电力变压器基础知识

E1=4.44N1fBmS ，E2=4.44N2fBmS
在理想状态下，一、二次线圈的阻抗为零，有U1=E1，U2=E2，于是， U1 / U2 = N1 / N2 由上式可见，改变一次线圈和二次线圈的匝数比，可以改变一次侧和二次侧的电压比， 这就是变压器的工作原理。
电力变压器的分类
变压器线圈及其对变压器负载特 性的影响
根据电压等级、容量、电流的大小等使 用因素，线圈分为许多不同的形式，如 圆筒式、箔式、螺旋式、连续式、纠结 式、纠结连续式、插入电容连续式（内 屏蔽式）、以及双饼连续式、双饼纠结 式、交错式等等。 为了降低线圈中的附加损耗，增加线圈 轴向电容，降低变压器在冲击电压作用 下的线圈电压梯度等，线圈中的多根导 线在绕制过程中一般都要进行换位。

变压器线圈及其对变压器负载特性的影响


为降低线圈的电阻损耗（变压器负载损耗的主要组 成部分），并要求导线有一定的机械强度，较稳定 的化学特性，较好的工艺性能，并考虑到材料的成 本，绕制线圈的导线一般由铜制成。导线又分为圆 线和扁线，单根线与复合导线、换位导线等，以适 应不同的绕制需要。国内的电磁线生产厂家有上海 杨行、江苏中容、江阴华电、无锡统力、湖南金杯 电工等等。 线圈的绝缘既要满足电气性能的要求，又要满足耐 热性能的要求，并有一定的耐压强度和稳定性。大 型电力变压器的线圈绝缘一般为纯硫酸盐木浆制成 的绝缘纸和纸板。
变压器铁心和变压器空载特性
变压器线圈及其对变压器负载特性的影响
线圈又称绕组，是变压器的主要构成部件之 一，根据电磁感应定律把磁和电联系在一起。 线圈是变压器的电路部分，它完成电能的传 输和转换：一次线圈将系统的电能引入变压 器，二次线圈将电能传输出去。 线圈一般由纸包或漆包的铜导线或铝导线连 续绕制成一组串联的线匝而成，为了绝缘和 散热的要求，其层间或段间一般设臵由绝缘 垫块组成的油道。
电力变压器基础知识
（培训讲义课件）
目录
1.变压器的作用、原理、分类、基本结 构及其特性介绍。 2.电力变压器基本参数介绍。 3.变压器主要原材料及组部件介绍。

变压器作用

电力变压器是电力电网中的主要电气设 备，发电机所发出的电力一般均需经过 变压器升压并在用户端经变压器降压才 能被用户使用。

变压器的工作原理

变压器可以变换不同电压，是通过铁心内的磁通随时间不断变化，在不同匝数的线圈内 感应出不同的电压。 图2 单相变压器原理图 如图2所示，在同一铁心柱上套有一次和二次两个线圈。在空载状态下，一次线圈接通 交流电源后，在交流电压 1的作用下，一次线圈产生励磁电流Iu ，铁心中产生交变磁通 （称主磁通Φ）。设铁心内有正弦变化的磁通φ=Φmsinωt，根据电磁感应原理，线圈每 匝的感应电动势为： et=dφ/dt=Φmcosωt 在正弦交流条件下，通常电压以其有效值来表示，于是每匝电压为 et=4.44fΦm =4.44fBmS 若一次线圈和二次线圈的匝数分别为N1和N2，则一、二次线圈的感应电动势分别为：
变压器铁心和变压器空载特性

变压器铁心本体的材料要求有高的磁导率和低的励 磁损耗等特点，经历了普通铁片、热轧磁性钢带、 冷轧磁性钢带、非晶合金、高导磁磁性钢带、磁畴 细化钢带等发展过程，磁导率越来越高，单位损耗 则越来越低。目前大型电力变压器所使用的铁心材 料一般为0.3mm厚的冷轧取向硅钢片，如国内武汉钢 铁集团产的30Q130、30Q(G)120、30QG105，日本 新日铁公司产的30ZH120、30ZH105，日本JFE公司 产的30JGH105、30JGH120等。
220kV
～
变压器的基本原理
2.1变压器的基本原理 变压器是一个应用电磁感应定律，将电能 转换为磁能，再将磁能转换为电能，以实现 电压变化的电磁装臵。国家标准中对变压器 的描述为：具有两个或多个线圈的静止设备， 为了传输电能，在同一频率下，通过电磁感 应将一个系统的交流电压和电流转换为另一 个系统的电压和电流，通常这些电流和电压 是不同的。


变压器按容量分类，可分为中小型变压器和大型变压器。国家有关标准的规定， 一般35kV及以下，容量6300kVA及以下的为中小型变压器。其中35kV及以下、 2500kVA及以下的变压器又称为配电变压器。 按用途分类，可分为电力变压器、仪表用变压器、电炉变压器、试验变压器、 整流变压器、矿用变压器、牵引变压器、调压变压器、电抗器及其他等等。 电力变压器按结构主要分为心式变压器和壳式变压器，我国和国外绝大多数变 压器厂家均生产心式变压器。按相数又分单相和三相变压器。 电力变压器按绝缘和冷却介质进行分类，可分为液体浸渍、气体和干式变压器 等。其他还有如厢式变压器等。液体浸渍变压器中最常见的是以变压器油为绝 缘和冷却介质的油浸式变压器。 电力变压器按调压方式分为有载调压变压器和无励磁调压变压器。 又可分自冷与风冷、双线圈与三线圈、自耦与非自耦等等。
变压器铁心和变压器空载特性


铁心夹持件主要有铁心夹件、铁心吊拉板、上梁底 脚等金属结构件，对变压器的机械强度起决定性影 响，并对变压器杂散损耗有一定的影响。 变压器空载性能就是变压器铁心的空载性能，是变 压器的重要性能指标之一。包括空载损耗、空载电 流、磁致噪声和励磁涌流等。空载损耗主要由铁心 片中的磁滞损耗和涡流损耗组成。空载电流即励磁 电流，其主要部分是无功分量。铁心噪声由铁心片 的磁致伸缩引起，是变压器噪声的主要来源。铁心 噪声与铁心中的磁通密度值关系密切。
电力变压器的分类
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变压器铁心和变压器空载特性

铁心是变压器的基本部件，由铁心叠片、绝缘 件和铁心结构件组成。为了尽量使全部磁通在 铁心内和两个线圈链合，铁心本体由磁导率很 高的磁性钢带组成。同时为了降低励磁容量和 励磁电流，铁心需做成一个封闭的磁路。铁心 又是安装线圈和绝缘、引线的骨架，对变压器 的电磁性能、机械强度和变压器噪声是极其重 要的部件。
升压变
电流互感器
发电机 ≤20kV
降压变 220kV
降压变 110kV
降压变 35kV
降压变 10kV
配电变 0.4kV 用户
～
厂用变
500kV
电抗 器
电压 互感 器
联 络 变 启动变
110～35kV
35kV
电炉 变 整流 变 矿用 变 调压 变 其它 变 试验 变 其它 变
发电机
升压变 ≤20kV