变压器基础知识

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1、变压器基础知识变压器基础知识 第第 1 1 页页 共共 9 9 页页变压器基础知识变压器基础知识匝数比与电压比成正比，与电流比成反比。匝数比与电压比成正比，与电流比成反比。2 变压器分类变压器分类按用途分类：电力变压器、整流变压器、电炉变压器、接地变压器、电抗器按用途分类：电力变压器、整流变压器、电炉变压器、接地变压器、电抗器 等等 按绝缘方式分类：油浸变压器、干式变压器等按绝缘方式分类：油浸变压器、干式变压器等 按耐热等级分类：按耐热等级分类：A、E、B、F、H、N、C 级变压器级变压器变压器基础知识变压器基础知识 第第 2 2 页页 共共 9 9 页页变压器基础知识变压器基础知识 第第 3

2、 3 页页 共共 9 9 页页4 技术要求与设计、工艺的关系技术要求与设计、工艺的关系空载损耗空载损耗选用合适的硅钢片的牌号；最高磁密选取还受联接组别的限制，选用合适的硅钢片的牌号；最高磁密选取还受联接组别的限制， 为控制进入非线性区产生高次谐波，为控制进入非线性区产生高次谐波，Yy0zYy0z 型最高磁密限制在型最高磁密限制在 1.73T1.73T，dydy 或或 YdYd 型可取到型可取到 1.81T1.81T；取向片的空载损耗工艺系数；取向片的空载损耗工艺系数 与斜接缝的形式有关，与斜接缝的形式有关，3 接缝比单接缝的空载损耗可降低接缝比单接缝的空载损耗可降低 5-5- 7%7%，铁心直

3、径越小越明显。，铁心直径越小越明显。 负载损耗负载损耗由线圈电阻损耗（导线的电流密度和导线长度）由线圈电阻损耗（导线的电流密度和导线长度） 、涡流损耗、漏、涡流损耗、漏 磁场在钢结构中产生的杂散损耗、引线损耗组成。减少导线长磁场在钢结构中产生的杂散损耗、引线损耗组成。减少导线长 度（减少匝数或减小线圈厚度）就会增加硅钢片的重量，这就度（减少匝数或减小线圈厚度）就会增加硅钢片的重量，这就 形成了不同的方案。形成了不同的方案。 阻抗阻抗漏磁场产生，取决于线圈的几何尺寸，即漏磁场面积、气（油）道、漏磁场产生，取决于线圈的几何尺寸，即漏磁场面积、气（油）道、 安匝数、铁心窗高与窗宽比等。气（油）道宽度

4、对材料成本的安匝数、铁心窗高与窗宽比等。气（油）道宽度对材料成本的变压器基础知识变压器基础知识 第第 4 4 页页 共共 9 9 页页影响较大，它影响了铁窗面积。又决定了线圈温升。影响较大，它影响了铁窗面积。又决定了线圈温升。 温升温升线圈损耗、绝缘材料及其厚度、散热面，气（油）道；线圈损耗、绝缘材料及其厚度、散热面，气（油）道；绕组上的损耗功率是绕组温升的热源绕组上的损耗功率是绕组温升的热源, ,这是比较好算的这是比较好算的. .而绕组而绕组 的散热则是一个比较复杂的问题的散热则是一个比较复杂的问题. .在绕组内部热量通过传导的方在绕组内部热量通过传导的方 式传到绕组的表面式传到绕组的表面,

5、 ,在表面则通过对流和辐射的方式传到外界环在表面则通过对流和辐射的方式传到外界环 境中去境中去. .当绕组的发热与散热达到平衡时当绕组的发热与散热达到平衡时, ,就是绕组的稳定温升。就是绕组的稳定温升。绕组的散热是一个复杂过程。影响绕组散热的主要因素：绕组温绕组的散热是一个复杂过程。影响绕组散热的主要因素：绕组温 度；绝缘层厚；绕组外包绝缘厚：绕组外包绝缘材料的散热性能；度；绝缘层厚；绕组外包绝缘厚：绕组外包绝缘材料的散热性能； 散热气道的宽度和长度；气流速度；铁芯和相邻绕组散热的影响散热气道的宽度和长度；气流速度；铁芯和相邻绕组散热的影响 等。因而绕组温升计算随其所用绝缘材料和结构的不同而不

6、同。等。因而绕组温升计算随其所用绝缘材料和结构的不同而不同。 不同结构的绕组温升计算应根据温升试验数据来修正计算公式的不同结构的绕组温升计算应根据温升试验数据来修正计算公式的 系数。系数。 K K Q Q X X Q Q = = W WS S S S = = ii SiSi式中：式中： 绕组温升；绕组温升； K系数；系数；X与散热效果有关的系数与散热效果有关的系数,散热越好散热越好 X 的值越小；的值越小； Q Q 绕组的单位热负荷绕组的单位热负荷 W/mW/m2 2W W参考温度下的绕组损耗功率参考温度下的绕组损耗功率 W WS S 等效散热面等效散热面 m m2 2SiSi 绕组散热面绕组

7、散热面 m m2 2ii 散热系数散热系数 当温升范围较大时，用一个计算公式可能会首尾不能兼顾，需要当温升范围较大时，用一个计算公式可能会首尾不能兼顾，需要 用两个以上的公式，它们的用两个以上的公式，它们的 X 值不同，即在对数座标上的斜率不值不同，即在对数座标上的斜率不 同。实际上是由在对数座标上几条直线组成的近似曲线。同。实际上是由在对数座标上几条直线组成的近似曲线。 如果计算所得温升离参考温度很远，由于计算所用绕组损耗功率如果计算所得温升离参考温度很远，由于计算所用绕组损耗功率 离实际功率差得太大而误差很大，则应调整计算绕组损耗功率所离实际功率差得太大而误差很大，则应调整计算绕组损耗功率

8、所 用的参考温度。用的参考温度。变压器基础知识变压器基础知识 第第 5 5 页页 共共 9 9 页页耐热等级耐热等级取决于绝缘材料的耐热水平取决于绝缘材料的耐热水平干式变压器耐热绝缘等级干式变压器耐热绝缘等级 耐热等级耐热等级 A E B F H N C 满载温度满载温度 105 120 130 155 180 200 220 线圈温升线圈温升 K 60 75 80 100 125 135 150 参考温度参考温度 80 95 100 120 145 155 170 线圈热点温度线圈热点温度 95 110 120 145 175 190 210绝缘水平绝缘水平 是产品设计、制造、检验非常重要的

9、项目。是产品设计、制造、检验非常重要的项目。变压器基础知识变压器基础知识 第第 6 6 页页 共共 9 9 页页声级声级噪声水平噪声水平 变压器本体噪声的原因：变压器本体噪声的原因： 1 1） 硅钢片的磁致伸缩引起的铁心振动；硅钢片的磁致伸缩引起的铁心振动； 2 2） 硅钢片接缝处和叠片之间存在着因漏磁而产生的电磁吸引力，硅钢片接缝处和叠片之间存在着因漏磁而产生的电磁吸引力， 引起的铁心振动；引起的铁心振动； 3 3） 当绕组有负载电流通过时，负载电流产生的漏磁引起绕组、油当绕组有负载电流通过时，负载电流产生的漏磁引起绕组、油 箱壁的振动；箱壁的振动； 4 4） 带有气隙的铁心电抗器，还有心柱

10、气隙中非磁性材料垫片处的带有气隙的铁心电抗器，还有心柱气隙中非磁性材料垫片处的 漏磁引起的铁心振动。漏磁引起的铁心振动。降低变压器本体噪声的措施：降低变压器本体噪声的措施： 1 1） 使用磁致伸缩小的优质硅钢片；使用磁致伸缩小的优质硅钢片； 2 2） 降低变压器的工作磁密，当磁密降到降低变压器的工作磁密，当磁密降到 1.4T1.4T 左右时，负载电流产左右时，负载电流产 生的漏磁引起绕组、油箱壁的振动，将与硅钢片的磁致伸缩引生的漏磁引起绕组、油箱壁的振动，将与硅钢片的磁致伸缩引 起的铁心振动相接近；起的铁心振动相接近； 3 3） 采用斜接缝，阶梯斜接缝，由于改善了铁心转角处的磁通分布，采用斜接

11、缝，阶梯斜接缝，由于改善了铁心转角处的磁通分布， 可降低噪声；可降低噪声； 4 4） 防震垫；防震垫； 5 5） 夹紧力夹紧力铁心的夹紧力有一个最佳值（铁心的夹紧力有一个最佳值（0.080.080.12MPa,0.12MPa,心柱心柱 的相对挠度的相对挠度0.2%0.2%） ，夹紧力太低时硅钢片的将使铁心产生弯曲，夹紧力太低时硅钢片的将使铁心产生弯曲变压器基础知识变压器基础知识 第第 7 7 页页 共共 9 9 页页变形，致使磁致伸缩增大，夹紧力太大时，磁致伸缩增大，两变形，致使磁致伸缩增大，夹紧力太大时，磁致伸缩增大，两 种情况均使噪声增大。种情况均使噪声增大。 对铁心的拉伸力越大噪声越小；

12、对铁心的拉伸力越大噪声越小； 6 6） 采用先进的加工工艺，剪切、叠积和起立，特别要防止弯曲应采用先进的加工工艺，剪切、叠积和起立，特别要防止弯曲应 力使硅钢片磁致伸缩增大，绑带要有足够大的紧固力，且绑带力使硅钢片磁致伸缩增大，绑带要有足够大的紧固力，且绑带 的紧固力应均匀，使铁心叠片保持平直没有波浪状变形；的紧固力应均匀，使铁心叠片保持平直没有波浪状变形； 7 7） 铁心的几何尺寸应避免产生谐振；铁心的几何尺寸应避免产生谐振； 8 8） 降低冷却风扇的噪声。降低冷却风扇的噪声。变压器局部放电变压器局部放电变压器基础知识变压器基础知识 第第 8 8 页页 共共 9 9 页页1 1） 绝缘材料的

13、绝缘品质绝缘材料的绝缘品质 绝缘材料选用。绝缘材料选用。 2 2） 设计的绝缘结构设计的绝缘结构 绝缘距离；绝缘距离； 3） 制造工艺制造工艺电磁线毛刺；清洁度和金属异物；真空处理控制是否严格；绕电磁线毛刺；清洁度和金属异物；真空处理控制是否严格；绕 组和引线绝缘距离；绝缘垫块和引线绝缘支架的质量。组和引线绝缘距离；绝缘垫块和引线绝缘支架的质量。 生产车间封闭，控制降尘量生产车间封闭，控制降尘量真空处理（浇注）设备真空处理（浇注）设备变压器短路承受能力变压器短路承受能力变压器的潜在质量变压器的潜在质量坏。在设计方面对大容量产品应考虑安匝平衡，绕组坏。在设计方面对大容量产品应考虑安匝平衡，绕组结构，垫块配置，引线装配等方面。在制造方面线圈结构，垫块配置，引线装配等方面。在制造方面线圈绕制是否紧实，装配时内外线圈同心度，垫块压紧，绕制是否紧实，装配时内外线圈同心度，垫块压紧，变压器基础知识变压器基础知识 第第 9 9 页页 共共 9 9 页页引线支架等方面都是关键。引线支架等方面都是关键。