常用元器件变压器讲解

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1、基础知识讲座 常用元器件“变压器” 变压器 功能：将电能转换成电能的装置， 可以形成升压或降压。 分类：根据不同的分类依据，变压 器可以分成若干种类，详见下表： 变压器分类（一 功能） 类别主要特点应用范围 升压变压 器 一次绕组 匝数少，二次绕组 匝 数多 供升高电压 用 降压变压 器 一次绕组 匝数多，二次绕组 匝 数少 供降低电压 用 联络变压 器 一、二次绕组 匝数取决于一、二 次系统电压 供不同电压 系统联 络用 配电变压 器 直接供用电负载 的降压变压 器供降压配电用 变压器分类（二 相数） 类别主要特点应用范围 单相变压 器 只有一个铁心、两个绕组 。单台 可供单相负载 。三台按

2、一定方式 联结 起来可组成三相变压 器组， 可用来变换 三相电压 ，而每台单 相容量只有三相容量的1/3，因而 每台变压 器的体积、重量均较小 ，制造、运输较 方便。 在大电力系统中，当 容量很大时及配电系 统中单相负载 很大 或专对单 相负载 （ 如路灯）供电时 采用 。电力系统中用的接 成三相变压 器组 三相变压 器 一般双绕组 三相变压 器有六个绕 组（其中三个一次绕组 ，三个二 次绕组 ）和一个共同的三芯柱铁 心。在三相容量相同的情况下，它 与三台单相组成的变压 器相比具 有造价低、占地小等优点 广泛用于工厂供电系 统中及城市配电系 统中，在大电力系 统中当容量不太大时 也优先采用 变

3、压器分类（三 绕组型式） 类别主要特点应用范围 双绕组 变压 器 每相两个绕组 ，其中一个为一次绕组 ， 另一个为二次绕组 ，可变换 一个电压 。 一、二次绕组 之间通过磁路联系没有电 联系。 广泛用于变换 一个 电压 的场合 三绕组 变压 器 每相三个绕组 ，其中一个为一次绕组 ， 另两个为二次绕组 ，可将一次电压变换 为两个二次电压 。三个绕组 之间也只有 磁联系 用于需要两个二次 电压 的场合 自耦 变压 器 二次绕组 与一次绕组 有一部分是公用的 ，即有一部分绕组为 公用绕组 ，因此其 一、二次绕组间 除有磁联系外，尚有电 联系。与普通变压 器相比具有体积小、 节约 材料和投资、运行费

4、用低等特点 常用于电力系统中 做联络变压 器用。 自耦变压 器在实验 室中应用甚为普遍 ，主要作为调压 用 变压器分类（四 绕组材料） 类别主要特点应用范围 铜绕 组 变压 器 绕组 材质为铜 。与同容量的铝绕组变压 器相比，导体材料用量少，是外形尺寸略 有缩小，但价格较贵 用于大容量变压 器 及低损耗配电变压 器，应用越来越广 泛 铝绕 组 变压 器 绕组 材质为铝 。铝绕组变压 器与同容量 的铜绕组变压 器在功率损耗方面基本相 同，只是用材较多，但价较低廉 用作配电变压 器 变压器分类（五 绕组绝缘） 类别主要特点应用范围 油浸式 变压 器 绕组 和铁心浸于绝缘 油中。绝缘 油除具 有绝缘

5、 的功能外，还有散热和灭弧的功 能。油浸式变压 器与干式变压 器相比， 具有较好的绝缘 和散热性能，且价较低 廉，便于检修，但油为可燃物质，故有 易燃易爆的危险 广泛用作电力变压 器，但不宜用于易 燃易爆场所 干式 变压 器 绕组 和铁心不浸在绝缘 油中。干式变压 器有三种类型（1）开启式，其绕组 和铁 心直接置于大气中，利用空气来绝缘 和散 热；（2）封闭式，其绕组 和铁心被密封 在外壳内，因而散热条件差，只用于矿井 等环境；（3）浇注式，用浇注的环氧树 脂作为绝缘 和散热介质，结构简单 ，体 积小，重量轻主要用于小容量配电变压 器 广泛用于安全防火 要求较高的场所， 如高层建筑的屋内 变电

6、 所、地下变电 所、国防工程及矿 井内变压 装置等 变压器分类（六 冷却方式） 类别主要特点应用范围 自冷式 变压 器 利用绕组 和铁心周围介质来自然地散热 冷却，因此最为简单经济 。油浸式变压 器则利用其绝缘 油的自然循环冷却。 一般中小容量的电 力变压 器多为自冷 式 风冷式 变压 器 利用通风机来给变压 器通风散热。油浸 式变压 器的风扇通常安装在每组散热油 管的内侧或底部。 用于大容量电力变 压器及散热条件较 差的场所 强迫油 冷式 变压 器 利用油泵来强迫油浸式变压 器的绝缘 油 加速循环散热冷却。 用于大容量的油浸 式变压 器 水冷式 变压 器 利用冷却的循环水或喷射的冷却水来带

7、走油浸式变压 器散热油管的热量。 用于大容量的油浸 式变压 器 变压器分类（七 调压方式） 类别主要特点应用范围 无载调 压变 压器 又称“无励磁调压变压 器”，在变压 器高压 绕组 上有“UN5UN”的分接头，可利用变 压器外壳上面装设的分接开关在变压 器断 电时进 行调节 。在二次电压总 的接近于 额定值时 ，则分接开关置于UN的主接头位 置。如二次电压总 的高于额定值时 ，则分 接开关应置于5UN的分接头位置。如 二次电压总 的低压额 定值时 ，则分接开关 应置于5UN的分接头位置。这种变压 器较为经济 ，但不能随负载变动进 行调 压。 广泛应用于对调 压要求不是很高 的场所，特别是 1

8、0kV及以下的配 电变压 器宜优先 选用这种型式 有载调 压变 压器 它配有有载分接开关、有载调压 控制器及 有关附件。能在负载 下调节变压 器一次绕 组的分接头，使其输出电压稳 定在规定的 范围内，满足负载对 低压水平的要求。 主要用于10kV及 以上电力系统中 对低压水平要求 很高的场所 变压器分类（八 铁芯材质） 类别主要特点应用范围 热轧 硅 钢片的 变压 器 热轧 硅钢片采用热轧 工艺制成，与冷轧 硅钢片比较，其导磁性能差，铁损较 大 老的变压 器一般采 用此种硅钢片铁芯 ，现已不再使用 冷轧硅 钢片的 变压 器 冷轧硅钢片采用冷轧工艺制成，与热轧 硅钢片比较，其导磁性能好，铁损较

9、小 新的变压 器均采用 此种硅钢片铁芯 变压器分类（九 结构类型） 类别主要特点应用范围 普通变 压器 包括一般油浸式和干式变压 器。其导电 部分是外露的 应用于一般正常环 境 全封闭 变压 器 具有密封结构，将导电 部分密封，具有 防尘、防腐、防爆功能 用于多尘、有腐蚀 及易爆场所 防雷变 压器 其联结 方式特别，耐雷水平比较高用于多雷地区 变压器的结构组成 变压器是用来改变交流电压大小的电气 设备。根据电磁感应的原理，把某一等 级的交流电压变换成另一等级的交流电 压，以满足不同负荷的需要。 一般是由铁芯、绕组、油箱、绝缘套管 和冷却系统等五个主要部分构成。 变压器分类（十 其他） 变压器分

10、为电力变压器和特种变压器。电力变压 器又分为油浸式和干式两种。目前，油浸式变压 器用作升压变压器、降压变压器、联络变压器、 和配电变压器，干式变压器只在部分配电变压器 中采用。 不同电压等级的变压器 油变分类（铁芯类型）：叠铁芯和卷铁芯 油变分类（密封型式）：全密封和非全密封（带 油枕） 干变分类（低压绕组型式）：箔绕和线绕 干变分类（绝缘介质）：树脂浇注和杜邦纸缠绕 或称为：全包封和半包封 油变和干变的区别 绝缘介质不同：油变为绝缘油做为绝缘介质，干 变的绝缘介质为环氧树脂或杜邦绝缘纸 油变的造价低，干变的造价高 油变故障易产生火灾，干变故障不易产生火灾 油变的过载能力差，干变的过载能力强

11、油变的变压器绝缘油散热靠传导和对流，干变的 散热靠空气的对流（包括自然通风和强制通风） 全密封变压器和非全密封变压器的 区别 全密封变压器无油枕，非全密封变压器有 油枕，油枕的作用：储油，提高变压器油 液面 散热片型式不同：全密封变压器为波纹式 散热片，非全密封变压器为膨胀式散热片 ，造成体积大小不同全密封变压器体积较 小 油位显示位置不同：全密封变压器油位显 示有专用油标，非全密封变压器油位显示 在油枕上 干式变压器图片 油浸式变压器 图片 全密封变压器 全密封外形带油枕 非全密封变压器 美式变压器图片 美式箱变外观 美式箱变内部 电力变压器的基本特性 类别名称符号单位说明 输入/输出 电气

12、量 电压 变比 电流 功率（容量） 相数 频率 U1/U2 K I1/I2 S1/S2 m f1/f2 kV或V A kVA Hz 对三相变压 器，指线 电压 S1S2 单相或三相 f1f2 损耗空载损 耗 负载损 耗 效率 温升 P0 Pk W或kW W或kW % 铁损 ，近似不变损 耗 铜损 ，依负载 大小变 化 其他短路电压 联结组 uK 原、副边电压 相位差 变压器容量 类别容量等级（kVA）说明 国家规定 额定容量 30，50，63，80，100， 125，160，200，250， 315，400，500，630， 800，1000，1250，1600 ，2000，2500 按R10

13、优先数系列排列 电力变压器的容量又称为表观功率或视在功率，是指变压电力变压器的容量又称为表观功率或视在功率，是指变压 器二次侧输出功率，通常用器二次侧输出功率，通常用kVAkVA表示。三相电力变压器的表示。三相电力变压器的 额定容量等级见下表，组成三相变压器组的单相变压器为额定容量等级见下表，组成三相变压器组的单相变压器为 表中数值的表中数值的1/31/3。 额定电压和电压比 在正常运行时规定加在一次侧的端电压称为一次侧额定电在正常运行时规定加在一次侧的端电压称为一次侧额定电 压（压（U U1N1N）。当变压器空载时，一次侧加上额定电压后，二）。当变压器空载时，一次侧加上额定电压后，二 次侧测

14、量到的电压，称为二次侧额定电压（次侧测量到的电压，称为二次侧额定电压（U U2N2N）。在三相）。在三相 变压器中，额定电压均指线电压。变压器中，额定电压均指线电压。 空载时，变压器一次与二次侧端电压之比称为电压比空载时，变压器一次与二次侧端电压之比称为电压比K K。 K K U U1N1N/U/U2N2N 对于单相变压器和绕组联结方式相同（对于单相变压器和绕组联结方式相同（Y/YY/Y或或/ /）的三）的三 相变压器，电压比即为绕组匝数比。相变压器，电压比即为绕组匝数比。 K K1 1为降压变压器，为降压变压器，K K1 1为升压变压器。为升压变压器。 额定电流 在正常运行时，即变压器二次侧

15、输出额定容量时，一、二在正常运行时，即变压器二次侧输出额定容量时，一、二 次侧流过的电流称为额定电流（次侧流过的电流称为额定电流（I I1N1N、 I I2N2N），在三相变压器），在三相变压器 中，此电流均指线电流。中，此电流均指线电流。 单相时，单相时， I I1N1NS S N N /U/U1N1N I I2N2NS S N N /U/U2N2N 三相时，三相时， I I1N1NS S N N /3U/3U1N1N I I2N2NS S N N /3U/3U2N2N 式中，式中， S S N N 变压器的额定容量，变压器的额定容量，kVAkVA U U 1N1N、 U U2N2N一、二次

16、额定电压，一、二次额定电压，kVkV 短路电压 在额定频率下，变压器一次侧绕组短接，另一侧施加电压在额定频率下，变压器一次侧绕组短接，另一侧施加电压 ，当电流达到额定值时，外施的电压称为短路电压，亦称，当电流达到额定值时，外施的电压称为短路电压，亦称 阻抗电压。用百分数表示为：阻抗电压。用百分数表示为： 单相时，单相时， u u K K I I N N ZZ K K /U/UN N 100%100% U U Z Z /U/UN N 100%100% 式中，式中， U U Z Z 外施电压；外施电压； U U N N 外施电源一侧的变压器额定电压；外施电源一侧的变压器额定电压； I I N N 外施电源一侧的变压器额定电流；外施电源一侧的变压器额定电流； Z Z K K 变压器的短路阻抗；变