变压器工作原理讲解ppt课件
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叠装好的铁心其铁轭用槽钢（或焊接夹件）及螺杆固定。铁 心柱则用环氧无纬玻璃丝粘带绑扎。
铁心柱的截面在小型变压器中采用方形。在容量较大的变压 器中，采用阶梯形截面，如图3-6所示。
铁轭的截面有矩形及阶梯形的，如图3-7所示，其截面一般 比铁心柱截面大（5~10）%，以减小空载电流和空载损耗。
（二）绕组
同心式绕组
交迭式绕组
8
根据绕组和铁心的相对位置，变压器有壳式结构和心式结构 两种，如以下两图所示。
（三）其它结构部件 如下图所示，油浸式电力变压器的结构中还包括油箱、绝缘
套管、储油柜、安全气道等。
9
ห้องสมุดไป่ตู้
10
二、变压器的分类
按用途分：电力变压器和特种变压器。 按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三 绕组变压器和多绕组变压器。
1
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。确切地说，它具有变压、变流、变换 阻抗和隔离电路的作用。
例如，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，到达目的地以后再用变压器把电压降低供用 户使用；
在实验室用自耦变压器改变电源电压；
为考虑运输，有时铭牌上还标有变压器的总重、油重、器身 重量和外形尺寸等附属数据。
17
第二节 变压器的空载运行
18
变压器的空载运行是指变压器一次绕组接在额定电 压的交流电源上，而二次绕组开路时的工作情况。
一、空载运行时的物理情况
Φ主磁通
U1 u1
U2
i0
eσ1 e1
N1
N2
Φσ1漏磁
通
i2=0
u1
e2
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。
19
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
绕组是变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线（扁线或圆线） 绕制而成。
6
如下图所示有两组：一个绕组与电源相连，称为一次绕组 （或原绕组），这一侧称为一次侧（或原边）；另一个绕组与负 载相连，称为二次绕组（或副绕组），这一侧称为二次侧（或副 边）。
U1 一次侧接电源
U2
u1
二次侧接负载 u2
7
对于三相变压器，根据两组绕组的相对位置，绕组可分为同 心式和交叠式两种，如以下两图所示。
铁心柱
铁轭
铁心由铁心柱和铁轭两部分组成。变压器的主磁路，为了
提高导磁性能和减少铁损，用厚为0.35-0.5mm、表面涂有绝缘
漆的热轧或冷轧硅钢片叠成。
变压器的铁心中，每片硅钢片为拼接片。在叠片时，采用叠
接式，即将上下两层叠片的接缝错开，可缩小接缝间隙，以减小
励磁电流。如下图所示。
4
5
当采用冷轧硅钢片时，应用斜切钢片的叠装方法，可提高导 磁系数，降低损耗，如图3-5所示。
按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。 按铁心结构分：心式变压器和壳式变压器。
按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。
按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和 充气式变压器。
按容量分：小型、中型、大型和特大型变压器。
我国变压器的主要系列：SJL1（三相油浸铝线电力变压器）、
SEL1（三相强油风冷铝线电力变压器）、SFPSL1（三相强油风
冷三线圈铝线电力变压器）、SWPO（三相强油水冷自耦电力变
压器）等。
11
连接发电机与电网的升压变压器
连接发电机的 封闭母线
与电网相连 的高压出线端
12
三相干式变压器
接触调压器
13
电源变压器
环形变压器
控制变压器
14
三、变压器的工作原理
变压器的主要部件是一个铁心和套在铁
心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联 系。在一次绕组中加上交变电压，产生交链
e1
=
-
N1
dΦ dt
一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别 感应电动势e1、e2。根据电磁感应定律可写出 电动势的瞬时方程式：
Φ
i1
U1
e2
=
-
N2
dΦ dt
i2
u1
u1
e1
e2 u2 ZL
U2
u2
只要：(1)磁通有变化量;(2)一、二次绕组的匝数不同，就能 达到改变电压的目的。
15
四、变压器的额定值
额定容量 SN ( kVA )
指铭牌规定的额定使用条件 下所能输出的视在功率。是 输出能力保证值。
单位：V·A、KV·A、MV·A 其实际输出功率取决于负载的大 小和性质，即P=Scosφ。
第三章 变压器
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.
第一节 变压器的工作原理、分类及和结构 第二节 变压器的空载运行 第三节 变压器的负载运行 第四节 变压器的等效电路及相量图 第五节 变压器参数的测定和标么值 第六节 变压器的运行特性 第七节 三相变压器 第八节 其它用途的变压器
额定电压 U1N
/
U2N ( kV
) 指长期运行时所能承受的工作电压， 单位：V、KV。
U1N是指根据绝缘强度和允许
U2N是指一次侧加额定
发热所规定的应加在一次绕组 上的正常电压有效值。
电压时二次侧的开路电 压。
在三相变压器中额定电压为线电压。
额定电流 I1N / I2 N ( A )
指在额定容量下，变压器在连续运行时允许通过的 最大电流有效值。在三相变压器中指的是线电流。
在测量上利用仪用变压器扩大对交流电压、电流的测量范围；
在电子设备和仪器中用小功率电源变压器提供多种电压，用 耦合变压器传递信号并隔离电路上的联系等等。
变压器虽然大小悬殊，用途各异，但其基本结构和工作原理 是相同的。
2
第一节 变压器的工作原理、分类及结构
3
一、变压器的基本结构
变压器的基本结构分为四个部分：①铁心—变压器的磁路； ②绕组—变压器的电路；③绝缘结构；④油箱等其它部分。 （一）铁心
单位：A
16
三者关系： 单相：SN U1N I1N U2 N I2 N 三相：SN 3 U1N I1N 3 U2 N I2 N
额定频率fN
指电源频率，我国规定标准工频为50Hz。
此外，额定值还有效率、温升等。除额定值外，铭牌上还标 有变压器的相数、联结组和接线图、短路电压（或短路阻抗）的 标么值、变压器的运行方式及冷却方式等。
铁心柱的截面在小型变压器中采用方形。在容量较大的变压 器中，采用阶梯形截面，如图3-6所示。
铁轭的截面有矩形及阶梯形的，如图3-7所示，其截面一般 比铁心柱截面大（5~10）%，以减小空载电流和空载损耗。
（二）绕组
同心式绕组
交迭式绕组
8
根据绕组和铁心的相对位置，变压器有壳式结构和心式结构 两种，如以下两图所示。
（三）其它结构部件 如下图所示，油浸式电力变压器的结构中还包括油箱、绝缘
套管、储油柜、安全气道等。
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ห้องสมุดไป่ตู้
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二、变压器的分类
按用途分：电力变压器和特种变压器。 按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三 绕组变压器和多绕组变压器。
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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。确切地说，它具有变压、变流、变换 阻抗和隔离电路的作用。
例如，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，到达目的地以后再用变压器把电压降低供用 户使用；
在实验室用自耦变压器改变电源电压；
为考虑运输，有时铭牌上还标有变压器的总重、油重、器身 重量和外形尺寸等附属数据。
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第二节 变压器的空载运行
18
变压器的空载运行是指变压器一次绕组接在额定电 压的交流电源上，而二次绕组开路时的工作情况。
一、空载运行时的物理情况
Φ主磁通
U1 u1
U2
i0
eσ1 e1
N1
N2
Φσ1漏磁
通
i2=0
u1
e2
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。
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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
绕组是变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线（扁线或圆线） 绕制而成。
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如下图所示有两组：一个绕组与电源相连，称为一次绕组 （或原绕组），这一侧称为一次侧（或原边）；另一个绕组与负 载相连，称为二次绕组（或副绕组），这一侧称为二次侧（或副 边）。
U1 一次侧接电源
U2
u1
二次侧接负载 u2
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对于三相变压器，根据两组绕组的相对位置，绕组可分为同 心式和交叠式两种，如以下两图所示。
铁心柱
铁轭
铁心由铁心柱和铁轭两部分组成。变压器的主磁路，为了
提高导磁性能和减少铁损，用厚为0.35-0.5mm、表面涂有绝缘
漆的热轧或冷轧硅钢片叠成。
变压器的铁心中，每片硅钢片为拼接片。在叠片时，采用叠
接式，即将上下两层叠片的接缝错开，可缩小接缝间隙，以减小
励磁电流。如下图所示。
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当采用冷轧硅钢片时，应用斜切钢片的叠装方法，可提高导 磁系数，降低损耗，如图3-5所示。
按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。 按铁心结构分：心式变压器和壳式变压器。
按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。
按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和 充气式变压器。
按容量分：小型、中型、大型和特大型变压器。
我国变压器的主要系列：SJL1（三相油浸铝线电力变压器）、
SEL1（三相强油风冷铝线电力变压器）、SFPSL1（三相强油风
冷三线圈铝线电力变压器）、SWPO（三相强油水冷自耦电力变
压器）等。
11
连接发电机与电网的升压变压器
连接发电机的 封闭母线
与电网相连 的高压出线端
12
三相干式变压器
接触调压器
13
电源变压器
环形变压器
控制变压器
14
三、变压器的工作原理
变压器的主要部件是一个铁心和套在铁
心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联 系。在一次绕组中加上交变电压，产生交链
e1
=
-
N1
dΦ dt
一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别 感应电动势e1、e2。根据电磁感应定律可写出 电动势的瞬时方程式：
Φ
i1
U1
e2
=
-
N2
dΦ dt
i2
u1
u1
e1
e2 u2 ZL
U2
u2
只要：(1)磁通有变化量;(2)一、二次绕组的匝数不同，就能 达到改变电压的目的。
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四、变压器的额定值
额定容量 SN ( kVA )
指铭牌规定的额定使用条件 下所能输出的视在功率。是 输出能力保证值。
单位：V·A、KV·A、MV·A 其实际输出功率取决于负载的大 小和性质，即P=Scosφ。
第三章 变压器
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.
第一节 变压器的工作原理、分类及和结构 第二节 变压器的空载运行 第三节 变压器的负载运行 第四节 变压器的等效电路及相量图 第五节 变压器参数的测定和标么值 第六节 变压器的运行特性 第七节 三相变压器 第八节 其它用途的变压器
额定电压 U1N
/
U2N ( kV
) 指长期运行时所能承受的工作电压， 单位：V、KV。
U1N是指根据绝缘强度和允许
U2N是指一次侧加额定
发热所规定的应加在一次绕组 上的正常电压有效值。
电压时二次侧的开路电 压。
在三相变压器中额定电压为线电压。
额定电流 I1N / I2 N ( A )
指在额定容量下，变压器在连续运行时允许通过的 最大电流有效值。在三相变压器中指的是线电流。
在测量上利用仪用变压器扩大对交流电压、电流的测量范围；
在电子设备和仪器中用小功率电源变压器提供多种电压，用 耦合变压器传递信号并隔离电路上的联系等等。
变压器虽然大小悬殊，用途各异，但其基本结构和工作原理 是相同的。
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第一节 变压器的工作原理、分类及结构
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一、变压器的基本结构
变压器的基本结构分为四个部分：①铁心—变压器的磁路； ②绕组—变压器的电路；③绝缘结构；④油箱等其它部分。 （一）铁心
单位：A
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三者关系： 单相：SN U1N I1N U2 N I2 N 三相：SN 3 U1N I1N 3 U2 N I2 N
额定频率fN
指电源频率，我国规定标准工频为50Hz。
此外，额定值还有效率、温升等。除额定值外，铭牌上还标 有变压器的相数、联结组和接线图、短路电压（或短路阻抗）的 标么值、变压器的运行方式及冷却方式等。