3第三章 变压器

（3） 高压侧电压有6、10、35kV；
低压侧电压为230/400V。
注：我国生产的干式变 压器有SC系列和SG系列 等。
第五节
三相电力变压器主要技术数据
（1）电力变压器型号的表示和含义如下：
附：变压器的铭牌 为了使变压器安全、经济、合理地运行，在每台变压器上 都安装有一块铭牌，上面标明了变压器的型号及各种额定数据， 作为正确使用变压器的依据。下图所示的变压器，是配电站用的
油箱和油枕的联接管上。当变压器的内部故障时， 瓦斯继电
器的上接点接信号回路，下接点接开关的跳闸回路。
2、常用三相油浸式电力变压器
图为 三相油浸式电力变压器的
结构
1—信号温度计 2—铭牌 3—吸 湿器 4—油枕(储油柜) 5—油位
指示器
6—防爆管 7—瓦斯继电器 8－ 高压套管 9—低压套管 10—分
② 绕组：绕组是变压器的电路部分，它是铜或铝导线包 绕绝缘纸以后绕制而成。其中输入电能的绕组称为一次绕组(
或原绕组)，输出电能的绕组称为二次绕组(或副绕组)，它们
通常套装在同一心柱上。一次和二次绕组具有不同的匝数、 电压和电流，其中电压较高的绕组称为高压绕组，电压较低 的称为低压绕组。对于升压变压器，一次绕组为低压绕组， 二次绕组为高压绕组；对于降压变压器，情况恰好相反，高
：与系统电路和电源连接的绕组 ：与负载连接的绕组
（2）磁路部分
变压器的铁心（表面涂有绝缘漆膜的硅钢片交错叠
成铁心） — 由铁轭和铁心柱组成 。 ①铁心：变压器的铁心既是磁路，又是套装绕组的 骨架。铁心由心柱和铁轭两部分组成，心柱用来套装绕组，
铁轭将心柱连接起来，使之形成闭合磁路。为
减少铁心损耗，铁心用厚o．35—o．5mm的硅钢片
有故障时，油温升高，油剧烈分解产生大量的气体，使油箱
内压力剧赠，这时防爆管薄膜
破碎，油及气体由管口喷出，防止变压器的油箱爆炸或变 形。 ⑦散热器（又称冷却器、散热翅）：型式有瓦楞型、扇形、 圆形、排管等，散热面积越大，散热的效果越好。当变压器上 层油温与下部油温产生温差时，通过散热器形成油的对流，经
7 按安装地点分
（1）户内式 （2）户外式
第三章 电力变压器
8 按冷却方式和绕组绝缘分
（1）油浸式：油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和
强迫油循环冷却方式 特点：绝缘和散热性能好，价格较低，便于检修；油的 可燃性使其不便用于易燃易爆和安全要求较高的场合。 1）自冷式 普通的中小容量的变压器采用；
（1）铜绕组变压器 铜绕组变压器的损耗更低，所以尤
其是大容量的铜绕组变压器已得到更为广泛的应用. （2）铝绕组变压器 4 按绕组型式分 （1）双绕组变压器 用于变换一个电压的场所；
（2）三绕组变压器 用于需两个电压的场所，它有一个
一次绕组，两个二次绕组；
（3）自耦式变压器 大多用在实验室中作调压用；
叠成，片上涂以绝缘漆，以避免片间短路。在大型 电力变压器中．为提高磁导率和减少铁心损耗，常 采用冷轧硅钢片；为减少接缝间隙和激磁电流，有 时还采用由冷轧硅钢片卷成的卷片式铁心。
按照铁心的结构，变压器可分为心式和壳式两种。
心式结构的心柱被绕组
所包围，如图2—1所示；
壳式结构则是铁心包围 绕组的顶面、底面和侧
接开关
11—油箱及散热油管 12—铁心 13—绕组及绝缘 14—放油阀
15—小车 16—接地端子
3 、环氧树脂浇注的三相干式变压器（树脂绝缘干式变压器）
图为 环氧树脂浇注绝缘的三相干 式电力变压器 1－高压出线套管和接线端子 2－ 吊环 3－上夹件 4－低压出线接线
端子 5－铭牌
6－环氧树脂浇注绝缘绕组 7－上 下夹件拉杆 8－警示标牌 9－铁心
电力变压器的分类及特点
（1）升压变压器 在远距离输配电系统中，用来把较低
电压升高为较高的电压级。 （2）降压变压器 直接供电给各类用户的终端变电所， 采用降压变压器。 2 按相数分
（1）单相变压器 单相变压器一般供小容量的单相设备
专用； （2）三相变压器 三相变压器广泛用于供配电系统的变 电所中；
3 按绕组导体的材质分
压绕组的匝数多、导线细；低压绕组的匝数少、导线粗。
按照线圈绕制的特点，分为圆筒式、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。从高、 低压绕组的相对位置来看，变压器的绕组可分成同心式和 交迭式两类。同心式绕组的高、低压绕组同心地套装在心 柱上，如图2—1所示。交迭式绕组的高、低压绕组沿心柱
2）水冷式和强迫油循环冷却方式 大容量的油浸式变
压器采用；
3）风冷式 用通风机来加强变压器的散热冷却。一般
用于大容量变压器（2000kVA及以上）和散热条件较差的场 所。
（2）干式 ：浇注式、开启式、封闭式
特点：结构简单，体积小，重量轻，防火、防尘、防潮
，价格贵，用在安全防火要求较高的场所，如大型建筑物内 的变电所、地下变电所和矿井内变电所。 （3）充气式（SF6） 利用充填的气体进行绝缘和散热的变压 器
运行的需要，按照指示的标记，来选择分头的位置，有的变压
器有有载调压装置。电阻限流有载调压分接开关组成： （1）切换开关；用于切换负荷电流。
（2）选择开关；用于切换前预选分接开关。
（3）范围开关；用于换向或粗调分接开关。
（4）操作机构；是分接开关的动力部分，有联锁、限位、 计数等作用。 （5）快速机构：按预定的程序快速切换。 ⑩瓦斯继电器 :是变压器的主要保护装置，装在变压器
电压越高，其外形尺寸越大。 ⑨分接开关（又称切换开关）：是调整变压比的装置。双圈 变压器的一次线圈及三圈变压器的一、二次线圈一般都有三至 五个分头位置（三个分接头的中间分头2为额定电压的位置，相 邻分头相差±5%；多分头的变压器相邻分头相差2.5%），操作 部分装于变压器顶部，经传动杆伸入变压器的油箱。根据系统
10－下夹件
11－小车 12－三相高压绕组间的 连接导体 13－高压分接头连接片
（1）结构特点：
1）高低压绕组各自用环氧树脂浇注，并同轴套在铁心柱上；
2）高低压绕组间有冷却气道，使绕组散热； 3）三相绕组间的连线也由环氧树脂浇注而成，使所有带电部分都 不暴露在外。 （2）容量 30kVA到几千KV· A，最高可达上万kVA。
5 按容量系列分，用 R10系列来确定变压器的容量，即 按R10==1.26的倍数递增，常用的有100、125、160、 200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、 1600、2000、2500、3150 kVA等。
（1）小型变压器
器； （2）中型变压器 变压器； （3）大型变压器
第
第一节
第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节
三
章
概述
变 压 器
变压器的工作原理 电力变压器的分类及特点 电力变压器的结构 三相电力变压器主要技术数据 互感器作用与分类 电流互感器 电压互感器
第一节
概述
电力变压器（文字符号为T） 三相变压器额定容量在5KV· A及以上，单相的在 1KV· A及以上的输变电用变压器，均称为电力变压器。它 是供配电系统中最关键的一次设备，主要用于公用电网和
绕组。原、副绕组的感应电势分别为
因为e1≈u1 ； 所以 e2≈u2
其中K为变压器的变比，
它等于原、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。
由此可见，只
要改变变压器的变比K， 就能达到改变电压的目 的。
电源侧
负载侧
图3.1变压器的基本工作 原理
第三节
1 按功能分
面，如图2—2所示．心
式结构的绕组和绝缘装 配比较容易，所以电力
变压器常常采用这种结
构。壳式变压器的机械 强度较好，常用于低压、Leabharlann Baidu
大电流的变压器或小容
量的电讯变压器。
a.铁心的材料: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，即 用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。
容量在500KV·A以下的变压
容量在630～6300kVA之间的
容量在8000 kV·A以上的的
变压器；
6 按电压调节方式分
（1）无载调压变压器 一般用于对电压水平要求不高 的场所，特别是10KV及以下的配电变压器； （2）有载调压变压器 在10kV以上的电力系统和对电 压水平要求较高的场所主要采用有载调压变压器；如我们 车间110kV总降压站使用的两台40000 kVA变压器，就是 属于有载调压变压器（见图5.2所示）。
④油枕：当变压器油的体积随着油的温度膨胀或缩小时，
油枕起着储油和补油的作用，从而保证油箱内充满油。同时， 由于装了油枕，使变压器缩小与空气的接触面，减少了油的 劣化速度。油枕的侧面装有一个油位计（油标管），从油位 计中可以监视油位的变化。 储油柜附件：吸湿器 与油
枕内油面上方空间相连通，能够吸收进入变压器的空气中 的水分，以保证油的绝缘强度。
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等，这些都是变压器 的冷却方式。
油箱的四种结构： ①散热管油箱
散热管的管内两端与
箱体内相通，油受热后，经散热管上端口流人管体，冷却后 经下端口又流回箱内，形成循环，用于1600KV·A及以下的 变压器。②带有散热器的油箱 用于2000kVA以上的变压器。 ③平顶油箱④波纹油箱（瓦楞型油箱）
散热器冷却后流回油箱，起到降低变压器温度的作用。为提高
变压器油的冷却效果，可采用风冷、强油风冷和强油水冷等措 施。 ⑧绝缘套管:变压器的引线从油箱内穿过油箱盖时，必须 经过绝缘套管， 从而使高压引线和接地的油箱绝缘。绝缘套
管是一根中心导电杆，外面有瓷套管绝缘。为增加爬电距离，
套管外形做成多级伞形。10～35kV套管一般采用充油结构，
b.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，如图1--3所示，三相变压器是将A、 B、C三相的绕组分别放在三个铁心柱上，三个铁心柱由上、 下两个铁轭连接起来，构成闭合磁路，绕组的布置方式是 将低压绕组放在内侧，而把高压绕组放在外侧。
上 铁 轭 铁心柱
低压绕组 高压绕组
下铁轭 (a)三相 图3。4 心式变压器铁心和绕组布 (b)单相
特点：电气性能优良，用于安全防火要求较高的场所，
并常与其他充气电器配合，组成成套装置。
9
按用途分
（1）普通变压器
（2）防雷变压器 （3）配电变压器 （4）主变压器 6～10kV／0.4kV的变压器 安装在总降压变电所的变压器
第四节
1、变压器的基本结构 （1）电路部分 一次绕组 二次绕组
电力变压器的结构
降压变压器，将10 kV的高压降为400 V的低压， 供三相负载使用。
（2）额定容量 额定容量是指变压器在额定工作状态下，二次绕组的视 在功率，其单位为kVA。对于单相变压器而言，即变压器二次 绕组的额定电压U2N与额定电流I2N的乘积。
高度方向互相交迭地放置，如图2—2所示。同心式绕组结
构简单、制造方便，国产电力变压器均采用这种结构。交 迭式绕组用于特种变压器中。
③油箱：变压器器身装在油箱内，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，起两个作用：
一是在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间起绝缘作 用；二是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
工业电网中，将某一给定电压值的电能转变为所要求的另
一电压值的电能，以利于电能的合理输送、分配和使用。
第二节 变压器的工作原理
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。其基本 工作原理如图2.1所示，在铁心柱上绕制两个绝缘线圈。 电源侧的线圈称为原边绕组或一次绕组，负载侧的线圈称 为副边绕组或二次绕组。 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
⑤呼吸器：由一根铁管和玻璃容器组成，内装干燥剂（如
硅胶）。当油枕内的空气随变压器油的体积膨胀或缩小时，
排出或吸入的空气都经过呼吸器，呼吸器内的干燥剂吸收空 气中的水分，对空气起过滤作用，从而保持油的清洁。 ⑥防爆管（又称喷油管）：装于变压器的顶盖上，喇叭形 的管子与油枕或大气连通，管口由薄膜封住。当变压器内部