变压器工作原理及应用
变压器工作原理及应用
变压器工作原理及应用变压器是一种电器设备，用于改变交流电压的大小。
它的工作原理是基于电磁感应的原理。
变压器由两个线圈构成，一个是输入线圈（也称为原线圈或一次线圈），另一个是输出线圈（也称为副线圈或二次线圈）。
输入线圈通入交流电源，产生一个交变磁场。
这个交变磁场穿透到输出线圈中，从而在输出线圈中产生电动势，导致电流流动。
根据法拉第的电磁感应定律，输出线圈中的电压与输入线圈中的电压成正比，即电压的比例等于线圈的匝数比。
因此，输出线圈上的电压可以通过改变输入线圈和输出线圈的匝数比来调整。
变压器有很多应用。
以下是一些主要的应用领域：1.电力输送：变压器是电力输送和配电系统中不可或缺的组成部分。
发电厂产生的高电压的交流电在输送过程中使用变压器将其变压为低电压，以减少输送功率损耗。
然后在接近用户的地方，使用变压器将电压提高到需要的水平。
2.电子设备：变压器在各种电子设备中被广泛使用，比如电视机、电脑、手机充电器等。
这些设备需要有不同的电压供应，而变压器可以通过调整输入线圈和输出线圈的匝数比来提供所需的电压。
3.工业应用：变压器在工业领域中也有广泛的应用。
例如，变压器可用于电焊机、电炉、电动机等设备的供电。
通过变压器可以调整电压以满足不同设备的要求。
4.交通运输：交通运输行业也使用变压器。
例如，电车和地铁系统需要变压器来将高电压的交流电压转换为适用于牵引车辆的低电压。
5.可再生能源：随着可再生能源的快速发展，如风能和太阳能，变压器在这些领域中也具有重要作用。
这些能源产生的电力需要通过变压器转换为适合输送和分配的电压。
总结起来，变压器是一个重要的电力设备，通过改变电压的大小来满足不同设备和系统的需求。
它的应用范围广泛，涵盖了电力输送、电子设备、工业应用、交通运输和可再生能源等领域。
变压器的工作原理是基于电磁感应的原理，通过线圈之间的磁场耦合来实现电压的传递和变换。
第三章 变压器
铁芯形状
“口”形：芯式变压器， 绕组包围铁芯，大容量变压器
环形变压器，其铁芯由低铁损 冷轧硅钢带绕，具有损耗小、 效率高以及电磁干扰小的特点 在相同的参数下，环形变压器铁芯的体积最小
变压器的冷却：变压器工作时铁芯和绕组都会发热，因此必 须考虑冷却问题
小容量变压器：采用自然风冷，即依靠空气的自然对流 和辐射将热量散发
大容量变压器：采用油冷方式，将变压器浸入变压器油 内，使其产生的热量通过变压器油传给外壳而散发，变 压器油还具有良好的绝缘性能 • 在X线机设备中，高压变压器副绕组输出几十千伏以上的 高压，无论是副绕组对原绕组还是对铁芯等绝缘都有非常 高的要求。 • X线机的高压变压器就采用了油冷方式
(3-4)
Z1 K 2 Z 2
选取适当的变比K，可以把负载阻抗Z2等效变换到原绕组一 侧所需要的阻抗值Z1 在电子电路中，常使用变压器来实现阻抗匹配，以获得较高 的功率输出
四、变压器的主要参数 大型变压器的外壳通常附有铭牌来标明其型号及参数， 它是正确使用变压器的依据
1.原绕组的额定电压U1N：指当变压器按规定工作方式运行时 在原绕组上应加的电源电压值
(a)抽头式
(b)滑动式
(c)混合式
图3-7 x线机控制台的电源变压器
六、变压器绕组的同极性端
变压器的同极性端：变压器不同绕组在同一变化的磁通作用 下，其感应电动势的极性相同端，用符号“·”表示 在实际运用当中，有时需要将变 压器的两个(或多个)绕组连接起来 使用来适应不同的输入电压与满 足不同的输出电压要求
变压器讲解
阻抗电压和负载损耗: 双绕组变压器当一个绕组短接（一般为二次侧）另一绕组流 通额定电流而施加的电压称阻抗电压Uz。通常阻抗电压以额定 电压百分比表示 Uz%=(Uz/UN)*100% 一个绕组短接（一般为二次）。另一绕组流通额定电流时所 汲取的有功功率称为负载损耗PR. 负载损耗＝最大一对绕组的电阻损耗＋附加损耗 附加损耗包括绕组温度损耗，并绕导线的环流损耗，结构损 耗和引线损耗，其中电阻损耗也称为铜耗。
发电机并、解列前为何必须投入主变中性点 接地刀闸？ 1、主变为分级绝缘，中性点绝缘薄弱 2、并网时，开关三相分、合闸的非同期性， 主变中性点会有一定的冲击电压 3、所以合上主变中性点接地刀闸，在于保护 中性点绝缘。 一般来说220kV以上的主变中性点都是直接 接地的
额定电流： 变压器的额定电流是由绕组的额定容量除以该绕组的额 定电压及相应的系数（单相为1，三相为根号3）,而并得的 电流经绕组线端的电流。是指线电流。 空载电流和空载损耗: 空载电流是指当向变压器的一个绕组（一般是一次侧绕 组）施加额定频率的额定电压时，其它绕组开路，流经该绕 组线路端子的电流，称为空载电流I。 通常Io以额定电流的 百分数表示：Io%=(Io/IN) *100= 0.1~3% 空载电流的有功分量Ioa是损耗电流，所汲取的有功功率 称空载损耗Po，即指当以额定频率的额定电压施加于一个绕 组的端子上，其余各绕组开路时所汲取的有功功率。忽略空 载运行状态下的施电线绕组的电阻损耗时又称铁损。因此， 空载损耗主要决定于铁心材质的单位损耗。
1、变压器在运行中发生不正常的温升，应如 何处理？ 2、变压器不允许反送电？ 3、取油样用不用退出瓦斯保护？ 4、新变压器或大修后的变压器,为什么正式投 运前要做冲击试验?一般冲击几次? 5、发电机并、解列前为何必须投入主变中性 点接地刀闸？ 6、取油样用不用退出瓦斯保护？
变压器的结构和工作原理
变压器的结构和⼯作原理变压器是利⽤电磁感应原理传输电能、信号的器件。
它具有变压、变流、变阻抗、隔离的作⽤，种类繁多应⽤⼴泛。
例如：1.电⼒系统中，升压远距离输电（如：10KV输电线路），⽤户端降压供电（如：220V市电）；2.实验室利⽤⾃耦变压器改变电源电压；3.测量上利⽤变压器扩⼤对交流电压、电流的测量范围；4.电⼦设备和仪器中利⽤变压器提供多种电压和传递信号并隔离电路上的联系。
变压器虽然⼤⼩悬殊，⽤途各异，但基本结构和⼯作原理是相同的。
变压器的结构变压器由铁芯和绕组两个基本部分组成，如下图所⽰，是它的⽰意图和符号。
变压器的结构⽰意图与符号这是⼀个简单的双绕组变压器，在⼀个闭合的铁芯上套有两个绕组，绕组与绕组之间以及绕组与铁芯之间都是绝缘的。
绕组通常⽤绝缘的铜线或铝线绕成，其中⼀个绕组与电源相连，称为⼀次绕组，另⼀个绕组与负载相连，称为⼆次绕组。
为了减少铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗，变压器的铁芯⼤多⽤0.35～0.5 mm厚的硅钢⽚叠成，为了降低磁路的磁阻，⼀般采⽤交错叠装⽅式，即将每层硅钢⽚的接缝错开。
如下图所⽰为⼏种常见的铁芯形状。
⼏种常见的铁芯形状变压器按铁芯和绕组的组合⽅式，可分为⼼式和壳式两种，如下图所⽰。
变压器的结构形式⼼式变压器的铁芯被绕组所包围，它的⽤铁量⽐较少，多⽤于⼤容量的变压器，如电⼒变压器。
壳式变压器的绕组被铁芯锁包围，它的⽤铁量⽐较多，但不需要专门的变压器外壳，常⽤于⼩容量的变压器，如各种电⼦设备和仪器中的变压器。
变压器的⼯作原理变压器的⼯作原理，我们将从空载运⾏、负载运⾏、阻抗变换，三种情况进⾏讲述。
1.空载运⾏如下图所⽰，变压器的空载运⾏⽰意图。
变压器的空载运⾏变压器的⼀次绕组接上交流电压【u1】，⼆次侧开路，这种运⾏状态称为空载运⾏。
这时⼆次绕组中的电流i2=0，电压为开路电压【u20】，⼀次绕组通过的电流为空载电流【i10】，各量的⽅向按习惯参考⽅向选取。
上图中【N1】为⼀次绕组的匝数，【N2】为⼆次绕组的匝数。
电力工程中的变压器的工作原理与应用
电力工程中的变压器的工作原理与应用电力工程中的变压器是一种非常重要的设备，它能将电能从一个电路传输到另一个电路。
变压器被广泛应用于各种电力设备和工业设备中，包括发电厂、变电站、电力输电线路、电动机等等。
本文将介绍变压器的工作原理和几种常见的应用。
一、变压器的工作原理变压器是一种利用电磁感应原理工作的设备，它可以将高电压和低电压之间的电能转换。
简单来说，变压器由两部分组成：一个是高压线圈，另一个是低压线圈。
当高压线圈中的电流改变时，会在另一个线圈中感应出一个电流。
这个过程被称为电磁感应。
变压器的工作原理可以用一个简单的公式来表示：Vp / Vs = Np / Ns其中，Vp是高压线圈的电压，Vs是低压线圈的电压，Np是高压线圈的匝数，Ns是低压线圈的匝数。
这个公式告诉我们，当高压线圈上的电压增加时，低压线圈上的电压也会相应地增加；反之亦然。
二、电力工程中变压器的应用1. 变压器在发电厂中的应用发电厂是变压器应用最广泛的地方之一。
在发电过程中，发电机产生高电压电流，这些电流需要转化成低电压电流才能被输送到电网。
这时候就需要用到变压器了。
变压器将高电压电流转化成低电压电流，然后送到变电站。
2. 变压器在变电站中的应用变电站收到来自发电厂的电流后，需要对它进行处理和分配。
这时候变压器再次发挥了作用。
变压器可以把电压从一个级别降到另一个级别。
3. 变压器在电力输电中的应用当电力需要从一个地方输送到另一个地方时，会使用电力输电线路。
电力输电线路需要用到高电压电流，这些电流需要再次转化成低电压电流才能被使用。
这时候，变压器再次发挥了作用，将高电压电流转化成低电压电流。
4. 变压器在工业设备中的应用除了在电力工程中使用外，变压器还广泛应用于工业设备中。
电动机需要稳定的电流才能运转，而变压器可以提供稳定的电流。
除此之外，变压器还可以用来控制电流，保护设备。
综上所述，电力工程中的变压器具有重要的应用价值。
本文介绍了变压器的工作原理和几种常见的应用。
变压器的工作原理
变压器的工作原理引言概述：变压器是电力系统中常见的电气设备，它起着改变电压大小的重要作用。
本文将详细介绍变压器的工作原理，包括一、变压器的基本构造；二、变压器的工作原理；三、变压器的主要应用领域；四、变压器的维护与保养；五、变压器的未来发展方向。
一、变压器的基本构造1.1 主要构件：变压器由铁芯、一次绕组和二次绕组组成。
铁芯通常由硅钢片叠压而成，以减小磁阻和磁损耗。
1.2 绕组：一次绕组和二次绕组分别绕在铁芯上。
一次绕组与电源相连，二次绕组与负载相连。
1.3 绝缘材料：绕组之间和绕组与铁芯之间采用绝缘材料进行绝缘，以防止电路短路和绝缘击穿。
二、变压器的工作原理2.1 磁感应定律：当一次绕组中有交流电流通过时，产生的磁场会感应到二次绕组中，从而在二次绕组中产生感应电动势。
2.2 变压器原理：根据磁感应定律，当一次绕组中的匝数与二次绕组中的匝数不同时，可以实现电压的升降。
2.3 能量传递：变压器通过磁场的耦合，将一次绕组中的电能传递到二次绕组，实现电压的变换。
三、变压器的主要应用领域3.1 电力系统：变压器广泛应用于电力系统中，用于升压和降压，以适应不同电压等级的输电和配电需求。
3.2 电子设备：变压器也被应用于各类电子设备中，用于提供适宜的电压和电流，以满足设备的工作要求。
3.3 工业领域：在工业生产中，变压器被用于控制机电的启动和运行，以及供应各种设备所需的电能。
四、变压器的维护与保养4.1 温度控制：变压器在工作过程中会产生热量，需要通过散热器进行散热，保持合适的工作温度。
4.2 油浸绝缘：变压器通常采用油浸绝缘，需要定期检查绝缘油的质量和绝缘材料的状态，以确保变压器的正常运行。
4.3 维护记录：及时记录变压器的运行状况、维护情况和故障处理过程，为后续的维护工作提供参考和依据。
五、变压器的未来发展方向5.1 高效节能：未来的变压器将更加注重能源的高效利用，减少能量损耗和环境污染。
5.2 智能化控制：随着科技的发展，变压器将逐渐实现智能化控制，提高运行的稳定性和可靠性。
变压器的设计及其应用原理论文
变压器的设计及其应用原理论文1. 前言变压器是电气工程中常用的一种设备，广泛应用于电力系统、工业生产及家庭用电等领域。
本文将重点探讨变压器的设计原理及其在不同应用场景下的应用原理。
2. 变压器的设计原理2.1 基本原理变压器是基于电磁感应原理工作的，主要由线圈和铁芯组成。
当通过一根导线的电流变化时，会在其周围产生一个磁场，这个磁场会引起相邻导线中的电流变化，方式就是利用电磁感应原理。
2.2 线圈设计变压器的线圈设计是非常重要的一部分，主要包括匝数、导线截面积以及绝缘材料的选择。
匝数决定了变压器的输入输出电压比，通常通过改变线圈的匝数比例来实现不同的电压变换。
而导线截面积则决定了变压器的额定电流承载能力，需要根据实际负载条件来选择合适的截面积。
绝缘材料的选择是为了确保线圈能够承受额定电压并防止漏电。
2.3 铁芯设计变压器的铁芯设计也是十分重要的，主要包括铁芯材料选择和铁芯形状设计。
铁芯材料需要具有高磁导率和低磁滞损耗的特性，一般采用硅钢片作为铁芯材料。
铁芯形状设计需要考虑到磁路的闭合性和磁场分布的均匀性，以提高变压器的效率和性能。
3. 变压器在不同应用场景下的应用原理3.1 电力系统中的应用在电力系统中，变压器主要用于实现电压的升降级和电能的传输。
通过变压器，可以将发电厂产生的高电压电能升压传输到远处的配电站，然后再通过另一台变压器将电压降低供给用户。
变压器在电力系统中起到了电能传输的关键作用，提高了能源利用效率。
3.2 工业生产中的应用在工业生产中，变压器主要用于配电系统、焊接设备、电机驱动器等方面。
通过变压器，工业企业可以将高电压电能转换为适合不同设备使用的低电压，保证设备正常工作。
变压器在工业生产中发挥了重要作用，提高了生产效率和设备可靠性。
3.3 家庭用电中的应用在家庭用电中，变压器主要用于手机充电器、电视机、电脑等电子设备的适配器上。
通过变压器，可以将交流电转换为适合设备使用的直流电，并提供稳定的电压和电流。
变压器工作原理与应用
变压器工作原理与应用变压器是一种电气设备，它通过电磁感应原理来变换交流电压和电流。
它由一个磁性材料的铁芯和绕在铁芯上的两组线圈（称为一次线圈和二次线圈）构成。
一次线圈与电源相连，二次线圈与负载相连。
变压器的工作原理：变压器的工作原理基于两个基本原理：法拉第电磁感应定律和线圈的自感。
法拉第电磁感应定律指出，当一个线圈中的磁通量发生变化时，线圈中会产生感应电动势。
线圈的自感是指，当通过一个线圈的电流改变时，线圈会产生与电流变化方向相反的感应电动势。
在变压器中，一次线圈与交流电源相连，当电源输入电流时，电流会产生磁场。
这个磁场穿过铁芯，并进入二次线圈。
因为铁芯是一个磁导体，它能够加强磁场的作用。
在二次线圈中，磁场通过线圈的变化，产生了感应电动势。
如果有负载连接在二次线圈上，感应电动势将驱动电流流过负载。
根据法拉第电磁感应定律，变压器的输入电压和输出电压之间的比例取决于一次线圈和二次线圈的匝数比。
如果一次线圈匝数较高，而二次线圈的匝数较低，输出电压将比输入电压小，也就是所谓的降压变压器。
相反，如果一次线圈的匝数较低，而二次线圈的匝数较高，输出电压将比输入电压大，这是升压变压器。
通过改变线圈的匝数比，我们可以根据不同的需求来选择适当的变压器。
变压器的应用：变压器在电力传输和电能转换中发挥着重要的作用。
下面是一些主要应用领域：1.电力输配：变压器广泛应用于电力输配系统中。
在电网中，高电压用于长距离输电，而低电压用于家庭和工业用电。
变压器通过改变输配系统中的电压，从而实现电能的传输和分配。
2.电力变换：变压器也在电力变换系统中发挥关键作用。
例如，发电厂中的发电机会产生高压交流电，这些电能需要转换为适合输电和使用的低压交流电。
变压器被用于这个过程。
3.焊接和充电：在一些焊接和充电系统中，需要较高的电压和电流来提供足够的能量。
这时可以使用升压变压器，将输入电压升高到所需的级别。
4.电子设备：在一些电子设备中，如电视机、计算机和音响系统中，需要稳定的低电压供电。
第2章 变压器的工作原理和运行分析
SN SN ，I 2 N 3U 1 N 3U 2 N
注意！对于三相系统，额定值都是指线间值。
第二节 变压器空载运行
空载：一次侧绕组接到电源，二次侧绕组开路。 一、电磁现象
u1
Φm
i0
Φ 1σ
e1 e1σ
N1
N2
e2
u20
i
二、参考方向的规定
e
i i
e
e
三、变压原理、电压变比
对于变压器的原边回路，根据电路理论有：
u1 i0 r1 e1 e1
空载时 i0r1 和 e1σ 都很小，如略去不 计，则 u1 = - e1 。设外加电压 u1 按 正弦规律变化，则 e1 、Φ 和e2 也都 按正弦规律变化。 设主磁通 m sin t ，则：
u1
Φm
u1
Φm
e1
e2
ωt 0 180° 360°
现在的问题是，要产生上述大小的主磁通 Φm ，需 要多大（什么样）的激磁电流 Im ？
励磁电流的大小和波形受磁路饱和、磁滞及涡 流的影响。
1、磁路饱和对励磁电流的影响
mm mm
i0 tt
00
i0i0 tt
00
i0 i0
tt
tt
磁路不饱和时，i0 ∝φ，其波形为正弦波。
磁路饱和时，i0与φ 不成线性关系，φ越大，磁路 越饱和，i0/φ比值越大，励磁电流的波形为尖顶波。
六、漏抗 漏电势的电路模型与励磁特性的电路模型类似， 只是漏磁通所经路径主要为空气，磁阻大，磁通量 小，磁路不饱和，因此可以忽略漏磁路的铁耗，即 漏电势的电路模型中的等效电阻为零，即漏电势
变压器的工作原理、用途及分类介绍
变压器的工作原理、用途及分类介绍变压器的工作原理、用途及分类变压器的基本工作原理变压器是一种利用电磁感应原理将一种数值的交变电压变换为同一频率的另一种数值的交变电压。
一、变压器的基本工作原理变压器是一种利用电磁感应原理将一种数值的交变电压变换为同一频率的另一种数值的交变电压。
1.变压器是静止的电器，它可以根据需要将交流电压升高或降低。
2.在改变电压的同时，电压的频率保持不变。
3.工作原理：根据电磁感应定律U1=-e1=N1dΦ/dt U2=e2=-N2dΦ/d t U1/U2=e1/e2=N1/N2=KU 即：变压器一、二次绕组的电压比就等于一、二次绕组的匝数比。
二、变压器的用途在生产、输送、分配和使用电能的整个电力系统中，变压器是一个重要的电器设备。
1.高压输电：变压器是电能传输的主要设备，当输送电能的容量一定时，电压越高，输电线上的电流越小，输电导线面积越小，线路损耗越小。
2.低压配电：在用户侧，为了安全和绝缘方便，要求逐步把输电电压降到配电电压。
3.测量、阻抗变换等其他特殊用途。
输电时，把交流电功率P= √3UIcosø从电厂输送到用户，当P和cosø一定时，U愈高，I愈小，这可以节省输电线材料，减小线路损耗。
三、变压器的分类1、按相数的不同：变压器可分为单相变压器、三相变压器和多相变压器；2、按绕组数目不同：变压器可分为双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器和自耦变压器；3、按冷却方式不同：变压器可分为油浸式变压器、充气式变压器和干式变压器。
油浸式变压器又可分为：油浸自冷式、油浸风冷式和强迫油循环变压器。
4、按用途不同：变压器可分为电力变压器、特种变压器、仪用互感器、试验用的高压变压器等。
变压器的工作原理(变压器工作)
例 4.2 已知某一变压器 Ｎ１＝1000, Ｎ２＝100, Ｕ１＝20 Ｖ, Ｉ２＝2Ａ, 负载为纯电阻, 忽略变压器的漏磁和损耗, 求 负载为纯电阻, 忽略变压器的漏磁和损耗, 变压器的副边电压Ｕ２、原边电流Ｉ１和输入、输出功率。 解 变压比：K =
N1 1000 = = 10; N 2 100
Ｅ２低一些。 因为变压器内部压降一般小于额定电压的
１０％, 因此变压器有无负载对电压比的影响不大, １０％, 因此变压器有无负载对电压比的影响不大, 可以 认为负载运行时变压器原、 副绕组的电压比仍然基本上 等于原、 副绕组匝数之比。
i 10
Φ
i2
u1
e1
N1
e2 N2
u 20
ZL
图2-38 变压器的负载运行
或
N1 N1 2477 N2 = = = ≈ 225 220 K U1 U2 20
2） 负载运行和电流变换 如图 2 - 38所示, 变压器的原绕组接交流电压u１, 副 38所示, 变压器的原绕组接交流电压u 绕组接上负载ＺL, 这种运行状态称为负载运行。 这时副 边的电流为ｉ２, 原边电流由ｉ10增大为ｉ１, 且u２略有下 降, 这是因为有了负载后, ｉ１、ｉ２会增大, 原、 副绕组 这是因为有了负载后, 会增大, 本身的内部压降也要比空载时增大, 本身的内部压降也要比空载时增大, 使副绕组电压Ｕ２比
. .
.
I 1 N2 1 = = I2 N 1 K
(2.37)
由式（2.37）可见, 当变压器额定运行时, 由式（2.37）可见, 当变压器额定运行时, 原、 副边的 电流之比近似等于其匝数之比的倒数。若改变原、 副绕组 的匝数, 的匝数, 就能够改变原、 副绕组电流的比值, 这就是变压器 副绕组电流的比值, 的电流变换作用。 不难看出， 变压器的电压比与电流比互为倒数, 因此匝 变压器的电压比与电流比互为倒数, 数多的绕组电压高, 电流小; 匝数少的绕组电压低, 数多的绕组电压高, 电流小; 匝数少的绕组电压低, 电流大。
变压器工作原理
2．为有功分量，用来供给变压器铁心损耗，其相位超
前主磁通约900。即
第三节 单相变压器的负载运行
变压器的负载运行：是指变压器在一次绕组加上额定正弦
交流电压，二次绕组接负载ZL的情况下的运行状态，如图所
示。
一、负载运行时的各物理量 负载运行时一、二次电流关系
I1 ( N 2 N1 ) . I 2
种联结方式，其中大写字母表示一次绕组的联结方式，小
写字母表示二次绕组的联结方式。
第五节 其他用途的变压器
本节介绍常用的自耦变压器、仪用互感器和弧焊变压器 的工作原理及特点。 一、自耦变压器 1．自耦变压器的结构特点是：一、二次绕组共用一个绕
组。如下图所示。 对于降压自耦变压器，一次绕组的一部分充当二次绕组；
对于升压自耦变压器，二次绕组的一部分充当一次绕组。 因此自耦变压器一、二次绕组之间既有磁的联系，又有电 的直接联系。将一、二次绕组共用部分的绕组称为公共绕组 。下面以降压自耦变压器为例分析其工作原理。
2．自耦变压器的电压比
3．自耦变压器的变流公式
4．自耦变压器的输出视在功率（即容量）为
5．种类：自耦变压器有单相和三相两种。 一般三相自耦变压器采用星形接法。图1-21为 三相自耦变压器原理图。 如果将自耦变压器的抽头做成滑动触头，就成
第三章 变 压 器
本章以一般用途的电力变压器为主要研究对象，着重
分析单相变压器的工作原理、基本结构和运行情况，对其
他用途的变压器作简单介绍。以期掌握变压器变电压、变 电流、变阻抗的原理，理解变压器铭牌数据含义；学会正 确使用各种变压器。 1．变压器：是一种静止的电气设备。它是根据电磁感应的
原理，将某一等级的交流电压和电流转换成同频率的另一
变压器的工作原理
变压器的工作原理变压器是一种常见的电力设备，广泛应用于电力系统中。
它起到了电能传输和分配的重要作用。
本文将介绍变压器的工作原理，包括基本原理、构造和工作过程。
一、基本原理变压器的工作原理基于电磁感应现象。
根据法拉第电磁感应定律，当一个线圈中的磁通量发生变化时，会在另一个靠近的线圈中感应出电动势。
变压器利用这一原理，通过交流电源中的变化磁场，将电能从一个线圈传递到另一个线圈。
二、构造变压器主要由两个线圈和一个铁芯构成。
铁芯通常由硅钢片叠压而成，具有较高的导磁性能。
两个线圈分别称为初级线圈和次级线圈。
初级线圈连接到电源，次级线圈连接到负载。
两个线圈之间通过铁芯相互连接，形成一个闭合的磁路。
三、工作过程当交流电源接通时，初级线圈中的电流会产生一个交变磁场。
这个磁场通过铁芯传递到次级线圈中，感应出电动势。
根据电磁感应定律，次级线圈中的电动势与初级线圈中的电流变化有关。
如果次级线圈的匝数大于初级线圈，那么次级线圈中的电压将会比初级线圈中的电压高。
反之，如果次级线圈的匝数小于初级线圈，次级线圈中的电压将会比初级线圈中的电压低。
变压器通过改变线圈的匝数比例，实现电压的升降。
通常，变压器的输入端被称为高压端，输出端被称为低压端。
当匝数比例大于1时，变压器被称为升压变压器，可以将输入端的电压升高到输出端。
当匝数比例小于1时，变压器被称为降压变压器，可以将输入端的电压降低到输出端。
根据需要，变压器可以实现不同的电压变换。
此外，变压器还有一个重要的参数，即变压器的效率。
变压器的效率定义为输出功率与输入功率的比值。
变压器的效率通常高达90%以上，这意味着在电能传输过程中只有极少量的能量损耗。
总结：变压器是一种利用电磁感应原理工作的电力设备。
它通过改变线圈的匝数比例，实现电压的升降。
变压器通常由两个线圈和一个铁芯构成，线圈之间通过铁芯相互连接，形成一个闭合的磁路。
在工作过程中，交流电源中的变化磁场通过铁芯传递到次级线圈中，感应出电动势。
电力电子变压器的工作原理与应用
电力电子变压器的工作原理与应用一、引言电力电子变压器是一种重要的电力传输设备，具有广泛的应用领域。
本文将对电力电子变压器的工作原理和应用进行探讨。
二、电力电子变压器的工作原理电力电子变压器是将电力转换为不同电压和频率的设备。
它由脉宽调制（PWM）技术和高频变压技术组成。
过程如下：1. 输入侧整流：将交流电转换为直流电。
2. 脉宽调制（PWM）：通过控制开关的开关时间和开关频率，使得直流电流在开关管的开关下形成高频、高压的方波。
3. 高频变压：利用高频方波通过高频变压器，将电压升高或降低到目标电压。
4. 输出侧整流：将高频交流电转换为直流电。
5. 输出滤波：通过滤波电路将输出的直流电转换为稳定的电源。
三、电力电子变压器的应用电力电子变压器因其高效、可靠、灵活的特点，在许多领域有广泛的应用。
1. 电力传输与分配：电力电子变压器可以将输电线路中的交流电转换为直流电，从而降低能量损耗，提高能源利用率。
同时，通过调整变压器的参数，可以实现电力传输中不同电压、频率的要求。
2. 新能源系统：电力电子变压器在新能源系统中的应用日益重要。
例如，电力电子变压器可以将太阳能和风能的直流输出变换为适合电网的交流电。
3. 电力电子驱动系统：电力电子变压器在电力电子驱动系统中起到关键的作用。
例如，电力电子变压器可以将交流电转换为直流电，以驱动交流电机。
4. 电动车充电系统：电力电子变压器在电动车充电系统中的应用也非常广泛。
通过电力电子变压器，可以控制电动车的充电电流和电压，实现快速充电和安全充电。
5. 航空航天领域：电力电子变压器在航空航天领域中的应用也越来越重要。
例如，电力电子变压器可以将机载系统的不同电压和频率进行转换，以满足不同设备的需求。
四、结论电力电子变压器以其灵活性和高效能的特点，在电力传输、新能源系统、电力电子驱动系统、电动车充电系统以及航空航天领域等多个领域均有广泛应用。
通过深入理解电力电子变压器的工作原理，我们可以更好地应用和开发电力电子变压器的潜力，提高能源利用效率，推动可持续发展。
变压器的构成与工作原理
变压器的定义、作用、工作原理、基本构成1、变压器定义、作用在交流电路中，将电压升高或降低的设备叫变压器，变压器能把任一数值的电压转变成频率相同的我们所需的电压值，以满足电能的输送，分配和使用要求。
例如发电厂发出来的电，电压等级较低，必须把电压升高才能输送到较远的用电区，用电区又必须通过降压变成适用的电压等级，供给动力设备及日常用电设备使用。
变压器首要构成构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）,此外还有一些辅助部件。
线圈有两个或两个以上的绕组，其间接电源的绕组叫初级线圈，别的的绕组叫次级线圈。
它可以转换交流电压、电流和阻抗。
铁芯心的作用是加强两个线圈间的磁耦合。
为了削减铁内涡流和磁滞损耗，铁心由涂漆的硅钢片叠压而成;两个线圈之间没有电的联络，线圈由绝缘铜线（或铝线）绕成。
1.铁芯。
铁芯是变压器电磁感应的通路，由硅钢片组成，为了降低铁心中的发热损耗，铁心由厚度为0.23—0.5mm的硅钢片叠装而成。
采用硅钢片叠装可以减少涡流。
变压器的一、二次绕组都绕在铁芯上。
2.绕组。
绕组是变压器的电路部分，分高、低压绕组，即一、二次绕组。
绕组由绝缘的铜线或铝线绕成的多层线圈构成，套装在铁芯上。
3.油箱。
它是变压器的外壳，内装铁芯、绕组和变压器油，起一定的散热作用。
4.储油柜。
当变压器油的体积随温度的变化而膨胀或缩小时，储油柜起着储油和补油的作用，以保证油箱内充满油。
储油柜还能减少油与空气的接触面，防止油被过快氧化和受潮。
5.吸湿器。
储油柜内的油通过吸湿器与空气相通。
6.散热器。
它用来降低变压器的温度。
为提高变压器油冷却效果，可采用风冷、强（迫）油（循环）风冷和强油水冷等措施。
7.安全气道。
当变压器内部有故障、油温升高、油剧烈分解产生大量气体使油箱内压力剧增时，会将安全气道的玻璃冲碎，从而避免油箱爆炸或变形。
8.高、低压绝缘套管（瓷套管）。
它是将变压器高、低压引线引至油箱外部的绝缘装置，也起固定引线的作用。
9.分接开关。
变压器基本工作原理
第1章 变压器的基本知识和结构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;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;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—～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;变压器绕组外形如图所示;三、油箱及其他附件1.油箱变压器油的作用：加强变压器内部绝缘强度和散热作用;要求：用质量好的钢板焊接而成,能承受一定压力,某些部位必须具有防磁化性能;形式：大型变压器油箱均采用了钟罩式结构；小型变压器采用吊器身式;2.储油柜作用：减少油与外界空气的接触面积,减小变压器受潮和氧化的概率;在大型电力变压器的储油柜内还安放一个特殊的空气胶囊,它通过呼吸器与外界相通,空气胶囊阻止了储油柜中变压器油与外界空气接触;;3.呼吸器作用：内装硅胶的干燥器,与油枕连通,为了使潮气不能进入油枕使油劣化;硅胶对空气中水份具有很强的吸附作用,干燥状态状态为兰色,吸潮饱和后变为粉红色;吸潮的硅胶可以再生;4.冷却器作用：加强散热;装配在变压器油箱壁上,对于强迫油循环风冷变压器,电动泵从油箱顶部抽出热油送入散热器管簇中,这些管簇的外表受到来自风扇的冷空气吹拂,使热量散失到空气中去,经过冷却后的油从变压器油箱底部重新回到变压器油箱内;5.绝缘套管作用：使绕组引出线与油箱绝缘;绝缘套管一般是陶瓷的,其结构取决于电压等级;1kV以下采用实心磁套管,10～35kV采用空心充气或充油式套管,110kV及以上采用电容式套管;为了增大外表面放电距离,套管外形做成多级伞形裙边;电压等级越高,级数越多;6.分接开关作用：用改变绕组匝数的方法来调压;一般从变压器的高压绕组引出若干抽头,称为分接头,用以切换分接头的装置叫分接开关;分接开关分为无载调压和有载调压两种,前者必须在变压器停电的情况下切换；后者可以在变压器带负载情况下进行切换;分接开关安装在油箱内,其控制箱在油箱外,有载调压分接开关内的变压器油是完全独立的,它也有配套的油箱、瓦斯继电器、呼吸器;7.压力释放阀作用：为防止变压器内部发生严重故障而产生大量气体,引起变压器发生爆炸;8.气体继电器瓦斯继电器作用：变压器的一种保护装置,安装在油箱与储油柜的连接管道中,当变压器内部发生故障时如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故、油箱漏油使油面下降较多等产生的气体和油流,迫使气体继电器动作;轻者发出信号,以便运行人员及时处理;重者使断路器跳闸,以保护变压器;变压器的名牌数据一、型号型号表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容; 例如：SL-500/10：表示三相油浸自冷双线圈铝线,额定容量为500kVA,高压侧额定电压为10kV级的电力变压器;二、额定值额定运行情况：制造厂根据国家标准和设计、试验数据规定变压器的正常运行状态;表示额定运行情况下各物理量的数值称为额定值;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：额定容量S N ：铭牌规定在额定使用条件下所输出的视在功率;原边额定电压U 1N ：正常运行时规定加在一次侧的端电压,对于三相变压器,额定电压为线电压; 副边额定电压U 2N ：一次侧加额定电压,二次侧空载时的端电压;原边额定电流I 1N ：变压器额定容量下原边绕组允许长期通过的电流,对于三相变压器,I 1N 为原边额定线电流;副边额定电流I 2N ：变压器额定容量下原边绕组允许长期通过的电流,对于三相变压器,I 2N 为副边额定线电流;单相变压器额定值的关系式： N N N N N I U I U S 2211== 三相变压器额定值的关系式：NN N N N I U I U S 221133==额定频率f N ：我国工频：50Hz ；还有额定效率、温升等额定值; 变压器的空载运行变压器空载运行是指变压器原边绕组接额定电压、额定频率的交流电源,副边绕组开路时的运行状态;变压器空载运行图一、 空载时各物理量产生的因果关系二、电势与磁通的大小和相位关系设主磁通按正弦规律变化,根据电磁感应定律可推导出原绕组感应电势同理可得所以,变压器原、副绕组的感应电势大小与磁通成正比,与各自的匝数成正比,感应电势在相位上滞后磁通90°;三、原边漏电抗和激磁电抗1.原边漏电抗2.激磁电抗四、原副边回路方程和等效电路1.电动势平衡方程变压器空载运行时,各物理量的正方向通常按上图标定,根据基尔霍夫电压定律,原边回路方程为对于电力变压器,空载时原绕组的漏阻抗压降I0Z1很小,其数值不超过U1的%,将I0Z1忽略,则有副边回路方程2.空载时的等效电路Z1＜＜Z m、r m＜＜x m ;空载时电路功率因数都很小,空载电流I0主要是无功性质,由于铁磁材料的磁饱和性,引起空载电流I0的波形是尖顶波;希望空载电流越小越好,因此变压器采用高导磁率的铁磁材料,以增大Z m减少I0 ;变压器空载时既吸收无功功率,也吸收有功功率,无功功率主要用于建立主磁通,有功功率主要用于铁耗;变压器负载运行变压器负载运行是指变压器原边绕组接额定电压、额定频率的交流电源,副边绕组接负载时的运行状态;变压器负载运行图一、负载时电磁关系1.磁动势平衡关系从空载到负载,由于变压器所接的电源电压U1不变,且U1≈E1 ,所以主磁通不变,负载时的磁动势等于与空载时的磁动势相等;即磁动势平衡关系这表明,变压器原、副边电流与其匝数成正比,当负载电流I2增大时,原边电流I1将随着增大,即输出功利增大时,输入功率随之增大;所以变压器是一个能量传递装置,它在变压的同时也在改变电流的大小;2.原、副边回路方程式按上图所规定的正方向,根据基尔霍夫电压定律,可写出原、副边回路方程式二、折算折算的目的：由于原、副边回路只有磁路的耦合,没有电路的直接联系,为了得到变压器的等效电路,需对变压器进行绕组折算;折算：就是把副边绕组匝数看成与原边绕组匝数相等时,对副边回路各参数进行的调整;折算原则是折算前后副边磁动势不变、副边各部分功率不变,以保持变压器内部电磁关系不变;副边各物理量的折算方法：折算后的基本方程式为三、负载时的等效电路形等效电路根据折算后的基本方程式可以构成变压器的T形等效电路2.较准确等效电路由于Z m＞＞Z1,可把“T”形等效电路中的激磁支路移到电源端,便得变压器的较准确等效电路,较准确等效电路的误差很小;3.简化等效电路在电力变压器中,I0＜＜I N ,因此,在工程计算中可忽略I0,即去掉激磁支路,将原、副边的漏阻抗合并,而得到变压器的简化等效电路 ;对于简化等效电路,可写出变压器的方程组简化等效电路所对应的相量图在工程上,简化等效电路及其方程式、相量图给变压器的分析和计算带来很大的便利,得到广泛应用;变压器参数的测定一、空载试验1.变压器的空载试验目的：求出变比k、空载损耗p k和激磁阻抗Z m;2.空载试验的接线通常在低压侧加电压,将高压侧开路3.空载试验的过程电源电压由零逐渐升至,测取其对应的U1、I0、p0;变压器原边加不同的电压,建立的磁通不同,磁路的饱和程度不同,激磁阻抗不同,由于变压器正常运行时原边加额定电压,所以,应取额定电压下的数据来计算激磁阻抗;由变压器空载时等效电路可知,因Z1＜＜Z m、r1＜＜r m,所以式中 p0—空载损耗,可作为额定电压时的铁耗;若要得到以高压侧为原边的激磁参数,可将所测得的激磁参数乘以k2,k等于变压器高压侧一相的电压除以低压侧一相的电压;对于三相变压器,试验中测定的数据是线电压、线电流和三相总功率,只要换算成一相的数据,就可直接代入上式计算;二、短路试验1.短路试验的目的：可测出短路阻抗Z k和变压器的铜耗p k;2.短路试验的接线:通常在高压侧加电压,将低压侧短路3.短路试验的过程电源电压由零逐渐升高,使短路电流由零逐渐升高至,测取其对应的U k、I k、p k;注意：由于变压器短路阻抗很小,如果在额定电压下短路,则短路电流可达～20I1N,将损坏变压器,所以做短路试验时,外施电压必须很低,通常为～U1N,以限制短路电流;取额定电流点计算,因所加电压低,铁心中的磁通很小,铁耗和励磁电流可以忽略,使用简化等效电路进行分析p kN：短路损耗,指短路电流为额定电流时变压器的损耗,p kN可作为额定电流时的铜耗;一般认为：r1=r2′=；x1=x2′=将室温下测得的短路电阻换算到标准工作温度75℃时的值,而漏电抗与温度无关;短路试验在任何一方做均可,高压侧参数是低压侧的k2倍,k等于变压器高压侧一相的电压除以低压侧一相的电压;对于三相变压器,试验中测定的数据是线电压、线电流和三相总功率,只要换算成一相的数据,就可直接按单相变压器计算;三、短路电压短路电压：在短路试验中,当短路电流为额定电流时,原边所加的电压与额定电压之比的百分值,即短路电压是变压器一个很重要的参数,其大小反映了变压器在额定负载时漏阻抗压降的大小;从运行角度来看,希望U k小一些,使变压器输出电压随负载变化波动小一些;但U k太小,变压器由于某种原因短路时短路电流太大,可能损坏变压器;一般中、小型电力变压器的U k=4%～%,大型电力变压器的U k=%～%;四、标么值标么值：实际值与该物理量某一选定的同单位的基值之比通常取各物理量对应的额定值作为基值;取一、二次侧额定电压U1N、U2N作为一、二次侧电压的基值；取一、二次侧额定电流I1N、I2N作为一、二次侧电流的基值；一、二次侧阻抗的基值分别为U1N/I1N、U2N/I2N;在各物理量原来的符号上加上一上标“”来表示该物理量的标么值;例如,U1=U1/U1N;一、外特性和电压变化率1.外特性外特性：指原边加额定电压,负载功率因数一定时,副边电压U2随负载电流变化的关系,即U2=fI2;变压器在纯电阻和感性负载时,副边电压U2随负载增加而降低,容性负载时,副边电压随负载增加而可能升高;2.电压变化率用变压器的简化相量图可推导出电压变化率的参数表达式电压变化率的大小与负载的大小成正比;在一定的负载系数下,短路阻抗的标么值越大,电压变化率也越大;当负载为感性时,△U为正值,说明副边电压比空载电压低；当负载为容性时△U有可能为负值;当△U为负值时,说明副边电压比空载电压高; 为了保证变压器的副边波动在±5%范围内,通常采用改变高压绕组匝数的办法来调节副边电压;二、变压器的损耗和效率1.变压器的损耗变压器的损耗包括铁耗和铜耗两大类;铁耗不随负载大小变化,也称为不变损耗；铜耗随负载大小变化,也称为可变损耗;2.变压器的效率通过变压器的空载试验和短路试验,测出变压器的空载损耗和短路损耗,就可以方便的计算出任意负载下的效率;变压器效率大小与负载大小、性质及空载损耗和短路损耗有关;对已制成的变压器,效率与负载大小、性质有关;当负载功率因数一定时,效率特性的效率曲线;当铁耗不变损耗等于铜耗可变损耗时效率最大;由于变压器总是在额定电压下运行,但不可能长期满负载;为了提高运行的经济性,设计时,铁损应设计得小些,一般取βm=～,对应的铜耗与铁耗之比为3～4;变压器额定时的效率比较高,一般在95～98%之间,大型可达99%以上;。
变压器工作原理
变压器工作原理变压器是一种电气设备，用于改变交流电的电压。
它是基于法拉第电磁感应定律和电磁感应定律的原理工作的。
变压器由两个线圈组成，一个称为主线圈或原线圈，另一个称为副线圈或次级线圈。
主线圈和副线圈之间通过一个铁芯连接。
变压器的工作原理如下：1. 电磁感应定律：根据法拉第电磁感应定律，当通过主线圈的电流发生变化时，会在副线圈中产生感应电动势。
这是因为主线圈中的变化电流会产生交变磁场，而交变磁场会穿过副线圈，导致在副线圈中产生感应电动势。
2. 电磁感应定律的应用：当交流电通过主线圈时，主线圈中的电流会不断变化，从而产生交变磁场。
这个交变磁场会穿过副线圈，导致在副线圈中产生感应电动势。
根据电磁感应定律，感应电动势的大小与变化磁场的速率成正比。
3. 变压器的转换比：变压器的转换比定义为主线圈和副线圈的匝数比。
根据电磁感应定律，感应电动势与匝数比成正比。
因此，变压器可以通过改变主线圈和副线圈的匝数比来改变输出电压。
4. 磁通连续性定律：根据磁通连续性定律，变压器的铁芯上的磁通是连续的。
这意味着主线圈和副线圈之间的磁通是相等的。
根据磁通连续性定律，主线圈和副线圈的匝数比等于主线圈和副线圈的电压比。
5. 能量传递：变压器通过电磁感应的原理将能量从主线圈传递到副线圈。
当主线圈中的电流变化时，它会在铁芯中产生磁场，磁场会穿过副线圈并产生感应电动势。
这个感应电动势会导致副线圈中的电流流动，从而将能量从主线圈传递到副线圈。
6. 理想变压器模型：理想变压器模型假设变压器没有能量损耗，也没有磁通漏磁。
在理想变压器模型中，主线圈和副线圈之间的功率比等于电压比。
总结：变压器是一种基于电磁感应定律的设备，用于改变交流电的电压。
通过改变主线圈和副线圈的匝数比，变压器可以实现不同电压的输出。
变压器的工作原理基于电磁感应定律和磁通连续性定律，通过电磁感应将能量从主线圈传递到副线圈。
变压器在电力传输和电子设备中起着重要的作用。
简述变压器的工作原理及作用
简述变压器的工作原理及作用
一、工作原理
变压器是一种用来改变交流电压的电气设备，其工作原理基于电磁感应定律。
当交流电流通过变压器的初级线圈时，产生一个交变磁场，这个磁场会穿过次级线圈，导致次级线圈中感应出电动势，并使次级线圈中的电流产生变化。
根据法拉第电磁感应定律，磁场的变化会导致次级线圈中电压的变化，从而实现了电压的升高或降低。
二、作用
1.电压变换：变压器可以将输入的交流电压升高或降低到需要的电压
值，满足不同电器设备的工作要求。
2.功率匹配：通过变压器可以实现输入端和输出端功率的匹配，避免
电路中功率的浪费和损耗。
3.隔离保护：变压器能够提供电气设备之间的电气隔离，保护电气设
备和人员的安全。
4.电流调节：通过变压器可以控制电路中的电流大小，实现对电流的
调节和限制。
5.电能传输：变压器在电力传输和配电系统中起到重要作用，将发电
厂产生的高压电能转换为低压用于供电。
综上所述，变压器是电气工程中常用的设备之一，通过改变电压实现对电路的调节和保护，对于电力系统的稳定运行和电气设备的正常工作都至关重要。
变压器的工作原理和应用
变压器的工作原理和应用变压器是一种重要的电力设备，广泛应用于各个领域。
本文将介绍变压器的工作原理和应用。
一、工作原理变压器的工作原理基于法拉第电磁感应定律。
它由两个主要部分组成：主线圈（称为一次线圈或输入线圈）和副线圈（称为二次线圈或输出线圈）。
主线圈中的交变电流通过铁芯产生交变磁场，二次线圈感应出相应的电压。
变压器的工作原理可以用以下公式表示：V1/N1 = V2/N2，其中V1和V2分别为主、副线圈的电压，N1和N2分别为主、副线圈的匝数。
根据这个公式，可以推导出当主线圈的匝数比副线圈大时，变压器实现升压；反之，当主线圈的匝数比副线圈小时，变压器实现降压。
二、应用领域1. 电力传输和分配：变压器在电网中扮演着重要的角色。
大型发电厂通过变压器将电压提升到高电压以减少传输损失，然后通过变压器降低电压以便在用户处使用。
2. 电子设备：变压器用于电子设备中的电源适配器，将交流电转换为设备所需的低电压直流电。
3. 工业应用：变压器在各种工业应用中使用广泛。
例如，电焊机、电力工具和机器设备都需要变压器来提供所需的电压。
4. 交通运输：变压器在交通运输中也具有重要的应用。
例如，铁路上会安装变压器来为列车供应所需的电力。
5. 可再生能源：随着可再生能源的发展，变压器在光伏发电和风力发电中扮演着关键的角色，帮助将发电装置产生的电能转换为适用于电网的电能。
6. 家庭和办公室：变压器也用于家庭和办公室中的电力供应。
例如，家庭中的手机充电器和电视机都包含变压器。
三、总结变压器通过电磁感应定律实现了电压的变换，从而在电力传输和各个领域中发挥着重要作用。
它在电力传输、工业应用、交通运输、可再生能源以及家庭和办公室中都有广泛应用。
通过深入了解变压器的工作原理和应用，我们可以更好地理解电力系统和电气设备的运行原理。
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产品型号 额定容量 额定电压 额定电流 额定频率 相 数 联接组别 制造厂
S1=U1I1=440V·A S2=U2I2=440V·A
可见当变压器的功率损耗忽略不计时，输入功率 与输出功率相等，这符合能量守恒定律。
2018/10/14
变压器工作原理
变压器三相绕组接线 有两种： 1、星形联结
星形联结记作： “Y”或“y”
电质量有关。阻抗电压大，承受动稳定能力强，但负载损耗大。为了便于设计
线路上继电保护装置， Uz是固定的，不得任意更改。
变压器主要技术数据含义
•负载损耗
即变压器在短路试验状态下从电源吸收的功率。即将变压器一组线圈短接，
另一组线圈施加阻抗电压（使线圈产生额定电流），此时从电源线圈上所接的
功率表上测出的功率，即为负载损耗。 负载损耗主要是线圈导线的电阻损耗，线圈的附加损耗（包括导线的涡流损 耗和不完全换位损耗），引线损耗及钢铁结构中的杂散损耗。 当负载损耗计算值太小时，会使变压器体积和重量增大，从而使制造成本增 大。
变压器型号：SL 1000 / 10 三相 铝线 变压器型号： S9 – 1250 / 6 三相 设计序号 变压器型号：Zb -F-1600/ 35 组合式
冷却方式
高压边额定电压10kv 额定容量1000kv· A
高压边额定电压6kv 额定容量1250kv· A
高压边额定电压35kv 额定容量1600kv· A
图1－4电力变压器铭牌示意图
一次侧与二次侧电压电流比
U1 U2
=
N1 N2
I1 I2
=
N2 N1
一次侧与二次侧电压比等于 一次侧与二次侧绕组的匝数比 即所绕的圈数比 根据此比例式子可以看出 当一次输入电压一定时， 二次侧的电压或高或低， 不满足要求，设计时N2是 不变的，N1有三个档位可以 调节，当U2需要调大一点， 只能N1变小一点。否则反之。
一次侧与二次侧电流比等于 二次侧与一次侧绕组的匝数比 即所绕的圈数反比
二、仪用互感器 （一）电压互感器 实现用低量程的电 压表测量高电压。 ~u（被测电压）
保险丝 N1 （匝数多）
R
N2 （匝数少）
V
2018/10/14
注意：
1）二次绕组绝不允许短路，否则短路电流很大，将 互感器烧坏。为此应串联熔断器作短路保护； 2）铁心和二次绕组的一端必须可靠接地，以防一次 侧高压绕组绝缘损坏时，其带上高电压而触电； 3 ）电压互感器有一定的额定容量，使用时不宜接 过多的仪表，否则将影响互感器的准确度。
2018/10/14
变压器主要技术数据含义
•阻抗电压
定义：变压器二次绕组短接，一次绕组通额定电流（此时二次短接电流也
达到二次额定电流），在一次侧施加的电压称阻抗电压Uz，通常以百分数表示
。阻抗电压百分数Uz（%）= Uz/ UNХ100%。 阻抗电压Uz大小与变压器成本、性能及一二次绕组结构、系统稳定性和供
例1 已知一变压器N1=800，N2=200，U1=220V，I2=8A， 负载为纯电阻，忽略变压器的漏磁和损耗，求变压器的副 边电压U2，原边电流I1，输入和输出功率。
解：变压比 副边电压 K=N1/N2=800/200=4 U2=U1/K=220/4=55V
原边电流
输入功率 输出功率
I1=I2/K=8/4=2A
到达目的地后再用变压器把电压降低以便用户使用, 以此减少传输过 程中电能的损耗; 在电子设备和仪器中常用小功率电源变压器改变市
电电压, 再通过整流和滤波, 得到电路所需要的直流电压; 在放大电路
中用耦合变压器传递信号或进行阻抗的匹配等等。 变压器虽然大小悬 殊, 用途各异, 但其基本结构和工作原理却是相同的。
变压器主要技术数据含义
• 空载损耗
铁芯中的有功损耗。
变压器损耗=空载损耗+负载损耗
各种型号的变压器负载损耗相差不大，损耗的差别主要在于空载损 耗，即铁芯部分产生的损耗，因此改善铁芯的设计结构和工艺水平尤为 重要。
变压器主要技术数据含义
•空载电流
空载运行时所消耗的电流，它有两个分量：有功分量和无功分量。 有功分量：空载运行时在一次线圈和铁芯中产生有功损耗的电流 无功分量：空载运行时在铁芯中产生磁通的励磁电流 从安全运行和经济运行上看，空载电流越小越好。 随着铁芯结构的改进和硅钢片性能的改善，空载电流趋于下降。
变压器工作原理
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2015年1月23日
变压器工作原理
变压器及其工作原理
变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件, 它具有变压、 变流和变阻抗的作用。 变压器的种类很多, 应用十分广泛。 比如在电
力系统中用电力变压器把发电机发出的电压升高后进行远距离输电,
2018/10/14
变压器工作原理
例：SCB10型脱硫干式变压器 »干式电力变压器型号及含义 »SCB10—1600/6
»SC:三相固体成型 （环氧树脂）
»B:低压箔式线圈 »10:设计序号 »1600kVA:额定容量 »6kV:额定高压电压
变压器工作原理 • 压器的铭牌参数：
• 每台变压器都有一铭牌，上面标注着型号、额定值及其它 数据，便于用户了解变压器的运行性能。
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（二）电流互感器 实现用低量程 的电流表测量大电 流。 i1 （被测电流）
N1 （匝数少）
N2 （匝数多）
R
i2 被测电流=电流表读数 N2/N1
2018/10/14
A
注意：
1 ）二次绕组绝不许开路，否则一次绕组中流过的大电 流使铁心过热而烧坏绕组绝缘； 二次绕组中因匝数很 多，将产生高电压，可能将绝缘击穿，危及安全。 2 ）在运行中若要拆下电流表，应先将二次绕组短路后 再进行。 3 ）铁心和二次绕组的一端必须可靠接地，以免绝缘损 坏时，高压侧电压传到低压侧，危及仪表及人身安全。 4）电流表内阻抗应很小，否则影响测量精度。