电能的经济传输、灵活分配和合理使用的重要设备，在国民经济和其他部门也获得了广泛应用。
一般常用变压器的分类可归纳如下：按相数分：(1)单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。
(2)三相变压器：用于三相系统的升、降电压。
按冷却方式分：(1)干式变压器：依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。
(2)油浸式变压器：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。
按用途分：(1)电力变压器：用于输配电系统的升、降电压。
(2)仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置。
(3)试验变压器：能产生高压，对电气设备进行高压试验。
(4)特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、调整变压器等。
按绕组形式分：(1)双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。
(2)三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。
(3)自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统。
也可做为普通的升压或降后变压器用。
按铁芯形式分：(1)芯式变压器：用于高压的电力变压器。
（2）非晶合金变压器：非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料，空载电流下降约80%，是目前节能效果较理想的配电变压器，特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低的地方。
(3)壳式变压器：用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。
在电力系统中，用到最多的是油浸式变压器，其最基本的结构式铁芯、绕组、绝缘材料、邮箱等组成，为了使变压器安全可靠地运行，还需要冷却装置、保护装置。
一、铁芯铁芯是组成变压器基本的组成部件之一，是变压器导磁的主磁路，又是器身的主骨架，它由铁柱、铁轭和夹紧装置组成。
常用的变压器铁芯一般都是用硅钢片制做的。
硅钢是一种合硅（硅也称矽）的钢，其含硅量在0．8～4．8%。
电源变压器的散热与冷却效果研究
电源变压器的散热与冷却效果研究电源变压器作为电力系统中不可或缺的一部分，其正常工作对整个电力系统的稳定运行至关重要。
然而，由于变压器内部的电流和磁场的作用，会导致变压器发热。
为了保证变压器的正常运行，必须采取有效的散热与冷却措施来控制变压器的温度。
本文将着重研究电源变压器的散热与冷却效果，并提供一些常见的散热与冷却方法，以帮助工程师和技术人员更好地设计和维护电源变压器。
1. 散热机理在介绍散热与冷却方法之前，我们首先需要了解电源变压器的散热机理。
电源变压器的主要发热部分是铁心和线圈。
当变压器正常工作时，通过变压器的线圈流过的电流会导致线圈发热。
同时，由于铁心的磁性特性，铁心也会因磁环损耗而产生一定的热量。
发热会导致变压器内部温度升高。
而较高的温度会对变压器的绝缘材料造成损坏，并且可能导致变压器的短路或其他故障。
因此，对变压器的散热与冷却措施是至关重要的。
2. 常见的散热与冷却方法为了有效控制电源变压器的温度，以下是一些常见的散热与冷却方法：(1) 自然冷却：这是最简单的一种方法，通过自然对流来传递热量。
变压器的外部结构通常设计成散热片或散热片，以增加表面积，促进热量的散发。
然而，自然冷却方法对于大功率变压器来说效果有限。
(2) 强制风冷却：这种方法通过增加风扇或风叶来增强空气的流动，加速热量的散发。
风冷却通常需要安装在变压器外壳上，并且需要进行冷却系统的设计和维护。
(3) 液体冷却：液体冷却是一种更高效的方法，通过在变压器内部引入冷却剂或冷却油，将热量传递到冷却介质中，然后通过外部的冷却系统散发热量。
液体冷却能够更好地控制变压器的温度，并且适用于高效率的变压器。
(4) 变压器油冷却：变压器油冷却是一种常用的液体冷却方式。
变压器油具有较高的热容量和导热能力，能够有效吸收和传递热量。
通过在变压器内部设置散热器，将变压器油与外部环境进行热交换，以控制变压器的温度。
(5) 循环冷却系统：循环冷却系统是一种更复杂的冷却方法，通过循环冷却介质来实现变压器内部和外部的热交换。
1-2变压器的结构与冷却方式
2.三相油浸风冷式(ONAF)
主要有SP 系列。 冷却方式：在油浸自冷式的基础上，在油箱壁或散热管上加装风扇， 利用吹风机帮助冷却，而且风力可调。
三相油浸风冷式变压器
3.三相强迫油循环风冷式(OFAF)
主要有SFP系列。 冷却方式：在油浸自冷式的基础上，利用油泵强迫油循环,并且在 散热器外加风扇风冷，以提高散热效果。
4.三相强迫油循环水冷式(OFWF)
主要有SSP系列。 冷却原理：在油浸自冷式的基础上，利用油泵强迫油循 环，并且利用循环水作冷却介质，以提高散热效果。
三、变压器的主要附件
气体继电器 无励磁调压分接开关 有载调压分接开关 压力释放阀
1.气体继电器(瓦斯继电器)
气体继电器装在油箱与储油柜之间的管道中，当变压器发 生故障时，器身就会过热使油分解产生气体。
当继电器中气体达到一定容积后，开口杯下沉，上磁铁使 上干簧闭合，接通信号；当油流冲击挡板后，下磁铁使下干簧 闭合，接通跳闸回路。
2.分接开关
分接开关一般装在一次侧(高压边)，通过改变一次侧线圈匝数 来调节输出电压。
分接开关又分无励磁调压和有载调压两种。 因调节的方法不同，分接开关又有手动、电动两种，小型变 压器多用手动调压，大型变压器多用电动调压，中型变压器手动、 电动两种都可用。
无励磁调压分接开关
有载调压分接开关
3.绝缘套管
绝缘套管穿过油箱盖,将油箱中变压器绕 组的输入、输出线从箱内引到箱外与电网相 接。绝缘套管由外部的瓷套和中间的导电杆 组成。
根据运行电压的不同，将其分为充气式 和充油式两种 。
根据运行环境的不同，又可将其分为户 内式和户外式。
绝缘套管
4.压力释放阀 安全气道又称防爆管，装在油箱顶盖上。 油和气体会冲破防爆玻璃喷出,从而避免了油箱爆炸引起的更大危 害。 压力释放阀的动作压力为53.9kPa±4.9kPa，关闭压力为29.4kPa， 动作时间不大于2ms。
《电机与变压器》教学大纲
《电机与变压器》教学大纲一、课程的介绍本课程是电工专业班级的专业课程。
主要内容包括变压器分类、结构和原理，变压器绕组的极性测定与连接，变压器并联运行、维护和检修，特殊用途的变压器，三相异步电机的基础知识，三相异步电机的运行，单相异步电动机，直流电动机，三相同步电机，特种电机等。
二、教学目的知识目标：1.掌握变压器的结构工作原理；2.变压器的连接与运行；3.掌握常用变压器、直流电动机的结构、工作原理、主要特性和适用维护的知识；4.培养学生对电机、变压器进行一般检测和一般故障分析的能力。
能力目标：1.具备查阅产品样本与手册，合理选择电动机的能力；2.能够对照绕组展开图熟练进行端部接线，掌握电机的拆装工艺；3.具有常用电动机故障分析的能力。
综合素质：1.培养主动学习、自我发展以及团队协作的能力；2.具备综合分析、解决实际问题的能力；3.开拓创新的能力；三、教材和参考书教材：《电机与变压器》（第五版），中国劳动社会保障出版社,2014年参考书：1．《电机与变压器》郑立冬，人民邮电出版社,2008年2．《电机与变压器》于磊，高等教育出版社,2008年3.《电机与变压器》（第四版），中国劳动社会保障出版社,2008年四、学时分配五、课程结构和教学内容第一单元变压器的分类、结构和原理要点：1.电机在电能产生、传输、转换中的作用2.了解电机的发展概况本单元的任务和要求:1-1 变压器的分类和用途1-2 变压器的结构与冷却方式1-3 变压器的原理1-4 实训变压器的空载试验与短路试验第二单元变压器绕组的极性测定与连接要点：1.了解并掌握变压器的极性、连接方法2.了解并掌握铭牌参数信息本单元的任务和要求:2-1 单相变压器绕组的极性测定2-2 三相变压器绕组的连接2-3 电力变压器的铭牌参数2-4 实训：单相变压器绕组极性测定（直观法、仪表测试法）第三单元变压器并联运行、维护和检修要点：1.了解并掌握变压器运行方法2.了解并掌握变压器的维护与维修技术本单元的任务和要求:3-1 三相变压器的并联运行3-2 变压器的维护及检修第四单元特殊用途的变压器要点：1.了解并掌握各种变压器本单元的任务和要求:4-1 自耦变压器4-2 仪用变压器4-3 电焊变压器第五单元电动机的基础知识要点：1.了解并掌握电动机种类、用途2.了解并掌握电动机结构、铭牌及拆装本单元的任务和要求:5-1 电动机的种类和用途5-2 异步电动机的结构5-3 实训：三相异步电动机的拆装5-4 三相异步电动机的工作原理5-5 电动机的铭牌和型号5-6 三相异步电动机绕组第六单元三相异步电动机的运行要点：1.了解并掌握三相异步电机启动、调速2.了解并掌握三相异步电动机反转本单元的任务和要求:6-1 三相异步电动机的启动6-2 三相异步电动机的调速（变极、变转差率、变频调速）6-3 三相异步电动机的反转与制动6-4 实训：三相异步电动机的启动、反转和制动试验第七单元单相异步电动机要点：1.了解并掌握单相异步电机原理、结构2.了解并掌握单相异步电机运行、常见故障本单元的任务和要求:7-1单相异步电动机的原理、结构及分类7-2单相异步电动机的运行7-3 单相异步电动机的常见故障及处理7-4 小功率三相电动机改为单相电动机运行第八单元直流电动机要点：1.了解并掌握直流电机原理、结构2.了解并掌握直流电机运行、性能本单元的任务和要求:8-1 直流电动机的原理、构造、分类及铭牌8-2 直流电动机基本性能分析8-3 直流电动机运行8-4 直流电动机逆运行8-5 实训：直流他励电机试验第九单元三相同步电机要点：1.了解并掌握同步发电机原理、构造2.了解并掌握同步电动机原理、启动本单元的任务和要求:9-1 同步发电机的工作原理9-2 同步发电机的基本结构及应用9-3 同步电动机的工作原理和启动方法9-4 同步电动机功率因数的调整、同步补偿机第十单元特种电机要点：熟悉各种发电机、电动机本单元的任务和要求:10-1 测速发电机10-2 伺服电动机10-3 步进电动机10-4 永磁电机10-5 直线电动机10-6 超声波电动机。
变压器的类型和结构
变压器的类型和结构一、类型除了按以上用途分类外，变压器还可以按相数、绕组数目、铁心形式、冷却方式等特征分类。
按相数分：单相、三相、多相变压器等按绕组分：双绕组、自耦、三绕组、多绕组变压器铁心形式：心式、壳式变压器冷却方式：干式、油浸式变压器等二、结构(电力变压器)变压器主要部件是绕组和铁心(器身)。
绕组是变压器的电路，铁心是变压器的磁路。
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、冷却装置、绝缘套管、调压和保护装置等部件。
(1)铁心型式：心式变压器(结构简单工艺简单应用广泛)；壳式变压器(用在小容量变压器和电炉变压器)。
材料：一般由0.35mm或0.5mm冷轧(也用热轧)硅钢片叠成。
铁心交叠：相邻层按不同方式交错叠放，将接缝错开。
偶数层刚好压着奇数层的接缝，从而减少了磁阻，便于磁通流通。
铁心柱截面形状：小型变压器做成方形或者矩形；大型变压器做成阶梯形。
容量大则级数多。
叠片间留有间隙作为油道(纵向或横向)。
（纵向油道见图）(2)绕组一般用绝缘扁铜线或圆铜线在绕线模上绕制而成。
绕组套装在变压器铁心柱上，一般低压绕组在内层，高压绕组套装在低压绕组外层，以便于提高绝缘性能。
(3)油、油箱、冷却及安全装置器身装在油箱内，油箱内充满变压器油。
变压器油是一种矿物油，具有很好的绝缘性能。
变压器油起两个作用：①在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间起绝缘作用。
②变压器油受热后产生对流，对变压器铁心和绕组起散热作用。
油箱有许多散热油管，以增大散热面积。
为了加快散热，有的大型变压器采用内部油泵强迫油循环，外部用变压器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱。
这些都是变压器的冷却装置。
1.油箱；2.储油柜；3.气体继电器；4.为安全气道。
变压器运行时产生热量，使变压器油膨胀，并流进储油柜中。
储油柜使变压器油与空气接触面变小，减缓了变压器油的氧化和吸收空气水分的速度。
从而减缓了油的变质。
故障时,热量会使变压器油汽化，触动气体继电器发出报警信号或切断电源。
第二章—变压器风冷系统工作原理
第二章—变压器风冷系统工作原理第二章变压器风冷系统的工作原理 2.1 电力变压器发热及冷却原理2.1.1 变压器发热过程电力变压器运行时,由于在铁芯和线圈上产生损耗，产生的热量经过其所处介质散发到周围空气中,这一过程将引起变压器发热，以及变压器温度升高。
为了保护变压器及其元器件的正常运行，必须采取有效的冷却措施限制变压器的温升。
变压器运行时，线圈和铁芯温度升高,起初，温度上升速度较快，随着温度升高到一定程度，线圈和铁芯与其周围的冷却介质形成温度差,将温度传递给介质，介质吸收热量温度增高,线圈和铁芯的温升减缓,在这个过程中,线圈和铁芯温度达到稳定状态，形成动态的热平衡。
2.1.2 变压器冷却过程变压器的冷却过程需要经过多重传热。
包括变压器油与铁芯表面传热，变压器油与冷却器箱体内表面传热，空气与冷却器箱体外表面传热三个过程。
线圈和铁芯产生的热量,由内部最热点传到与油接触和外表面,热量传到表面后,与周围介质油产生温度差,通过对流作用将部分热量传给附近的油,从而使油温逐渐上升。
当油温升高后,热油向上流动与油箱相接触将热量传导油箱外壁，散热后的油再向下流动重新流入线圈,形成闭合的对流回路，这一过程中，变压器油箱外壁温度逐渐升高。
油箱内壁吸收热量后，热量从壁的内侧传导到外侧(箱壁的内外温差不大,一般不超过3?)与周围环境形成温差,通过与空气对流和辐射,将热量散发到周围空气中。
在强迫油循环系统中，潜油泵在冷却器中就是采用施加压力的作用，加速变压器油的流动,增强热对流。
变压器油的热对流包括两种形式，即热传导和热辐射，两个过程同时进行。
变压器箱壁内侧的热量从变压器油中以热传导和热辐射的形式传给冷却器，变压器箱壁外测热量从箱壁以热传导和热辐射的形式传给空气。
冷却器—风扇的作用就是加速吹变压器箱壁外侧的空气流动,加快变压器的散热过程，如图2-1所示。
变压空器气油变压器油箱壁变压器的散热过程示意图2.2变压器冷却方式的选取目前，我国大型电力变压器冷却装置是根据变压器容量的大小，配置数组强油风冷却器，每组风冷却器包括1台油泵和3—4台风扇。
变压器的冷却方式有几种教学提纲
变压器的冷却方式有几种教学提纲一、概述变压器作为电力系统中的重要设备之一，其正常运行需要保持合适的工作温度。
因此，对变压器进行冷却是至关重要的。
变压器的冷却方式可以分为几种不同的类型，包括自然冷却、强制冷却和液体冷却。
本文将详细介绍这几种常见的变压器冷却方式。
二、自然冷却自然冷却也被称为自冷却或者自然通风冷却。
这种冷却方式基于空气对变压器散热的作用。
自然冷却分为两种类型：干式自然冷却和湿式自然冷却。
1.干式自然冷却干式自然冷却适用于小功率的变压器，其特点是变压器的外壳不带有冷却器，仅依靠自然通风来散热。
这种冷却方式的优点是结构简单，无需额外的冷却设备，因此造价低廉。
但是，由于依赖自然通风，其散热能力受到温度、空气流动以及变压器构造的影响。
2.湿式自然冷却湿式自然冷却适用于大功率的变压器，其特点是变压器的外壳带有冷却器，且冷却器通入冷却冷水。
这种冷却方式的优点是冷却效果好，可靠性高，适用于恶劣环境下的变压器。
但是，相对于干式自然冷却，湿式自然冷却的成本较高。
三、强制冷却强制冷却是通过外部设备的帮助，引入强制空气流动来提高散热能力。
主要的强制冷却方式包括风扇冷却和液力风扇冷却。
1.风扇冷却风扇冷却使用电动风扇，通过强制空气流动来提高变压器的散热能力。
这种冷却方式适用于小型和中型的变压器，其结构简单、成本较低。
但是，在需要长时间运行时，风扇冷却可能会导致噪音和振动问题。
2.液力风扇冷却液力风扇冷却利用液力传动来带动风扇，通过强制空气流动来达到散热的目的。
这种冷却方式适用于大型变压器，具有较大的冷却能力。
液力风扇冷却相对于传统风扇冷却的优势在于噪音和振动较小，能够提供更好的散热效果。
但是，液力风扇冷却的成本相对较高。
四、液体冷却液体冷却是指通过将冷却剂引入变压器内部，利用冷却剂的良好导热性能来实现散热的方式。
主要的液体冷却方式包括油冷却和水冷却。
1.油冷却油冷却是目前应用最广泛的液体冷却方式之一，特点是稳定性好、冷却效果佳。
变压器结构及工作原理
•变压器结构及工作原理
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；
• 允许电压波动 变压器的电源电压一般不得超过额定值的±5%
•变压器结构及工作原理
变压器的运行
空载电流：当变压器二次绕组开路，一次绕组施加额定频率的额定
电压时，一次绕组中所流通的电流称空载电流I0。通常I0以 额定电流百分数表示，一般1~3%，变压器容量越大，I0越小。
空载合闸电流：当变压器空载合闸到线路时，由于铁芯饱和而产生很大的
额定频率fN
指工业用电频率，我国规定为50Hz。
•变压器结构及工作原理
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：
SNU 1N I1NU 2N I2N
• 三相变压器：
SN3 U 1 N I1 N3 U 2N I2N
•变压器结构及工作原理
三相变压器绕组的联接法和联接组
•变压器结构及工作原理
变压器工作原理 • 铁芯
三相三芯柱变压器的铁心和绕组
单相芯式变压器的铁心和绕组
•变压器结构及工作原理
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。
•变压器结构及工作原理
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。
电机与变压器 (第四版) 练习册 习题 答案2
第一单元变压器的分类、结构和原理；课题一变压器的分类和用途；一、填空题（每空1分）；1．变压器是一种能变换________电压，而_；答案：交流频率电磁感应；2．变压器的种类很多，按相数分为________；答案：单相三相；3．在电力系统中使用的电力变压器，可分为____；答案：升压降压配电；二、判断题（每题1分）；1．变压器的基本工作原理是电流的磁效应；答第一单元变压器的分类、结构和原理课题一变压器的分类和用途一、填空题（每空1分）1．变压器是一种能变换________电压，而___________不变的静止电气设备。
它是根据___________原理来变换电压以满足不同负载的需要。
答案：交流频率电磁感应2．变压器的种类很多，按相数分为________和_________变压器；答案：单相三相3．在电力系统中使用的电力变压器，可分为_________变压器、_________变压器和_________变压器。
答案：升压降压配电二、判断题（每题1分）1．变压器的基本工作原理是电流的磁效应。
（）答案：×2．在电路中所需的各种直流电，可以通过变压器来获得。
（）答案：×三、简答题（每题3分）1、为什么要高压送电？答案：当输出电功率一定时，电压越大，电流越小。
2（1）P损 = IR，可以减少运输中的损耗。
（2）可以节约架设成本。
2、变压器能改变直流电压吗？如接上直流电压，会发生什么现象？答案：不能。
如果接上直流电压，会使绕组过热而烧毁。
课题二变压器的结构与冷却方式一、填空题（每空1分）1．变压器的铁心常用_________叠装而成，因线圈位置不同，可分成_________和_________两大类。
答案：硅钢片芯式壳式2．变压器的绕组常用绝缘铜线或铜箔绕制而成。
接电源的绕组称为____________；接负载的绕组称为___________。
也可按绕组所接电压高低分为___________和___________。
变压器冷却方式导则-定义说明解析
变压器冷却方式导则-概述说明以及解释1.引言1.1 概述引言部分概述：变压器作为电力系统中重要的电气设备，其正常运行对电网的稳定运行至关重要。
在变压器运行过程中，由于电流通过导体会产生热量，因此需要及时有效地将热量散发出去，以保证变压器的正常运行温度。
而变压器冷却方式作为实现热量散发的关键技术之一，对于变压器的性能和寿命具有重要影响。
本文旨在全面介绍变压器冷却方式的概念、常见类型以及选择与应用方面的知识，以期为相关从业人员提供一份全面的变压器冷却方式导则，帮助其更好地了解和选择合适的冷却方式，提高变压器的运行效率和安全性。
文章结构部分内容应该包括对整篇文章的组织和结构进行概述。
以下是对文章结构部分的内容建议：1.2 文章结构本文将分为引言、正文和结论三大部分进行讨论。
引言部分将首先对变压器冷却方式进行概述，并介绍文章结构和目的。
正文部分将包括变压器冷却方式的介绍、常见的冷却方式及其特点，以及选择和应用这些冷却方式的相关内容。
其中，将详细介绍各种冷却方式的原理、适用范围和优缺点。
结论部分将对整个文中内容进行总结，分析变压器冷却方式的优缺点，并展望未来可能的发展方向。
通过以上结构，读者可以清晰地了解到本文的主要内容和结构安排，方便其在阅读中进行导向和理解。
1.3 目的目的部分的内容:变压器是电力系统中常用的重要设备，其正常运行需要保持合适的温度。
而冷却方式是影响变压器温度的重要因素之一。
因此，本文的目的是介绍不同的变压器冷却方式，分析它们的优缺点，并探讨在不同情况下选择合适的冷却方式的依据。
希望通过本文内容的介绍，读者可以深入了解不同变压器冷却方式的特点，从而在工程实践中更加准确地选择和应用合适的冷却方式，保障变压器的安全、稳定运行。
2.正文2.1 变压器冷却方式介绍变压器冷却方式是指对变压器进行冷却以维持其正常运行温度的方法。
变压器在工作过程中会产生大量的热量，如果不能有效地散热，会使变压器温度过高，从而影响其正常运行和寿命。
变压器型号与冷却方式
变压器型号与冷却方式变压器型号与冷却方式一、变压器型号与含义变压器型号及字母代表含义见表2-1。
表2-1电力变压器的产品型号中字母及代表含义列表序号分类含义代表字母1绕组耦合方式独立—自耦O2相数单相D三相S3绕组外的绝缘介质变压器油—空气（干）式G气体Q成型固体浇注式C包封式CR难燃液体N4冷却装置种类自然循环冷却装置—风冷却装置水冷却装置S5油循环方式自然循环—强迫油循环P6绕组数双绕组—三绕组S双分裂绕组F7调压方式无励磁调压—有载调压8绕组导线材质铜—铜箔B铝L铝箔LB9特殊用途和特殊结构密封式M高阻抗K低噪声Z电缆引出L现场组装式二、变压器的冷却方式变压器的冷却方式是由冷却介质和循环方式决定的，由于油浸边分为油箱内部冷却方式和油箱外部冷却方式，因此油浸变压器的冷却方式是由四个字母代号表示的。
第一个字母：与绕组接触的冷却介质。
O——矿物油或燃点大于300℃的绝缘液体；K——燃点大于300℃的绝缘液体；L——燃点不可测出的绝缘液体。
第二个字母：N——流经冷却设备和绕组内部的油流是自然的热对流循环；F——冷却设备中的油流是强迫循环，流经绕组内部的油流是热对流循环D——冷却设备中的油流是强迫循环，至少在主要绕组内的油流是强迫导向循环。
第三个字母：外部冷却介质。
A——空气；W——水。
第四个字母：外部冷却介质的循环方式。
N——自然对流；F——强迫循环（风扇，泵等）。
变压器常用的冷却方式有以下几种：油浸自冷（ONAN）、油浸风冷（ONAF）、强迫油循环风冷（OFAF）、强迫油循环水冷（OFWF）、强迫导向油循环风冷（ODAF）、强迫导向油循环水冷（ODWF）。
按变压器选用导则的要求，冷却方式的选择推荐如下：（1）油浸自冷。
31500KV A以下、35KV及以下的产品；50000KV A及以下、110KV产品。
（2）油浸风冷。
12500~63000KV A、35~110KV产品；75000KV A以下、110KV产品；40000KV A及以下、220KV产品（3）强迫油循环水冷。
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2.分接开关
分接开关一般装在一次侧(高压边)，通过改变一次侧线圈匝数 来调节输出电压。
分接开关又分无励磁调压和有载调压两种。 因调节的方法不同，分接开关又有手动、电动两种，小型变 压器多用手动调压，大型变压器多用电动调压，中型变压器手动、 电动两阀座 3—螺杆 4—膜盘 5—弹簧
6—护罩 7—密封圈 8—标志杆 9—接线盒
5.测温装置
测温装置就是热保护装置。变压器的寿命取决于变压器的运 行温度，因此油温和绕组的温度监测是很重要的。通常用三种温 度计监测，箱盖上设置酒精温度计，其特点是计量精确但观察不 便；变压器上装有信号温度计，便于观察；箱盖上装有电阻式温 度计，便以远距离监测。
§1—2 变压器的结构与冷却方式
一、变压器的结构
油浸式电力变压器
1.变压器绕组 （1）绕组材料选用 铜线或铜箔，铝线或铝箔。 （2）绕组命名 一次绕组、二次绕组，高压绕组、低压绕组。 （3）绕组类型 同心绕组、交叠绕组。
同心绕组
交叠绕组
2.变压器铁心 （1）铁心材料选用
2.变压器铁心 （2）铁心类型
4.三相强迫油循环水冷式(OFWF)
主要有SSP系列。 冷却原理：在油浸自冷式的基础上，利用油泵强迫油循 环，并且利用循环水作冷却介质，以提高散热效果。
三、变压器的主要附件
气体继电器 无励磁调压分接开关 有载调压分接开关 压力释放阀
1.气体继电器(瓦斯继电器)
气体继电器装在油箱与储油柜之间的管道中，当变压器发 生故障时，器身就会过热使油分解产生气体。
2.变压器铁心 （3）铁心柱与铁轭的装配工艺
变压器的铁心柱与铁轭
二、变压器冷却方式
1.三相油浸自冷式(ONAN)
主要有SJ系列和SJL系列(铝线)。 冷却方式：当变压器运行、油温上升时,根据热油上升、冷油下 降原理形成自然对流,流动的油将热量传给油箱体和外侧的散热器,然 后依靠空气的对流传导将热量向周围散发,从而达到冷却效果。。
无励磁调压分接开关
有载调压分接开关
3.绝缘套管
绝缘套管穿过油箱盖,将油箱中变压器绕 组的输入、输出线从箱内引到箱外与电网相 接。绝缘套管由外部的瓷套和中间的导电杆 组成。
根据运行电压的不同，将其分为充气式 和充油式两种 。
根据运行环境的不同，又可将其分为户 内式和户外式。
绝缘套管
4.压力释放阀 安全气道又称防爆管，装在油箱顶盖上。 油和气体会冲破防爆玻璃喷出,从而避免了油箱爆炸引起的更大危 害。 压力释放阀的动作压力为53.9kPa±4.9kPa，关闭压力为29.4kPa， 动作时间不大于2ms。
扁管式散热器
片式散热器 波纹油箱式散热器
2.三相油浸风冷式(ONAF)
主要有SP 系列。 冷却方式：在油浸自冷式的基础上，在油箱壁或散热管上加装风扇， 利用吹风机帮助冷却，而且风力可调。
三相油浸风冷式变压器
3.三相强迫油循环风冷式(OFAF)
主要有SFP系列。 冷却方式：在油浸自冷式的基础上，利用油泵强迫油循环,并且在 散热器外加风扇风冷，以提高散热效果。