变压器工作原理(课堂PPT)
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变压器基本原理与结构(图文并茂)PPT幻灯片课件
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20
变压器的变压原理
（1）电动势关系 由于电磁感应现象，原、副线圈中具有相同
的t．根据电磁感应定律有：
E1
n1
t
、E2
n2
t
所以， E1 n1 E2 n2
21
（2）电压关系
如果不计原、副线圈的电阻，则有 ：
U1 E1、U 2 E2 所以： U1 n1
铁心和绕组是变压器的主要部件，称为 器身，如图 ，器身放在油箱内部。
3
• 变压器是通过电磁感应实现两个电路之 间能量的，因此它必须具有电路和磁路 两个基本部分。
• 作为电路的是两个或几个匝数不同且彼 此绝缘的绕组，作为磁路的是一个闭合 铁心。
4
一、变压器的结构
变压器是 由套在闭合 铁心上的原、 副两线圈组 成．
13
分接开关
• 变压器常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。无论电动泵装在冷却器上部还是下 部，其作用是一样的。
12
绝缘套管
5
铁心（磁路部分）
• 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— 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。
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变压器的变压原理
（1）电动势关系 由于电磁感应现象，原、副线圈中具有相同
的t．根据电磁感应定律有：
E1
n1
t
、E2
n2
t
所以， E1 n1 E2 n2
21
（2）电压关系
如果不计原、副线圈的电阻，则有 ：
U1 E1、U 2 E2 所以： U1 n1
铁心和绕组是变压器的主要部件，称为 器身，如图 ，器身放在油箱内部。
3
• 变压器是通过电磁感应实现两个电路之 间能量的，因此它必须具有电路和磁路 两个基本部分。
• 作为电路的是两个或几个匝数不同且彼 此绝缘的绕组，作为磁路的是一个闭合 铁心。
4
一、变压器的结构
变压器是 由套在闭合 铁心上的原、 副两线圈组 成．
13
分接开关
• 变压器常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。无论电动泵装在冷却器上部还是下 部，其作用是一样的。
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绝缘套管
5
铁心（磁路部分）
• 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— 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。
变压器的基本工作原理和结构PPT课件
U1N—是指规定加到一次侧的电压， U2N—变压器一次侧加额定电压，二次侧空载时的二
次端电压。 对三相变压器，铭牌上的额定电压指线电压 额定电流(IN)——指变压器在额定容量下，允许长期通
过的电流，三相变压器指的是线电流值。单位用A或kA。 额定频率〔HZ)—电力变压器的额定频率是50Hz 效率、温升
图3.1.8 壳式变压器的结构示意图
※ 芯式变压器绕组和铁芯的装配示意图
绕组同芯套装在变压器铁心柱上，低 压绕组在内层，高压绕组套装在低压 绕组外层，以便于绝缘。
图3.1.9 芯式变压器的铁芯和绕组的装配示意图
● 绕组的根本型式——同心式
※ 同芯式——铁芯式变压 器常用。高压绕组和低压 绕组均做成圆筒形，然后 同芯地套在铁芯柱上 ，为
平安气道——〔防爆筒〕如果是严重事故，变压器油大量 汽化，油气冲破平安气道管口的密封玻璃，冲出变压器油 箱，防止油箱爆裂。
吸湿器—— 〔呼吸器〕内装硅胶〔活性氧休铝〕，用以吸 收进入储油柜中空气的水分
净油器——过滤油中杂质，改善变压器油的性能
3.1.3 变压器的型号与额定值
一、变压器型号
型号——可反映出变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方 式等内容
变压器运行时产生热量，使变 压器油膨胀，储油柜中变压器 油上升，温度低时下降。
储油柜使变压器油与空气接触 面较少， 减缓了变压器油的氧
当变压器出现故障时，产生的 热量使变压器油汽化，气体继 电器动作，发出报警信号或切 断图电源。
气 体 继 电 器
化过程及吸收空气中的水分的 如果事故严重，变压器油大量
〔一〕电力变压器
配电变压器
升压变压器
降压变压器
电力变压器的类别——用途分
(二) 特种变压器
次端电压。 对三相变压器，铭牌上的额定电压指线电压 额定电流(IN)——指变压器在额定容量下，允许长期通
过的电流，三相变压器指的是线电流值。单位用A或kA。 额定频率〔HZ)—电力变压器的额定频率是50Hz 效率、温升
图3.1.8 壳式变压器的结构示意图
※ 芯式变压器绕组和铁芯的装配示意图
绕组同芯套装在变压器铁心柱上，低 压绕组在内层，高压绕组套装在低压 绕组外层，以便于绝缘。
图3.1.9 芯式变压器的铁芯和绕组的装配示意图
● 绕组的根本型式——同心式
※ 同芯式——铁芯式变压 器常用。高压绕组和低压 绕组均做成圆筒形，然后 同芯地套在铁芯柱上 ，为
平安气道——〔防爆筒〕如果是严重事故，变压器油大量 汽化，油气冲破平安气道管口的密封玻璃，冲出变压器油 箱，防止油箱爆裂。
吸湿器—— 〔呼吸器〕内装硅胶〔活性氧休铝〕，用以吸 收进入储油柜中空气的水分
净油器——过滤油中杂质，改善变压器油的性能
3.1.3 变压器的型号与额定值
一、变压器型号
型号——可反映出变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方 式等内容
变压器运行时产生热量，使变 压器油膨胀，储油柜中变压器 油上升，温度低时下降。
储油柜使变压器油与空气接触 面较少， 减缓了变压器油的氧
当变压器出现故障时，产生的 热量使变压器油汽化，气体继 电器动作，发出报警信号或切 断图电源。
气 体 继 电 器
化过程及吸收空气中的水分的 如果事故严重，变压器油大量
〔一〕电力变压器
配电变压器
升压变压器
降压变压器
电力变压器的类别——用途分
(二) 特种变压器
变压器工作原理ppt
（2）经变压器进行阻抗匹配，求负载获得的最大功率是多少？变压器
变比是多少？
解：（1）负载直接接信号源时，负载获得功率为：
P
I 2RL
Ro
U
RL
2
RL
100 800
2 8
8
0.123 W
（2）最大输出功率时，RL 折算到原绕组应等于Ro 800 Ω。负载获得
的最大功率为：
Pm ax
I 2 RL
3.3 自耦变压器
1．自耦变压器
特点：副绕组是原绕组的一部分，原、副压绕组不
但有磁的联系，也有电的联系。～
u1
u2
u1
u2
自耦变压器的电路图符号
自耦变压器的工作原理和普通双 绕组变压器一样，因此变比相同
U1 N1 k I1 N 2 1
U2 N2
I 2 N1 k
自耦变压器也称为自耦调压器 ，它的最大特点就是可以通过 转动手柄来获得原、副边所需 要的各种电压。
（2）变压器的负载运行与变换电流作用
i1 A X u1
Φ
N1N2
i2 S a
u2
x
|ZL|
变压器在能量传递的 过程中损耗甚小，因此：
P1 P2 或：U1I1 U 2 I 2
变压器的一次侧接电源，二次侧与 负载接通，这种运行状态称为负载运行。
变压器负载运行时由于副边电流存 在的去磁作用，因此原边电流由 i10增 大至i1。原边磁动势增加的数值恰好等 于二次侧负载所需要的磁动势。即：
铁损耗包括磁滞损耗和涡流损耗。
3.2 三相变压器
安全气道 油表
气体继电器 高压套管
低压套管
储油柜 吸湿计
分接开关 油箱
变压器的应用结构和基本工作原理PPT课件
三、油箱 油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油是冷却介质，又是绝缘
介质。油箱侧壁有冷却用的管子（散热器或冷却器）。
四、绝缘套管
将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝缘，担负着固定的作 用。
此外，还有储油柜、吸湿器、安全气道、净油器和气体继电器。
第11页/共69页
4.2 变压器型号与额定值
磁产生)。
由于电阻 R1 和感抗 X1σ (或漏磁通)较小,其两端 的电压也较小,与主磁电动势 E1比较可忽略不计，
则 U1 E1 U1 E1 4.44 f m N1
第25页/共69页
4.3 单相变压器的空载运行
4.3.1、空载运行时的物理情况
U1
I0
U1
E1
E1
U2
0 1
U1
I0
F0 I0 N1
——与
同方向
第18页/共69页
原、副线圈中通过的磁通量始终相同，因此产生的感应电 动势分别是：
e1
d 1
dt
dN10 dt
N1
d 0 dt
e2
d 2
dt
dN20 dt
N2
d 0 dt
e1
d 1
dt
N1
d1 dt
若不考虑原副线圈的内阻有
U1=E1 U2=E2
U1 n1 U 2 n2
N2
为二次U绕2 组的端电压。
变压器空载时: I2 0 , U2 U20 E2 4.44 f m N 2
式中U20为变压器空载电压。
故有
U1 E1 N1 K U 20 E2 N 2
K为变比（匝比）
结论：改变匝数比，就能改变输出电压。
第27页/共69页
介质。油箱侧壁有冷却用的管子（散热器或冷却器）。
四、绝缘套管
将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝缘，担负着固定的作 用。
此外，还有储油柜、吸湿器、安全气道、净油器和气体继电器。
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4.2 变压器型号与额定值
磁产生)。
由于电阻 R1 和感抗 X1σ (或漏磁通)较小,其两端 的电压也较小,与主磁电动势 E1比较可忽略不计，
则 U1 E1 U1 E1 4.44 f m N1
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4.3 单相变压器的空载运行
4.3.1、空载运行时的物理情况
U1
I0
U1
E1
E1
U2
0 1
U1
I0
F0 I0 N1
——与
同方向
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原、副线圈中通过的磁通量始终相同，因此产生的感应电 动势分别是：
e1
d 1
dt
dN10 dt
N1
d 0 dt
e2
d 2
dt
dN20 dt
N2
d 0 dt
e1
d 1
dt
N1
d1 dt
若不考虑原副线圈的内阻有
U1=E1 U2=E2
U1 n1 U 2 n2
N2
为二次U绕2 组的端电压。
变压器空载时: I2 0 , U2 U20 E2 4.44 f m N 2
式中U20为变压器空载电压。
故有
U1 E1 N1 K U 20 E2 N 2
K为变比（匝比）
结论：改变匝数比，就能改变输出电压。
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变压器的工作原理ppt课件
2.单相变压器短路试验电路 单相变压器短路试验的接线图如图所示
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29
第六节 三相变压器
一.三相变压器的电路系统--连接组 （一）联结法 • 绕组的首端和末端的标志规定
绕 组 名 称 首 端
高 压 绕 组 ABC 低 压 绕 组 a bc
末 端
中 点
XYZ O
xyz o
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30
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14
变压器常用的冷却方式有以下几种：
• 1、油浸自冷(ONAN)； • 2、油浸风冷(ONAF)； • 3、强迫油循环风冷(OFAF)； • 4、强迫油循环水冷(OFWF)； • 5、强迫导向油循环风冷(ODAF)； • 6、强迫导向油循环水冷ODWF)
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15
按变压器选用导则的要求，冷却方 式的选择推荐如下
（3）可以避免短路电流直接流过测量仪表及继 电器的线圈。
(3).额定电流 I
• 变压器的额定容量除以各绕组的额定电压所计算出来的线 电流值，以A表示
• 单相变压器的一次、二次绕组的额定电流为
I1N = S N/ U1N
I2N = S N/ U2N
• 三相变压器的一次、二次绕组的额定电流为
I1N = S N/ 3 U1N (4).额定频率
I2N = S N/ 3 U2N
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二、额定值
额定容 SN(量 kV)A
指铭牌规定的额定使用条件下所能输出的视在 功率。
额定电 I1N和 流 I2N(A)
指在额定容量下，允许长期通过的额定电流。 在三相变压器中指的是线电流
额定U 电 1N和 U 压 2N(kV )指长期运行时所能承受的工作电压
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第六节 三相变压器
一.三相变压器的电路系统--连接组 （一）联结法 • 绕组的首端和末端的标志规定
绕 组 名 称 首 端
高 压 绕 组 ABC 低 压 绕 组 a bc
末 端
中 点
XYZ O
xyz o
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变压器常用的冷却方式有以下几种：
• 1、油浸自冷(ONAN)； • 2、油浸风冷(ONAF)； • 3、强迫油循环风冷(OFAF)； • 4、强迫油循环水冷(OFWF)； • 5、强迫导向油循环风冷(ODAF)； • 6、强迫导向油循环水冷ODWF)
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按变压器选用导则的要求，冷却方 式的选择推荐如下
（3）可以避免短路电流直接流过测量仪表及继 电器的线圈。
(3).额定电流 I
• 变压器的额定容量除以各绕组的额定电压所计算出来的线 电流值，以A表示
• 单相变压器的一次、二次绕组的额定电流为
I1N = S N/ U1N
I2N = S N/ U2N
• 三相变压器的一次、二次绕组的额定电流为
I1N = S N/ 3 U1N (4).额定频率
I2N = S N/ 3 U2N
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二、额定值
额定容 SN(量 kV)A
指铭牌规定的额定使用条件下所能输出的视在 功率。
额定电 I1N和 流 I2N(A)
指在额定容量下，允许长期通过的额定电流。 在三相变压器中指的是线电流
额定U 电 1N和 U 压 2N(kV )指长期运行时所能承受的工作电压
变压器的结构及工作原理PPT课件
• 变压器可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
• 电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。
第二十一页，共33页。
变压器工作原理
• 与电源相连的线圈，接收交流电 能，称为一次绕组 用U1 ，I1 ，E1，N1表示;
• 与负载相连的线圈，送出交流电 能，称为二次绕组 用U2，I2 ，E2 ，N2表示;
额定频率 50 Hz
器身吊重 765kg
相 数 三相
油 重 380kg
联接组别 Y yno
总 重 1525kg
制造厂
生产日期
图1－4电力变压器铭牌示意图
第二十四页，共33页。
变压器工作原理
• 额定容量SN：
• 它是变压器额定工作条件下输出能力的保证值，是额定视在 功率，单位有：伏安（V•A）或千伏安（kV•A）或兆伏安 （MV•A）。
• 单相变压器：
S N U1N I1N U 2N I 2N
• 三相变压器：
S N 3U1N I1N 3U 2N I 2N
第二十八页，共33页。
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”
2、三角形联结
三角形联结记作： “D”或“d”
第二十九页，共33页。
第三十页，共33页。
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
第三十一页，共33页。
变压器工作原理
• 变压器的分类：
• 电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。
第二十一页，共33页。
变压器工作原理
• 与电源相连的线圈，接收交流电 能，称为一次绕组 用U1 ，I1 ，E1，N1表示;
• 与负载相连的线圈，送出交流电 能，称为二次绕组 用U2，I2 ，E2 ，N2表示;
额定频率 50 Hz
器身吊重 765kg
相 数 三相
油 重 380kg
联接组别 Y yno
总 重 1525kg
制造厂
生产日期
图1－4电力变压器铭牌示意图
第二十四页，共33页。
变压器工作原理
• 额定容量SN：
• 它是变压器额定工作条件下输出能力的保证值，是额定视在 功率，单位有：伏安（V•A）或千伏安（kV•A）或兆伏安 （MV•A）。
• 单相变压器：
S N U1N I1N U 2N I 2N
• 三相变压器：
S N 3U1N I1N 3U 2N I 2N
第二十八页，共33页。
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”
2、三角形联结
三角形联结记作： “D”或“d”
第二十九页，共33页。
第三十页，共33页。
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
第三十一页，共33页。
变压器工作原理
• 变压器的分类：
变压器的结构及工作原理课件
变压器工作原理
变压器原理图（图3-1）
变压器工作原理
01
与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组 用U1 ，I1，E1，N组的磁通量的相量为 Fm ,该磁通量称为主磁通;
02
与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组 用U2，I2，E2 ，N2表示;
变压器工作原理
变压器的构造： 变压器主要由：铁芯、绕组、油箱、附件等组成。
变压器工作原理
变压器的主体构造： 铁芯 绕组
变压器工作原理
铁芯 铁心的作用 是变压器的主磁路 铁心的材料 0.35～0.5mm厚的硅钢片 铁心形式 电力变压器主要采用心式结构
小型变压器铁芯截面为矩形或方形，大型变压器铁芯截面为阶梯形，这是为了充分利用空间。
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。
8
变压器工作原理
变压器的工作原理：
变压器可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
变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。
变压器工作原理
变压器工作原理
下图是我们常见的两种变压器： 干式变压器 油浸式变压器
一般容量在630kVA以下的为小型电力变压器；800~6300kVA的为中型电力变压器；8000~63000kVA为大型电力变压器； 90000kVA及以上的为特大型电力变压器；
01
03
02
变压器工作原理
额定电压U1N/U2N
均指线值电压。原边额定电压U1N是指电源加在原绕组上的额定电压；副边额定电压U2N是指原边加额定电压副边空载时副绕组的端电压，单位有：伏（V）或千伏（kV）。
08
13-器身； 14-接地板；
09
《变压器的工作原理》课件
电压比选择
根据实际需求选择合适的电压 比，以满足不同场合的电压需
求。
变压器的效率
效率定义
变压器效率是指变压器输出功率与输入功率 之比，用百分数表示。
效率影响因素
线圈电阻、铁芯损耗、负载电流、温度等都 会影响变压器的效率。
效率计算公式
效率=输出功率/输入功率。
提高效率方法
选用优质材料、优化设计、降低损耗等措施 可以提高变压器效率。
隔离作用
变压器能够将输入和输出 电路隔离，提高系统的安 全性和稳定性。
变压器的种类
01
02
03
04
电力变压器
用于电力系统中的电压变换和 电能传输。
音频变压器
用于音频信号的传输和阻抗匹 配。Fra bibliotek脉冲变压器
用于脉冲信号的传输和电压变 换。
测量变压器
用于高电压、大电流的测量和 试验。
变压器的应用场景
电力系统
检查紧固件
检查并紧固所有连接螺栓和其他紧固 件，确保其牢固可靠。
变压器的常见故障与排除
绕组故障
铁芯故障
检查绕组是否有短路、断路或接地故障， 如有需要更换绕组。
检查铁芯是否有松动、变形或短路故障， 如有需要修复或更换铁芯。
变压器油故障
冷却系统故障
检查变压器油是否变质或含有水分、杂质 等，如有需要更换变压器油。
《变压器的工作原理》ppt课件
目 录
• 变压器简介 • 变压器的工作原理 • 变压器的性能参数 • 变压器的设计 • 变压器的维护与保养
01
变压器简介
变压器的作用
01
02
03
电压变换
变压器可以将输入的交流 电压升高或降低，以满足 不同用电设备和电路的需 求。
根据实际需求选择合适的电压 比，以满足不同场合的电压需
求。
变压器的效率
效率定义
变压器效率是指变压器输出功率与输入功率 之比，用百分数表示。
效率影响因素
线圈电阻、铁芯损耗、负载电流、温度等都 会影响变压器的效率。
效率计算公式
效率=输出功率/输入功率。
提高效率方法
选用优质材料、优化设计、降低损耗等措施 可以提高变压器效率。
隔离作用
变压器能够将输入和输出 电路隔离，提高系统的安 全性和稳定性。
变压器的种类
01
02
03
04
电力变压器
用于电力系统中的电压变换和 电能传输。
音频变压器
用于音频信号的传输和阻抗匹 配。Fra bibliotek脉冲变压器
用于脉冲信号的传输和电压变 换。
测量变压器
用于高电压、大电流的测量和 试验。
变压器的应用场景
电力系统
检查紧固件
检查并紧固所有连接螺栓和其他紧固 件，确保其牢固可靠。
变压器的常见故障与排除
绕组故障
铁芯故障
检查绕组是否有短路、断路或接地故障， 如有需要更换绕组。
检查铁芯是否有松动、变形或短路故障， 如有需要修复或更换铁芯。
变压器油故障
冷却系统故障
检查变压器油是否变质或含有水分、杂质 等，如有需要更换变压器油。
《变压器的工作原理》ppt课件
目 录
• 变压器简介 • 变压器的工作原理 • 变压器的性能参数 • 变压器的设计 • 变压器的维护与保养
01
变压器简介
变压器的作用
01
02
03
电压变换
变压器可以将输入的交流 电压升高或降低，以满足 不同用电设备和电路的需 求。
变压器(高中物理教学课件)完整版
典型例题
例3.如图所示，P是电压互感器，Q是电流互感器，
如果两个互感器的变压比和变流比都是50，电压
表的示数为220V，电流表的示数为3A，则输电线
路中的电压和电流分别是( A )
A．11000V，150A
B．1100V，15A
C．4.4V，16.7A
D．4.4V，0.06A
典型例题
例4.如图所示为一理想变压器，其原、副线圈匝
五.变压器的等效电路
1.等效电阻法 理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2原、副线圈 的电压分别为U1、U2， 副线圈负载电阻为 R， 等效电路如图所示，
求 R等效。
法一：U1 U2
n1 n2
U2
n2 n1
U1
左图：P
U
2 2
R
n2 2U12 n12 R
右图：P'
U12 R等效
P
n2 2U12 n12 R
1.变压比：U1 n1 或者U1 U2
U 2 n2
n1 n2
2.功率关系：因没有能量损失
P1 P2 U1I1 U 2I2
3.变流比：由功率关系U1I1
U2I2
I1 I2
U2 U1
I1 I2
n2 n1
或者n1I1
n2I2
4.频率关系：原副线圈频率不变
f1 f2
二.理想变压器变压规律
注意： ①若n1<n2，则U1<U2，这种变压器叫升压变压器 ②若n1>n2，则U1>U2，这种变压器叫降压变压器 ③原副线圈电压比与匝数比成—— 正比 ④原副线圈电流比与匝数比成—— 反比 ⑤原线圈电压与副线圈电压成—— 正比 ⑥原线圈电流与副线圈电流成—— 正比 ⑦变压器电压、频率由输入端决定 ⑧变压器电流、功率由输出端决定
详细版变压器工作原理强烈推荐.ppt
U I I E • • 1 E1
•
0 R1 j
•
0 x1
•1 I0Z1
二次侧电动势平衡方程：
U 20 E 2
可作出变压器空载时的相量图：
jI0 X1
U 1
R1 I0
E 1
I0 I0a
Φ m
（1）以Φ m为参考相量
（2）I0r与Φ m同相，I0a 超前 900，I0 I0r I0a
u1
u02 u2
当变压器的一次绕组加上交流电压u1时，一次绕组内便有一 个交变电流i0（即空载电流）流过,并建立交变磁场。
根据电磁感应原理，分别在一、二次绕组产生电动势e1、eσ1
和e2。
课件
根据基尔霍夫电压定律，按上图所示电压、电流和电动势的 正方向，可写出一、二次绕组的电动势方程式为：
u1=i0R1-e1-eσ1≈i0R1+N1dφ/dt
为Z 1=R1+jX 1;
另一个是带有铁心 的线圈，其阻抗为
Zm=Rm+jXm
课件
即
E1 I0 (Rm jX m ) I0 Zm
一次侧的电动势平衡方程为
U1 E1 I0 (Rm jXm )
ZI01
(R1
jX1
) I0
Rm , X m , Zm 励磁电阻、励磁电抗、励磁阻抗。由于磁路具有饱
（3）空载电流大小与主磁通、线圈匝数及磁路的磁阻有关。铁 心的饱和程度越高，则磁导率越低，励磁电抗越小，空载电流越 大。因此要合理选择铁心截面，使磁通密度Bm为最大。
（4）铁心所用材料的导磁性能越好，则励磁电抗越大，空载电 流越小。因此变压器的铁心均用高导磁的材料硅钢片叠成。
（5）气隙对空载电流影响很大，气隙越大，空载电流越大。因 此要严格控制铁心叠片接缝之间课的件 气隙。
变压器PPT课件
U1 I0 Z1 (E1 )
I0
E1
rm
xm
I0
r1
U1
x1 rm
E1
xm
§2－2 变压器的负载运行
变压器原边接在电源上， 副边接上负载的运行情况，称为负载运行。
i1 E
~
i2
•
E 2
电路、磁路的工作情况：
I1
F1
Fm
E1
原边的电势平衡
I2
F2
E2 副边的电势平衡
§2－2 变压器的负载运行 磁势平衡方程式
磁滞损耗（
空载损耗p0
铁耗p
Fe
涡流损耗（
附加损耗（
约占p0的80% ~ 85%） 约占p0的5% ~ 以下） 约占p0的10% ~ 15%）
铜耗pc u
I
2 0
r1
,
约占p0的2%
p0 U1I Fe U1 (I 0 sin m) U1I 0 cos(90 m )
U1I 0 cos0
折算法:把二次绕组的匝数用一个假想的绕组替代,这个假想 绕组的磁势和消耗功率与原来绕组一样,从而对一次侧绕组 的影响不变.这种保持磁势不变而假想改变它的匝数与电流 的方法，称折算法。
参数折算的原则是等效。参数在折算前后必须保持作用的
磁势相等，传递能量（包括有功和无功）相等,一次侧所有
参数不变。 根据需要,同样可把一次
§2－1 变压器空载运行空载电流(忽略空载损耗)
空载运行时， 原边绕组中流过的电流 ，
称为空载电流i0 。
空载电流I 0
建立空载运行时的磁场 I 主要部分 引起铁损耗 I FE
变压器中磁性材料的磁化曲线为非线性， 在一定电 压下， 空载电流大小、波形取决于饱和度。
I0
E1
rm
xm
I0
r1
U1
x1 rm
E1
xm
§2－2 变压器的负载运行
变压器原边接在电源上， 副边接上负载的运行情况，称为负载运行。
i1 E
~
i2
•
E 2
电路、磁路的工作情况：
I1
F1
Fm
E1
原边的电势平衡
I2
F2
E2 副边的电势平衡
§2－2 变压器的负载运行 磁势平衡方程式
磁滞损耗（
空载损耗p0
铁耗p
Fe
涡流损耗（
附加损耗（
约占p0的80% ~ 85%） 约占p0的5% ~ 以下） 约占p0的10% ~ 15%）
铜耗pc u
I
2 0
r1
,
约占p0的2%
p0 U1I Fe U1 (I 0 sin m) U1I 0 cos(90 m )
U1I 0 cos0
折算法:把二次绕组的匝数用一个假想的绕组替代,这个假想 绕组的磁势和消耗功率与原来绕组一样,从而对一次侧绕组 的影响不变.这种保持磁势不变而假想改变它的匝数与电流 的方法，称折算法。
参数折算的原则是等效。参数在折算前后必须保持作用的
磁势相等，传递能量（包括有功和无功）相等,一次侧所有
参数不变。 根据需要,同样可把一次
§2－1 变压器空载运行空载电流(忽略空载损耗)
空载运行时， 原边绕组中流过的电流 ，
称为空载电流i0 。
空载电流I 0
建立空载运行时的磁场 I 主要部分 引起铁损耗 I FE
变压器中磁性材料的磁化曲线为非线性， 在一定电 压下， 空载电流大小、波形取决于饱和度。
变压器的工作原理(变压器工作)ppt模版课件
（1） 若将负载与信号源直接相连, 如图 2- 40（ａ） 所示,
（2） 若要信号源输给负载旳功率到达最大, 负载 电阻应等于信号源内阻。 今用变压器进行阻抗变换, 则变压器旳匝数比应选多少？阻抗变换后信号源旳输
R0
R0
＋
RL
＋
N1
N2
RL
E
E
－
－
( a ) LC串联电 路
( b ) LC并联电 路
.
.
I 1 N1 I10 N1
因为变压器空载电流很小, 一般只有额定电流旳百分
之几,
所以当变压器额定运营时,
.
I1
N1
可忽视不计。
则
有
.
.
I1 N1 I 2 N2
。
可见变压器负载运营时, 原、 副绕组产生旳磁动势方
向相反, 即副边电流Ｉ２对原边电流Ｉ１产生旳磁通有去 磁作用。 所以, 当负载阻抗减小, 副边电流Ｉ２增大时, 铁 心中旳磁通Φm将减小, 原边电流Ｉ１必然增长, 以保持磁
通Φm基本不变, 所以副边电流变化时, 原边电流也会相应 地变化。原、副边电流有效值旳关系为
I1 N2 1 I2 N1 K
(2.37)
由式（2.37）可见, 当变压器额定运营时, 原、 副边旳 电流之比近似等于其匝数之比旳倒数。若变化原、 副绕组 旳匝数, 就能够变化原、 副绕组电流旳比值, 这就是变压器 旳电流变换作用。
3） 阻抗变换
变压器除了具有变压和变流旳作用外, 还有变换阻抗
旳作用。 如图 2 - 39所示, 变压器原边接电源Ｕ1, 副边接
负载阻抗|ZL|, 对于电源来说, 图中虚线框内旳电路可用另 一种阻抗|Z/L|来等效。所谓等效, 就是它们从电源吸收旳 电流和功率相等。当忽视变压器旳漏磁和损耗时, 等效阻
（2） 若要信号源输给负载旳功率到达最大, 负载 电阻应等于信号源内阻。 今用变压器进行阻抗变换, 则变压器旳匝数比应选多少？阻抗变换后信号源旳输
R0
R0
＋
RL
＋
N1
N2
RL
E
E
－
－
( a ) LC串联电 路
( b ) LC并联电 路
.
.
I 1 N1 I10 N1
因为变压器空载电流很小, 一般只有额定电流旳百分
之几,
所以当变压器额定运营时,
.
I1
N1
可忽视不计。
则
有
.
.
I1 N1 I 2 N2
。
可见变压器负载运营时, 原、 副绕组产生旳磁动势方
向相反, 即副边电流Ｉ２对原边电流Ｉ１产生旳磁通有去 磁作用。 所以, 当负载阻抗减小, 副边电流Ｉ２增大时, 铁 心中旳磁通Φm将减小, 原边电流Ｉ１必然增长, 以保持磁
通Φm基本不变, 所以副边电流变化时, 原边电流也会相应 地变化。原、副边电流有效值旳关系为
I1 N2 1 I2 N1 K
(2.37)
由式（2.37）可见, 当变压器额定运营时, 原、 副边旳 电流之比近似等于其匝数之比旳倒数。若变化原、 副绕组 旳匝数, 就能够变化原、 副绕组电流旳比值, 这就是变压器 旳电流变换作用。
3） 阻抗变换
变压器除了具有变压和变流旳作用外, 还有变换阻抗
旳作用。 如图 2 - 39所示, 变压器原边接电源Ｕ1, 副边接
负载阻抗|ZL|, 对于电源来说, 图中虚线框内旳电路可用另 一种阻抗|Z/L|来等效。所谓等效, 就是它们从电源吸收旳 电流和功率相等。当忽视变压器旳漏磁和损耗时, 等效阻
变压器工作原理ppt
变压器的能量传输方式
1 互感
变压器通过两个线圈之间的互感传递电能，其中一个线圈是输入端，另一个是输出端。
2 电磁感应
通过电磁感应现象，变压器将输入端的电能传递到输出端，同时改变电压和电流的数值。
变压器的转换率
变压器的转换率定义为输出端电压与输入端电压的比值。转换率高意味着变 压器能有效地改变电压和电流。
变压器的铁芯由磁性材料制成， 用于增强磁通和减少能量损耗。
变压器的工作原理
1磁场会在另一侧线圈中感应出电流。
2
能量传输
通过电磁感应，变压器将电能从一个线圈传输到另一个线圈，同时改变电压和电流。
3
电力转换
变压器根据线圈的匝数比例改变电压和电流的大小，以满足特定的电力需求。
变压器的磁路特性
磁通
变压器中的铁芯通过创造一个闭合的磁通路径来增加磁场的强度。
磁阻
磁阻是铁芯中磁场流动的阻力，直接影响变压器的磁场传导和能量传递效率。
饱和
如果磁通密度超过铁芯的饱和点，变压器的磁路特性可能会变得不稳定。
变压器的损耗
变压器的损耗包括铜损耗和铁损耗，这些损耗会导致能量转化与传输过程中的一定能量损失。
变压器工作原理
欢迎来到本次的变压器工作原理演示，请坐稳并准备好了解变压器的工作原 理、应用领域、组成部分和更多精彩内容。
什么是变压器
变压器是一种电气设备，用于改变电压和电流的大小。它通过电磁感应原理 来实现能量传输和电力转换。
变压器的应用领域
能源行业
变压器在电力传输和分配中 起着关键作用，将电能从发 电厂输送到用户。
工业领域
变压器广泛应用于各种工业 设备中，为机械和设备提供 所需的电力。
建筑领域
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忽略很小的漏阻抗压降，并写成有效值形式，有
U1≈E1=4.44fN1Φm
则
Φm4.44E1fN1
U1 4.4Βιβλιοθήκη fN1可见，影响主磁通大小的因素有电源电压和频率，以及一
次线圈的匝数。
21.06.2020
12
(2)二次侧电动势平衡方程
U2=E2
2、变比
定义
kE1 N1 U1 U1N E2 N2 U20 U2N
1）性质上：Φm与 I0 成非线性关系； ΦL1 与 I0 成线性关系；
2）数量上： Φm占99%以上， ΦL1仅占1%以下； 3）作用上： 起传递能量的作用， 起漏抗压降作用。
各电磁量参考方向的规定
一次侧遵循电动机惯例，二次侧遵循发电机惯例。
磁通与产生它的电流之间符合右手螺旋定则；电动势与感 应它的磁通之间符合右手螺旋定则。
21.06.2020
2
世界上第一台闭合铁心变压 器
21.06.2020
我国第一台交流1000kV变压器
3
一、变压器基本工作原理
变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电 磁感应,将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.
变压器是利用电磁感应原理工作，它是由 相互绝缘且匝数不等的两个绕组（构成电路）， 套装在有良好导磁性能材料叠成的铁心上(构成 磁路），两绕组之间只有磁的耦合而没有电的 联系。
增大而下降。为减少空载损耗，改进设计结构的方向是采用
优质铁磁材料：优质硅钢片、激光化硅钢片或应用非晶态合
金。 21.06.2020
11
空载时的电动势方程、等效电路和相量图
一、电动势平衡方程和变比
1.电动势平衡方程
1.1一次侧电动势平衡方程
U1=-E1-E1δ+I0R1=-E1+I0R1+jI0X1=-E1+Z1I0
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8
空载电流和空载损耗
一、空载电流 作用与组成
空载电流I0包含两个分量，一个是励磁分量I0a，作用是建 立磁场，另一个是铁损耗分量I0r，主要作用是供铁损耗。
性质：由于空载电流的无功分量远大于有功分量，所以空 载电流主要是感性无功性质——也称励磁电流；
大小：与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质及几何尺寸 有关，用空载电流百分数I0%来表示：
21.06.2020
4
变压器的一次绕组（一次绕组）与交流电源接通后， 经绕组内流过交变电流产生磁动势 ，在这个磁动势作 用下，铁芯中便有交变磁通 ，即一次绕组从电源吸取 电能转变为磁能， 在铁芯中同时交（环）链原、副边
绕组（二次绕组），由于电磁感应作用，分别在原、二 次绕组产生频率相同的感应电动势。如果此时二次绕组 接通负载，在二次绕组感应电动势作用下，便有电流流 过负载，铁芯中的磁能又转换为电能。这就是变压器利 用电磁感应原理将电源的电能传递到负载中的工作原理。
对三相变压器，变比为一、二次侧的相电动势之比，近似 为额定相电压之比，具体为
Y，d接线 k U1N 3 U2N
D，y接线 k 3 U 1N U2N
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13
空载时的等效电路和相量图
等效电路
基于E1δ=-jI0X1δ表示法，Φ感应的电动势E1也用电抗压降 表示，由于Φ在铁心引起铁损PTE，所以还要引入一个电 阻Rm,用I20Rm等效PTE,即
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I0
%
I0 IN
100%
9
3、空载电流波形
由于磁路饱和，空载电流 与由它产生的主磁通呈非 线性关系。
t 当磁通按正弦规律变化时，
空载电流呈尖顶波形。
当空载电流按正弦规律变 化时，主磁通呈尖顶波形。
3 21
1 2 3
实际空载电流为非正弦波，但为了分 析、计算和测量的方便，在相量图和 计算式中常用正弦的电流代替实际的 空载电流。
E1=I0(Rm+jXm)
一次侧的电动势平衡方程为
U1=-E1+I0Z1
=I0(Rm+jXm+I0(R1+j X1)
空载时等效电路为
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14
Rm,Xm,Zm励磁电阻、励磁电抗、励磁阻抗。由于磁路具有饱 和特性所以 ZmR不m是j常Xm数，随磁路饱和程度增大而减小。
由于 RmR 1,Xm ，所X 以1有时忽略漏阻抗，空载等效电路只是一个 元件的电Z 路m 。在 一定的情U况1 下， 大小取决于I 0 的大小。从Z运m 行角度讲，希望 越小越好，所I 0以变压器常采用高导磁材料，增 大 ，减小 ，提高Z m运行效率I和0 功率因数。
E1=4.44fN1BmS×10-4
E2=4.44fN2BmS×10-4
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5
在主磁通的作用下，两侧的线圈分别产生感应电 势，电势的大小与匝数成正比，K为变压器变比。
变压器电流之比与一、二次绕组的匝数成反比，即
变压器匝数多的一侧电流小，匝数少的一侧电流大。变 压器的原、副线圈匝数不同，起到了变压器作用。
压器。
1960年3月我国沈阳变压器厂制造出第一台330kV变压器。 1979年12月我国沈阳变压器厂制造出第一台单相500kV型号DFPS-
250000/500变压器。 2005年4月2日保定天威通过750kV型号ODFPS-500000/750变压器
试验。
2009年1月6日特变电工沈阳变压器公司生产的1000kV型号ODFS1000000/1000变压器投入运行。
变压器一次侧为额定电压时，其二次侧电压随着负载电 流的大小和功率因素的高低而变化。
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6
二.变压器的空载特 性
变压器一次绕组接电
源，二次绕组开路，负 载电流为零，这种情况 即为变压器的空载运行。 N1和N2为一、二次绕组 的匝数分别绕在两个铁 心柱上。
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7
主磁通与漏磁通的区别
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i0
i0
10
空载损耗
变压器空载时一次侧从电源吸收少量的有功功率P0， 供给铁心损耗PFe和绕组损耗IR由于I和R均很小，所 以即空载损耗近似为铁心损耗
对于已制成变压器，铁损与磁通密度幅值的平方成正比， 与电流频率的1.3次方成正比，即
空载损耗约占额定容量的0.1%-1%，而且随变压器容量的
电力变压器的工作原理
一、变压器基本原理 二、变压器空载特性 三、变压器负载特性 四、电力变压器的型号 五、三相变压器
21.06.2020
1
变压器发展史
1884年匈牙利人制造出世界第一台变压器。（闭合铁心式） 1917年我国上海华生电器制造厂生产出我国第一台变压器
1953年我国沈阳变压器厂制造出第一台仿苏13500/110单相变压器。 1954年我国沈阳变压器厂制造出第一台单相规格20000/154变压器。 1958年8月我国沈阳变压器厂制造出第一台单相仿苏40000/220变