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1、模块1 变压器的工作原理 1.变压器的定义： 利用电磁感应原理，把一种电压等级的交 流电能变换为同频率的另一种电压等级交流 电能的静止电气设备。 2.变压器的用途： 变换电压，还能变换电流和阻抗，但不能 变换能量，只能传递能量或信号。 变压器在电力系统中起着传输、分配电能 的重要作用。 当远距离传输大功率电能时， 可以用变压器升高电压，减小电流，以降低 输电线路损耗，节省输电线材；在用户处， 还可以用变压器降低电压等级以满足配电和 安全用电的需要。 此外，变压器还广泛应用于电气测量、 自动控制、金属冶炼、焊接及其他方面。 3.变压器的基本工作原理： 一次侧二次侧 铁 芯 N1 N2 电源 负载
2、 可见，只要改变线圈的匝数，就能达到改变电压的目的。 简述： 变压器利用电磁感应原理，借助具 有不同匝数的原、副绕组之间的磁耦合作用， 改变原、副边电压、电流，而不改变频率，从 而实现交流电能传递的目的。 其中： 若 模块2 变压器的分类 1. 按用途分：电力变压器、调压变压器、仪用变压器、矿用变 压器、试验用变压器及特殊变压器（整流、电焊、脉冲变压器） 2. 按相数分：单相变压器和三相变压器和多相变压器； 3. 按线圈数：双线圈变压器、三线圈变压器和自耦变压器； 4、按铁心结构：心式变压器和壳式变压器； 5. 按冷却方式分：干式变压器，油浸式变压器（油浸自 冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环
3、冷却和强迫油循环导向冷却） 和充气式变压器等（如：充SF6的中小变压器）； 6.按容量分： 小型变压器-630KVA以下 中型变压器-800- 6300KVA 大型变压器-8000-63000KVA 特大型变压器-80000KVA及 以上 模块3 变压器的基本结构 电力变压器主要有两类： 1、干式变压器：容量较小，防火防爆性能好 ，无污染、免维护。 2、油浸式变压器：容量大、单位容量造价低 ，运行维护复杂； 下面以油浸式变压器为例，简介变压器的 基本结构。 一.油浸式变压器的基本结构 器身 （铁芯 绕组） 铭牌 安全气道 储油柜 气体继电器 油箱 高压套管 低压套管 分接开关 （一）铁心： 作
4、用：构成变压器的主磁路，兼作器身骨架 。 材料：0.230.35mm厚表面涂有绝缘漆膜的硅钢片迭 装而成的闭合框体。 结构：心式、壳式、渐开线式、成型卷片式 铁心结构： 心式： 结构简单，工艺性好，广泛采用 壳式： 机械强度好，但制造复杂，耗材多 心 式 壳 式 （二）绕组 作用 是变压器的电路部分，通过电磁感应实现交 流电能的传递 材料 一般用绝缘材料包裹的铜线或铝线绕成。 线圈在铁心上排列方式： 同心式-为了适应不同容量和电压等级的需要。 又分为圆筒式、连续式、螺旋式和纠结式。 交迭式-主要用于电焊变压器和电炉变压器。 要求每相至少有两个匝数不同绕组（特例：隔离变压器） 为便于线圈和铁心绝
5、缘，低压绕组靠近铁心柱在里面，高压绕组在外面（ 同时也便于分接开关制作）； 绕组绝缘: 1、主绝缘：绕组与铁芯之间、绕组与油箱之 间、高低压绕组之间以及相间绝缘； 2、纵绝缘：层间绝缘、匝间绝缘和段间绝缘 。 油箱及变压器油： 钟罩式油箱：大型变压器； 筒式油箱：其他变压器。 变压器油的作用：一是绝缘，二是冷却。 其他附属部件 1、油枕（储油柜） 2、安全气道（防爆管） 3、瓦斯继电器：轻瓦斯和重瓦斯 4、绝缘套管：单一绝缘套管（纯瓷、树脂） 复合绝缘套管（充油、充胶、充气） 电容式套管（油纸电容式、胶纸电容式 ） 5、调压装置：有载调压和无励磁调压 模块4 变压器的冷却方式简述 变压器运行时
6、产生的各种损耗全部转变为 热量，将使变压器的温度升高，加速其绝缘材 料老化，缩短变压器的使用寿命。为保证变压 器长期安全运行，需要对变压器实施冷却。 电力变压器常用冷却方式： 一、油浸自冷式 (7500KVA及以下） 二、油浸风冷式（10000KVA以上） 三、强迫油循环冷却（50000KVA以上） 四、强迫油循环导向冷却（巨型变压器） 1、型号: 表明变压器的基本类别和特点.由字母和数字组成。 耦合方式: 自耦: O ;一般不标 相数: 三相: S; 单相: D 冷却方式: 油风:F; 油自:; 油水:S; 迫风:FP; 迫油水:SP；G：干 绕组数: 双: ;三: S;调压方式:有载; Z
7、; 无载: ; 绕线材料: 铜: ; 铝: L 额定容量: KVA 高压绕组额定 电压: KV 模块5 变压器的铭牌数据 2.额定值： 额定功率:铭牌规定在额定使用条件下所输出的视在功率 。 单位：VA或 KVA 国际标准容量系列为R10 系列 即： = 1.2589256 50, 63, 80, 100, 125,160,200 315, 400 500, 630 800 1000 125016002000 额定电压:指变压器长时间运行所承受的工 作 电压。 单位：V或KV 规定加在一次侧的电压；单位：V或KV 一次侧加额定电压，二次侧空载时的端电压。 单位：V或KV 额定电流:变压器额定容
8、量下允许长期通过的电 流。 单位：A或KA (线电压） （线电流） 变压器的铭牌参数 2.额定值（续）： 单相变压器的关系式： 额定频率:我国工频：50Hz； 三相变压器的关系式： （对于双线圈变压器一、二次 侧的额定容量相等。） 温升:变压器某部分的温度与周围冷却介质温度之差 。 等级YAEBFHC 最高温 度 90105120130155180180 油浸变干式变家电 常用绝缘材料的分级 我国油浸电力变压器大都采用A级绝缘；干式变压器采用E级以上绝缘。 A级绝缘使用材料为浸渍处理过的有机材料。如：棉纱、丝、纸、木材、沥青等。 周围环境温度为40 ，变压器极限温度为105 绕组平均温度比油温
9、高10 为防止油质劣化，规定上层油温95 正常情况下使绝缘油不过速氧化，上层油温85 强迫油冷的，上层油温75 联接组别： 反映三相变压器对称运行时，表示高 、低压线圈的连接方式及高、低压侧对 应线电动势（或线电压）之间的相位关 系的表示式。 我国标准联接组别有：Yd11 YNd11 Yyn0 YNy0 Yy0 常用:Yd11 YNd11 Yyn0 江苏Dyn11 铭牌上的其他参数： 变压器效率 变压器接线图 阻抗电压：一般用百分数表示。即 从运行角度考虑，希望它小一些，以减少变 压器输出电压的波动。从限制短路电流的角度 考虑，则希望它大一些。 中小型变压器为4%10.5%，大型变压器为 12
10、.5%17.5%。 干式变、非晶变、卷铁芯变 简 介 一、干式变压器 干式变压器是指铁芯和绕组不 浸在绝缘液体中的变压器。 在结构上可分为以固体绝缘包 封绕组和不包封绕组。 铁心 选用优质冷轧晶粒取 向硅钢片，硅钢片本身 的磁滞振动小；设计时 合理选择磁通密度，保 证正常工作电压下有一 定的裕度，在系统电压 为1.1UN时不出现磁饱和 。 应用“整体铁芯”工艺 ，合理控制铁芯夹紧力 ，使整个铁芯成为一个 牢固的整体，保证了铁 芯具有良好的垂直度和 平整度，有效地降低了 噪音。 线圈 1、 高压绕组用铜线，低压绕 组用铜线或铜箔绕制，玻璃纤维毡 填充包绕，真空状态下用不加填料 的环氧树脂浇注，固
11、化后形成坚固 的圆筒形整体，机械强度高，局部 放电小，可靠性高。 2、 阻燃、防爆、不污染环境 。缠绕线圈的玻璃纤维等绝缘材料 具有自熄特性，热值小，不会因短 路产生自持性火灾，高热下树脂不 会产生有毒有害气体。 3、 线圈不吸潮，铁心夹件有 特殊的防蚀保护层，可在100%相对 湿度和其他恶劣环境中运行。间断 运行无须去潮处理。 4、 线圈内外侧树脂层薄，散 热性能好。 温控系统 温控系统由温度控制器和安装在产品热点位置的铂电阻测温 传感器构成。温度控制器具有温度显示和控制的功能，对变压器 的各相温度巡回显示和控制，若由于过载运行或故障引起变压器 绕组温度过高，温度控制器能发出报警信号；当绕组
12、温度超过安 全值时能自动跳闸。采用强迫风冷时则由温度控制器根据绕组温 度高低自动启停风机。 风机 防护外壳 防护外壳的防护登 记为IP20和IP23，IP20 可以防止直径大于 12mm的固体异物进入 壳体，IP23外壳除具有 IP20的防护功能外，还 可以防止与垂直位置成 60度角范围以内淋水进 入壳体。 外壳由铝合金、不 锈钢、冷轧板以及敷铝 锌板表面喷塑外壳。易 于拆卸，并可根据用户 的不同要求配套各种形 式的低压出线。 1. 干式变压器安装地点的海拔高度不 超过1000m，环境温度不高于400C。如果 海拔高度超过1000m，环境温度高于400C ，应按GB6450标准和有关规定作适当
13、的 定额调整。 2.一般安装在自然通风良好和清洁干 燥的场所，如果安装在地下室或其它通风 不良的地方，应考虑强制通风的问题。 （一）干式变压器的使用条件 1.具有难燃性、自熄性。 由于变压器事故引起火灾，造成人身 伤亡和重大经济损失事故还是不少的。为 了消除火源希望变压器本身具有难燃和自 熄的特性。干式变压器不易发生火灾，自 然就不易因火灾而爆炸，防火消防措施简 单，可分散安装在负荷中心，能充分靠近 用电点。 （二）干式变压器的特点 2. 损耗低。 变压器是电力系统中重要的电气设备， 提高变压器效率对节约电能的消耗有重大意 义。干式变压器设计时选用优质冷轧晶粒取 向硅钢片，采用450全斜接缝铁
14、芯、钢带扎紧 等一系列工艺，使铁芯损耗大幅度下降，节 能效果好，运行经济。 3机械强度高。 正常运行的变压器由于二次侧突然短 路，虽然短路的瞬变过程很短，但巨大的 冲击电流所产生的电磁力以及线圈的急剧 发热很可能使变压器损坏，因此变压器的 结构必须具备承受短路电流冲击的能力。 干式变压器线圈由于采用环氧树脂浇注结 构，机械强度很高，能保证在各种恶劣条 件下正常运行。 4绝缘性能好。 由于环氧树脂具有良好的耐湿性，且 绕组经过绕注后，与空气无直接接触，特性 稳定，电气绝缘性能好。通常使用干式变压 器的地方（大楼、地铁、机场、港口）一般 不直接与架空线路相连，因此大气过电压影 响比油浸式变压器要小
15、，对绝缘的影响主要 考虑操作过电压。另外、对任何防护等级的 干式变压器，都可配置风冷系统，以提高短 时过载能力，确保安全运行。 5噪声低。 变压器噪声主要由硅钢片的磁势 伸缩引起的，它由2倍电源频率基频和 包括高次谐波分量叠加而成。环氧树 脂变压器线圈压紧，定位采用硅橡胶 缓冲结构，线圈在噪声发生体铁芯柱 周围起了隔声壁的作用，从而使变压 器的振动和噪声得到改善。 1、环氧树脂干式变压器 环氧树脂是一种早就广泛应用的 化工原料，它不仅是一种难燃、阻燃 的材料，而且具有优越的电气性能， 已逐渐为电工制造业所采用。 用环氧树脂浇注或浸渍作包封的 干式变压器即称为环氧树脂干式变压 器。 2、气体绝缘
16、干式变压器 气体绝缘变压器为在密封的箱壳内充 以SF6气体代替绝缘油，利用SF6气体作为 变压器的绝缘介质和冷却介质 。它具有防 火、防爆、无燃烧危险，绝缘性能好，与 油浸变压器相比重量轻，防潮性能好，对 环境无任何限制，运行可靠性高，维护简 单等优点，缺点是过载能力稍差。 气体绝缘变压器的结构特点 1）气体绝缘变压器的工作部分（铁芯和绕组 ）与油浸变压器基本相同。 2）为保证气体绝缘变压器有良好的散热性能 ，气体绝缘变压器需要适当增大箱体的散热面 积，一般气体绝缘变压器采用片式散热器进行 自然风冷却。 3）气体绝缘变压器测量温度方式为热电偶 式测温装置，同时还需要装有密度继电器和真 空压力表。 4）气体绝缘变压器的箱壳上还装有充放气阀 门。 3、H级绝缘干式变压器 近年来除了常用的环氧树脂真空浇
