电力变压器的基本工作原理和结构
变压器的基本工作原理和结构PPT课件
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
变压器的结构和工作原理
变压器的结构和工作原理变压器是一种电力设备，它可以将交流电的电压从一个电路传递到另一个电路，同时保持电功率不变。
变压器的结构和工作原理是非常重要的，因为它们决定了变压器的性能和应用范围。
一、变压器的结构变压器的结构主要由铁芯、绕组、绝缘材料和外壳组成。
1. 铁芯铁芯是变压器的主要结构部件，它由硅钢片叠压而成。
铁芯的作用是提供一个磁路，使得变压器的磁通可以顺利地传递。
铁芯的材料选择非常重要，因为它会影响变压器的效率和损耗。
2. 绕组绕组是变压器的另一个重要部件，它由导线绕制而成。
绕组分为一次绕组和二次绕组，它们分别连接到输入电源和输出负载。
绕组的数量和大小取决于变压器的功率和电压等级。
3. 绝缘材料绝缘材料是变压器的保护层，它可以防止电流泄漏和短路。
绝缘材料通常由纸板、绝缘漆和绝缘纸组成。
4. 外壳外壳是变压器的外部保护层，它可以防止灰尘、水和其他杂质进入变压器内部。
外壳通常由金属或塑料制成。
二、变压器的工作原理变压器的工作原理基于电磁感应定律，它可以将一个电路的电压转换为另一个电路的电压。
变压器的工作原理可以分为两个部分：磁路和电路。
1. 磁路变压器的磁路由铁芯和绕组组成。
当一次绕组通电时，它会产生一个磁场，这个磁场会穿过铁芯并传递到二次绕组。
由于二次绕组和一次绕组的匝数不同，所以二次绕组会产生一个不同的电压。
2. 电路变压器的电路由一次绕组、二次绕组和负载组成。
当一次绕组通电时，它会产生一个电流，这个电流会通过二次绕组并驱动负载。
由于二次绕组的电压不同，所以负载会产生一个不同的电流。
变压器的工作原理可以用下面的公式表示：V1 / V2 = N1 / N2其中，V1和V2分别表示一次绕组和二次绕组的电压，N1和N2分别表示一次绕组和二次绕组的匝数。
这个公式表明，当一次绕组的电压和匝数变化时，二次绕组的电压也会相应地变化。
三、变压器的应用变压器是一种非常重要的电力设备，它被广泛应用于电力系统、工业生产和家庭用电等领域。
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。
变压器的工作原理
变压器的工作原理一、引言变压器是电力系统中常见的电气设备，用于改变交流电的电压和电流。
本文将详细介绍变压器的工作原理，包括基本原理、结构和工作过程。
二、基本原理1. 电磁感应定律根据法拉第电磁感应定律，当一个导体在磁场中运动或者磁场变化时，会在导体中产生感应电动势。
变压器利用这一原理实现电压的转换。
2. 互感现象互感现象是指两个或者多个线圈通过磁场相互耦合时，其中一个线圈中的电流变化会在其他线圈中产生感应电动势。
变压器中的两个线圈分别称为主线圈和副线圈。
三、变压器的结构1. 铁心变压器的铁心是由硅钢片叠压而成，主要作用是提高磁通的传导性能，并减少铁损耗。
2. 主线圈主线圈是变压器的输入线圈，通常由较粗的导线绕制而成。
当主线圈中通过交流电流时，会在铁心中产生磁场。
3. 副线圈副线圈是变压器的输出线圈，通常由较细的导线绕制而成。
副线圈通过互感现象与主线圈相连，将主线圈中的磁场转换为感应电动势。
四、变压器的工作过程1. 变压器的工作原理可以分为两个阶段：磁场建立和磁场消失。
2. 磁场建立阶段当交流电通过主线圈时，产生的交变电流会在主线圈中产生交变磁场。
由于主线圈和副线圈之间的互感作用，副线圈中也会产生交变电动势。
3. 磁场消失阶段当交流电的方向改变时，主线圈中的交变磁场也会改变方向。
这个变化的磁场会在副线圈中产生感应电动势，导致副线圈中的电流方向发生变化。
4. 变压器的电压转换根据互感现象，变压器中主线圈和副线圈的匝数比可以决定输出电压与输入电压的比例关系。
当主线圈匝数较大时，输出电压相对较低；当主线圈匝数较小时，输出电压相对较高。
五、总结变压器是一种基于电磁感应和互感现象的电气设备，用于改变交流电的电压和电流。
它由铁心、主线圈和副线圈组成。
变压器的工作过程包括磁场建立和磁场消失两个阶段，通过互感现象实现电压的转换。
变压器在电力系统中起到了重要的作用，广泛应用于输电、配电和电子设备中。
变压器的结构及工作原理
变压器的结构及工作原理变压器是一种用于将电能从一种电压转换为另一种电压的电气设备。
它是电力系统中非常常见的设备之一，被广泛应用于发电厂、变电站、工业生产和民用电力系统中。
变压器的结构和工作原理十分重要，下面详细介绍。
一、变压器的结构变压器由两个或更多的线圈通过铁芯相互连接而成。
主要包括以下部分：1.铁芯：变压器的铁芯由硅钢片组成，可有效减小磁滞和涡流损耗。
铁芯的形状包括E型、I型和C型等，用于支撑和保护线圈。
2.一次线圈（主绕组）：也称为原线圈或输入线圈，接收电源端的输入电能。
一次线圈一般由较粗的导线绕制而成。
3.二次线圈（副绕组）：也称为输出线圈，输出变压器转换后的电能。
二次线圈一般由较细的导线绕制而成。
4.绝缘材料：用于在不同线圈之间提供电气绝缘，避免相互之间的短路。
5.冷却装置：用于散热，以保证变压器的工作温度不超过允许范围。
常见的冷却方式包括自然冷却（静风冷却）和强制冷却（风扇冷却、冷水冷却等）。
二、变压器的工作原理变压器基于电磁感应的原理工作，其主要过程是通过变化的磁场引起线圈中的电压变化。
1.变流原理：根据法拉第电磁感应定律，当一次线圈中的电流变化时，会在铁芯中产生一个变化的磁场。
这个磁场穿过二次线圈，并在其中引起电动势的产生。
根据电磁感应定律，产生的电动势与变化的磁场强度成正比。
2.变压原理：根据楞次定律，一次线圈和二次线圈中的电流方向是相互反的。
当一次线圈接通电源时，通过它的电流会在铁芯中产生一个磁场。
这个磁场会在二次线圈中引起电动势的产生，并使得二次线圈中的电流流动。
变压器的输入电压和输出电压之比等于输入线圈的匝数和输出线圈的匝数之比。
即：输入电压/输出电压=输入线圈匝数/输出线圈匝数3.近似理想性：在实际的变压器中，我们可以近似认为主线圈和副线圈之间没有电阻，也没有电感。
这样，变压器的损耗可以忽略不计，输出电压会完全等于输入电压。
4.变压器的效率：实际的变压器会有一定的损耗，主要包括铁损耗和铜损耗。
电力变压器的基本工作原理和结构
根据前面所学的方程，可作出变压器空载时的相量图：
（1）以 为参考相量
（2） 与 同相， 滞后 ，
（3） 滞后 ， ；
（4）
（5）
空载运行小结
1
2
主磁通大小由电源电压、电源频率和一次线圈匝数决定，与磁路所用的材质及几何尺寸基本无关。
3
4
电抗是交变磁通所感应的电动势与产生该磁通的电流的比值，线性磁路中，电抗为常数，非线性电路中，电抗的大小随磁路的饱和而减小。
当空载电流按正弦规律变化时，主磁通呈尖顶波形。
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。
二、空载损耗
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0.2%~1%，而且随变压器容量的增大而下降。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。
等效电路及相量图 折算 折算原则：1）保持二次侧磁动势不变；2）保持二次侧各功率或损耗不变。 方法：（将二次侧折算到一次侧) 折算：将变压器的二次（或一次）绕组用另一个绕组(N2=N1)来等效，同时对该绕组的电磁量作相应的变换，以保持两侧的电磁关系不变,用一个等效的电路代替实际的变压器。
折算后的方程式为
3.1 变压器的基本工作原理和结构
3.2 单相变压器的空载运行
3.3 单相变压器的负载运行
3.4 变压器的参数测定
3.5 标么值
3.6 变压器的运行特性
3.7 三相变压器
3.8 变压器的并联特性
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.
电力变压器的工作原理
电力变压器的工作原理电力变压器是一种常见的电力设备，它在电力系统中起着至关重要的作用。
它能够将高电压通过电磁感应原理转换为低电压，或者将低电压转换为高电压。
本文将详细介绍电力变压器的工作原理。
一、电力变压器的结构电力变压器由两个主要的部分组成：主绕组和副绕组。
主绕组通常由高压绕组和低压绕组构成，而副绕组则通过铁芯连接在一起。
主绕组和副绕组之间通过铁芯的磁场耦合，实现电能的传递和变换。
二、当在主绕组中加入交变电流时，产生的交变磁场将穿过铁芯。
这个交变磁场会引起铁芯中的涡流，从而产生能量损耗。
为了减少涡流损耗，通常会采用铁芯的层叠结构，即将铁芯分成多个薄片并用绝缘材料隔开。
当主绕组中的电流在正半周时，产生的磁场会使副绕组中的电压为正，而在负半周时则反向。
这样，主绕组中的交变电流通过磁场的感应作用，将电能传递到副绕组中。
根据法拉第电磁感应定律，当磁场的变化速率发生改变时，将产生感应电动势。
在电力变压器中，副绕组中的感应电动势与主绕组中的电压成正比。
因此，通过控制主绕组和副绕组的匝数比例，可以实现不同电压之间的转换。
三、电力变压器的工作模式1. 升压变压器：将输入电压转换为较高电压的变压器。
在输电系统中，经过长距离传输之后，通常会采用升压变压器将电压升高，以减少输电损耗。
2. 降压变压器：将输入电压转换为较低电压的变压器。
降压变压器常用于向家庭、工业和商业用户提供适用的低电压电力。
3. 绝缘变压器：用于将高压系统与低压系统之间进行电气隔离。
绝缘变压器的主要作用是保护人员和设备的安全。
4. 自耦变压器：主绕组和副绕组共享一部分绕组的变压器。
自耦变压器常用于电力系统中的电压调节和抑制谐波。
四、电力变压器的应用电力变压器广泛应用于电力系统中，以满足不同场合对电压的要求。
它们通常用于电力输送、工业生产、电气设备测试等领域。
除了在电力系统中的应用外，电力变压器还被广泛用于电子设备、通信设备、计算机等领域。
在这些设备中，电力变压器用于将交流电转换为所需的直流电，并提供稳定的电源。
第五章 第一节变压器原理
(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。
二、变压器的基本工作原理
图5.1 双绕组变压器的工作原理示意图 (1)原理图 一个铁心：提供磁通的闭合路径。 两个绕组：一次侧绕组(原边)N1,二次侧绕组(副边)N2。 (2)工作原理 当一次绕组接交流电压后，就有激磁电流i存在，该电流在铁心中可产生一个 交变的主磁通Φ。 Ф在两个绕组中分别产生感应电势e1和e2
I 0 I m I 0 I 0a
图5.9给出了对应主磁路的相量图和等效电路。
（5-12）
图5.9 变压器主磁路的相量图和等效电路
由图5.9b得：
E1 (rm jxm )I m zm I m
2
（5-13）
r 式中，m 为激磁电阻，它反映了铁心内部的损耗即： pFe I m rm ；xm Lm 为激磁电 抗，它表征了主磁路铁心的磁化性能，其中，激磁电感 Lm 可由下式给出：
，称 S U1 I1 U 2 I 2 为视在容量。
由此可见，变压器在实现变压的同时也实现了变流。此外，变压器还可以实现阻抗变 换的功能。可以看出，若固定U1，只要改变匝数比即可达到改变电压的目的了，即: 若使 N2>N1，则为升压变压器(step-up transformer)； 若使 N2<N1，则为降压变压器(step-down transformer)。 图5.1中，二次侧的负载阻抗为：
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。
变压器的工作原理
变压器的工作原理一、引言变压器是电力系统中常见的电力设备，它起着改变电压和电流的作用。
本文将详细介绍变压器的工作原理，包括基本原理、结构和工作过程等方面的内容。
二、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，当一个导体中的磁通量发生变化时，会在导体中产生感应电动势。
变压器利用这一原理来实现电压和电流的变换。
三、结构1. 主要部件变压器主要由两个线圈和一个铁芯组成。
其中，一个线圈称为初级线圈，通常与输入电源相连；另一个线圈称为次级线圈，通常与负载相连。
铁芯则用于提高磁耦合效率。
2. 线圈初级线圈和次级线圈分别由导电材料绕制而成。
它们之间通过铁芯相互绝缘。
初级线圈中的匝数通常较少，而次级线圈中的匝数较多，这样可以实现电压的升降。
3. 铁芯铁芯通常由硅钢片叠压而成，以减少磁通损耗。
铁芯的存在增加了磁通的传导效率，从而提高了变压器的效率。
四、工作过程1. 理想变压器理想变压器是指在没有损耗和漏磁的情况下工作的变压器。
在理想变压器中，输入功率等于输出功率。
2. 工作原理当交流电源接通时，通过初级线圈中的电流会在铁芯中产生磁场。
这个磁场会穿过次级线圈，并在次级线圈中产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
因此，次级线圈中的感应电动势会引起电流的流动，从而将能量传输给负载。
3. 变压器的变压比变压器的变压比是指初级线圈匝数与次级线圈匝数的比值。
根据变压器的工作原理，变压比决定了输入电压和输出电压之间的关系。
变压器的变压比可以通过改变线圈的匝数来调整。
五、应用领域变压器在电力系统中有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 电力输配变压器用于将发电厂产生的高电压电能升压后输送到远距离的用户。
同时，变压器也用于将输送过程中的电能降压供应给用户。
2. 电子设备变压器在电子设备中起着关键的作用，例如电视机、电脑、手机等。
它们通常需要不同的电压来满足不同的电路要求，变压器可以将电源电压转换为适合设备使用的电压。
变压器结构简介与工作原理
变压器结构简介与工作原理概述：变压器是一种电气设备，用于改变交流电的电压和电流。
它由两个或更多的线圈（称为绕组）和一个磁路铁芯组成。
本文将详细介绍变压器的结构和工作原理。
一、变压器结构：1. 铁芯：变压器的铁芯通常由硅钢片或镍铁合金制成。
它的主要作用是提供磁路，用于传导磁场。
铁芯由许多薄片叠加而成，以减少铁芯中的涡流损耗。
2. 一次绕组：一次绕组是变压器中的输入绕组，通常由较粗的导线制成。
它接收来自电源的电流，并产生磁场。
3. 二次绕组：二次绕组是变压器中的输出绕组，通常由较细的导线制成。
它接收来自一次绕组的磁场，并产生输出电压。
4. 绝缘层：绝缘层用于隔离绕组之间以及绕组与铁芯之间的电气接触，以防止电流短路和绝缘击穿。
5. 冷却系统：大型变压器通常配备冷却系统，以保持变压器在正常工作温度范围内。
冷却系统可以是自然冷却或强制冷却，常见的冷却介质包括油和冷却风扇。
二、变压器工作原理：变压器的工作原理基于法拉第电磁感应定律。
当一次绕组中的交流电流流过时，它会产生一个交变磁场。
这个交变磁场会穿过二次绕组，从而在二次绕组中感应出电压。
具体的工作过程如下：1. 输入电压：输入电源的交流电压施加在一次绕组上。
2. 磁场产生：一次绕组中的交流电流产生一个交变磁场。
3. 磁场传导：交变磁场通过铁芯传导到二次绕组。
4. 电压感应：交变磁场在二次绕组上感应出电压。
5. 输出电压：二次绕组的电压输出到负载中。
变压器的工作原理可以通过下述数学公式表示：V1 / V2 = N1 / N2 = I2 / I1其中，V1和V2分别代表一次绕组和二次绕组的电压，N1和N2分别代表一次绕组和二次绕组的匝数，I1和I2分别代表一次绕组和二次绕组的电流。
三、应用领域：变压器在电力系统中起着至关重要的作用。
它们用于输电、配电和电力转换。
以下是一些常见的应用领域：1. 电力输送：变压器用于将高压电能从发电厂输送到变电站，然后再通过变压器将电能分配到不同的用户。
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;。
变压器的结构和工作原理
变压器的结构和工作原理一、引言变压器是电力系统中最常用的电力设备之一，它可以将交流电压从一个电路传输到另一个电路。
变压器的工作原理基于法拉第电磁感应定律，利用互感现象实现了电能的转换和传输。
本文将详细介绍变压器的结构和工作原理。
二、变压器的结构1. 磁心磁心是变压器中最基本的部件之一，它由铁芯和绕组组成。
铁芯是由硅钢片叠成的，这种材料具有高导磁性和低磁滞损耗，能够有效地减少铁芯在交流磁场中产生的能量损失。
绕组则是由导线缠绕在铁芯上形成的，它们分为初级绕组和次级绕组。
2. 外壳外壳是保护变压器内部元件的重要部分，它通常采用金属材料制成，并且具有良好的散热性能。
外壳还可以提供额外的保护措施，例如防止触电或防止灰尘进入内部。
3. 冷却系统冷却系统是变压器的重要组成部分，它可以有效地控制变压器内部的温度。
常见的冷却系统包括油冷却、水冷却和气体冷却等。
其中，油冷却是最常见的一种方式，它不仅可以降低变压器内部的温度，还可以提高绝缘性能。
三、变压器的工作原理1. 电磁感应定律电磁感应定律是变压器工作原理的基础，它表明当磁通量发生改变时会在导体中产生电动势。
在变压器中，当交流电流通过初级绕组时，会在铁芯中产生交流磁场。
这个交流磁场会穿过次级绕组，并在其内部诱导出一定大小的电动势。
2. 互感现象互感现象是指当两个或多个绕组共用同一个磁芯时，在其中一个绕组中产生的电动势会诱导出另一个绕组中的电动势。
在变压器中，初级和次级绕组之间通过铁芯实现了互感作用。
当初级绕组中有交流电流通过时，它所产生的交流磁场会穿过铁芯并诱导出次级绕组中的电动势。
3. 变压器的变比变压器的变比是指初级绕组和次级绕组之间电压的比值。
变压器的变比可以通过不同数量的线圈和不同的绕组方式来实现。
例如，如果次级绕组中有更多的线圈，那么它所产生的电动势就会更高，从而实现了升高电压或降低电压的效果。
4. 功率转移在变压器中，功率可以通过两种方式进行转移。
第一种方式是利用互感作用将初级绕组中的电能转换为磁能，并将其传输到次级绕组中，然后再将磁能转换为电能。
变压器详细讲解
变压器详细讲解变压器是一种电气设备，主要用于将交流电能从一种电压等级转换为另一种电压等级。
变压器的工作原理基于电磁感应现象，利用两个或多个线圈之间的磁场变化来实现电压的转换。
以下是变压器详细讲解：1. 基本结构：变压器主要由磁性材料制成的铁芯和绕组组成。
铁芯用于传递磁场，绕组则用于承载电流。
绕组通常用导线绕制，并分为高压绕组和低压绕组。
2. 原理：当交流电流通过高压绕组时，会在铁芯上产生磁场。
磁场的变化进而在低压绕组中产生电动势，从而实现电压的转换。
电压转换的大小取决于绕组之间的匝数比例。
3. 分类：根据用途和结构，变压器可分为以下几类：a. 配电变压器：用于配电系统，将高压电能转换为低压电能供给用户。
b. 电力变压器：用于发电、输电和配电系统中，实现电压的升高和降低。
c. 仪用变压器：用于电气测量和控制设备，提供标准电压信号。
d. 特殊变压器：如电炉变压器、整流变压器等，用于特殊场合的电压转换。
4. 参数：变压器的主要参数包括：a. 额定容量：表示变压器能承载的最大功率。
b. 额定电压：表示变压器输入和输出的电压等级。
c. 电压比：高压绕组与低压绕组之间的匝数比例，决定了电压转换效果。
d. 效率：表示变压器将电能转换为磁能和磁能转换为电能的能力。
5. 应用：变压器广泛应用于电力系统、工业生产、家电产品等领域。
例如，在家用电器中，变压器用于调节电源电压，以适应不同设备的电压需求。
6. 变压器的维护与安全：为确保变压器正常运行，需要定期进行检修和维护。
同时，应注意防止变压器过载、短路等事故，确保使用安全。
总之，变压器是一种重要的电气设备，它通过电磁感应实现电压的转换。
了解变压器的工作原理、分类和应用，有助于我们更好地在实际工程中选择和使用合适的变压器。
电力变压器基本工作原理和结构
• 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。
变压器基本结构
下图是我们常见的两种变压器：
干式变压器
油浸式变压器
变压器基本结构
• 变压器的构造： 变压器主要由：铁心、绕组、油箱、附件等组成。
Hale Waihona Puke 变压器基本结构• 变压器的主体构造： 1、铁心 2、绕组
变压器基本结构
变压器基本结构
变压器基本结构
变压器基本结构
铁心接地 为避免结构件电位悬浮引起放电，铁心必须接地，且一点
接地。 一点接地：避免产生环流，增加铁损。
接地片为0.3mm厚的紫铜片，宽度为20、30mm或40mm， 铜带表面要搪锡，以减少接触电阻。
变压器基本结构
变压器铁芯多点接地的故障特征
➢ 铁芯局部过热，使铁芯损耗增加，甚至烧坏；
变压器基本结构
铁心在变压器中构成一个闭合的磁路．又是安装线圈的 骨架．对变压器电磁性能和机械强度是极为重要的部件。 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
变压器基本结构
变压器基本结构
• 铁心是变压器的磁路部分，由铁心柱（柱上套装绕组） 、铁轭（连接铁心以形成闭合磁路）组成，为了减小涡流 和磁滞损耗，提高磁路的导磁性，铁心采 0.35mm~0.5mm厚的冷轧硅钢片涂绝缘漆后交错叠成。
• 小型变压器铁心截面为矩形或方形，大型变压器铁心截面 为阶梯形，这是为了充分利用空间。
变压器基本结构
常用的铁心叠积图如图。 图中(a)为单相双拄铁心， (b)单相双柱双框铁心， (c)为三相三柱铁心，其铁轭片为一个整 片，只适用于容量较小铁心尺寸不大变 压器； (d)为三相三柱半直半斜接缝铁心， 总 共8个 接缝中有四个是直接缝，这种叠 积方式在降低铁心损耗方面不如全斜接 缝，但比全直接缝的老式叠积图有较大 改善，这种接缝方式材料利用率较高， 且较易于叠装，因此在一定条件下仍有 应用价值， (e)为三相三柱全斜接缝铁心； (f)为三相五柱式(有两个旁扼)，降低铁 心高度的铁心： (g)为三相双框式铁心， (h)为单相四柱式铁心(有两个旁轭)。
变压器的主要结构和工作原理
变压器的主要结构和工作原理引言概述：变压器是电力系统中常见的电力设备之一，它在电能传输和分配中起着重要的作用。
本文将详细介绍变压器的主要结构和工作原理，以帮助读者更好地理解和应用变压器。
正文内容：一、变压器的主要结构1.1 主要结构组成- 主要由铁芯、一次绕组和二次绕组组成。
- 铁芯是变压器的主要磁路部分，通常由硅钢片叠压而成，以减小磁导率和磁阻。
- 一次绕组是输入侧的绕组，通常由导电材料绕制而成。
- 二次绕组是输出侧的绕组，也由导电材料绕制而成。
1.2 绝缘和冷却系统- 变压器的绝缘系统是保证安全运行的关键，通常使用绝缘材料将绕组和铁芯分隔开。
- 冷却系统对于变压器的正常运行至关重要，常见的冷却方式有自然冷却和强制冷却。
1.3 外壳和配电设备- 变压器通常有一个外壳，用于保护内部部件免受外界环境的影响。
- 配电设备包括开关、熔断器和保护装置等，用于控制和保护变压器的正常运行。
二、变压器的工作原理2.1 电磁感应原理- 变压器的工作基于电磁感应原理，当一次绕组通入交流电时，会在铁芯中产生交变磁场。
- 交变磁场会感应二次绕组中的电动势，从而使电能从一次绕组传递到二次绕组。
2.2 变压器的变压比- 变压器的变压比是指输入电压与输出电压之间的比值，可以通过绕组的匝数比来确定。
- 变压器可以实现电压的升高或降低，根据需要选择合适的变压比。
2.3 损耗和效率- 变压器在工作过程中会产生一定的损耗，包括铁损耗和铜损耗。
- 效率是衡量变压器性能的重要指标，可以通过输出功率与输入功率的比值来计算。
三、变压器的应用领域3.1 电力系统- 变压器在电力系统中用于电能传输和分配，将发电厂产生的高压电能转换为适用于用户的低压电能。
- 在输电过程中，变压器可以实现电压的升高，减少输电损耗。
3.2 工业领域- 变压器在工业领域中广泛应用于电力设备、机械设备和照明系统等。
- 它可以为各种设备提供合适的电压和电流，满足工业生产的需求。
电力变压器
三、变压器型号及技术参数 1．型号
变压器的型号分两部分，前部分由汉语拼音字母组成 ，代表变压器的类别、结构特征和用途，后一部分由数字组 成，表示产品的容量(kVA)和高压绕组电压(kV)等级。
相数表示：D-单相；S-三相。 冷却方式表示： J-油浸自冷；F-油浸风冷；FP-强迫油 循环风冷；SP-强迫油循环水冷。 电压级数表示：S-三级电压；无S表示两级电压。 其他：0-全绝缘；L-铝线圈或防雷；0-自耦；Z-有载调 压
这时若二次绕组与外电路的负载接通，便会有电流 I2流入入的负能载量Z传，递即到二了次二绕次组侧就供有用电户能使输用出。。变压器将一次绕组输 2、变压器的变比：（讨论变压器一、二次侧电压的关系） 设：一次绕组的匝数为N1，二次绕组的匝数为N2
一次绕组感应电势 E1=4.44fN1φm (V) 二次绕组感应电势 E2=4.44fN2 φm (V)
二、变压器的结构 电力变压器的基本结构组成：
图2-2电力变压器结构图
1.铁芯
（！）铁芯结构
铁芯是变压器的磁路部分。由铁芯柱和铁轭组成。套绕 组的部分称铁芯柱，连接铁芯柱的部分叫铁轭，磁通在 铁芯中形成闭合回路。大容量变压器为了减低高度、便 于运输，常采用三相五柱铁芯结构。这时铁轭截面可以
减小，因而铁芯柱高度也可降低。
吊箱壳式（钟罩式）：8000KVA及以上变压器
6.冷却装置 小容量：油浸自冷式，容量较 小无散热管，仅靠油箱散热。 容量稍大，加装散热片或散热
管。
大容量：为了提高冷却效果， 加装冷却风扇，称风冷。
50000KVA以上：强迫油循环 水冷或风冷
7．储油柜(又称油枕)
❖ 储油柜位于变压器油箱上方， 通过气体继电器与油箱相通， 作用：
表达式为