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1、feifei45,变压器结构与原理,作者 feifei45,feifei45,变压器是一种静止的电气设备,它通过电磁感应的作用,把一种电压的交流电能变换成频率相同的另一种电压的交流电能。,在电力系统中和生产生活中,变压器应用非常广泛。,feifei45,油浸式变压器在电力系统使用最为广泛,三相油浸式电力变压器的外形如图 。其基本结构可分成以下几个部分:铁心、绕组、绝缘套管、油箱及其他附件等。 铁心和绕组是变压器的主要部件,称为器身,如图 ,器身放在油箱内部。,feifei45,变压器是通过电磁感应实现两个电路之间能量的,因此它必须具有电路和磁路两个基本部分。,作为电路的是两个或几个匝数不同且彼
2、此绝缘的绕组,作为磁路的是一个闭合铁心。,feifei45,变压器是由套在闭合铁心上的原、副两线圈组成,一、变压器的结构,feifei45,铁心(磁路部分),铁心的材料,为了提高磁路的导磁性能,减小铁心中的磁滞、涡流损耗,铁心一般采用高磁导率的铁磁材料0.350.5mm厚的硅钢片叠成。变压器用的硅钢片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆,这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。,feifei45,(2)铁心形式,铁心是变压器的主磁路,电力变压器的铁心主要采用心式结构 ,它是将A、B、C三相的绕组分别放在三个铁心柱上,三个铁心柱由上、下两个铁轭连接起来,构成闭合磁路。如图,feifei45,
3、绕组,绕组是变压器的电路部分,它是由铜或铝的绝缘导线绕制而成。为了便于绝缘,低压绕组靠近铁心柱,高压绕组套在低压绕组外面。,feifei45,油箱,油浸式变压器均要有一个油箱,装入变压器油后,将组装好的器身装入其中,以保证变压器正常工作。变压器油用作加强变压器内部绝缘强度和散热作用。,feifei45,储油柜,变压器在运行中,随着油温的变化,油的体积会膨胀和收缩,为了减少油与外界空气的接触面积,减小变压器受潮和氧化的概率,通常在变压器上部安装一个储油柜(俗称油枕)。,feifei45,呼吸器,变压器随着负荷和气温变化,各变压器油温不断变化,这样油枕内的油位随着整个变压器油的膨胀和收缩而发生变化
4、,为了使潮气不能进入油枕使油劣化,将油枕用一个管子从上部连通到一个内装硅胶的干燥器(俗称呼吸器),硅胶对空气中水份具有很强的吸附作用,干燥状态状态为兰色,吸潮饱和后变为粉红色。吸潮的硅胶可以再生。,feifei45,冷却器,直接装配在变压器油箱壁上,对于强迫油循环风冷变压器,电动泵从油箱顶部抽出热油送入散热器管簇中,这些管簇的外表受到来自风扇的冷空气吹拂,使热量散失到空气中去,经过冷却后的油从变压器油箱底部重新回到变压器油箱内。无论电动泵装在冷却器上部还是下部,其作用是一样的。,feifei45,绝缘套管,变压器绕组的引出线从油箱内部引到箱外时必须经过绝缘套管,使引线与油箱绝缘。绝缘套管一般是
5、陶瓷的,其结构取决于电压等级。1kV以下采用实心磁套管,1035kV采用空心充气或充油式套管,110kV及以上采用电容式套管。为了增大外表面放电距离,套管外形做成多级伞形裙边。电压等级越高,级数越多。,feifei45,分接开关,变压器常用改变绕组匝数的方法来调压。一般从变压器的高压绕组引出若干抽头,称为分接头,用以切换分接头的装置叫分接开关。分接开关分为无载调压和有载调压两种,前者必须在变压器停电的情况下切换;后者可以在变压器带负载情况下进行切换。分接开关安装在油箱内,其控制箱在油箱外,有载调压分接开关内的变压器油是完全独立的,它也有配套的油箱、瓦斯继电器、呼吸器。,feifei45,压力释
6、放阀,当变压器内部发生严重故障而产生大量气体时,油箱内压力迅速增加,为防止变压器发生爆炸,油箱上安装压力释放阀。,feifei45,气体继电器,气体继电器又称为瓦斯继电器,是变压器的一种保护装置,安装在油箱与储油柜的连接管道中,当变压器内部发生故障时(如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故、油箱漏油使油面下降较多等)产生的气体和油流,迫使气体继电器动作。轻者发出信号,以便运行人员及时处理。重者使断路器跳闸,以保护变压器。,feifei45,二、变压器的工作原理,简单的说,变压器的工作原理就是电磁感应原理,也就是“动电生磁,动磁生电”的过程。,feifei45,跟电源连接的线圈叫原线圈,也叫初级线圈,跟
7、负载连接的线圈叫副线圈,也叫次级线圈,两线圈由绝缘导线绕制,铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成,n1,n2,电路中的符号,feifei45,feifei45,feifei45,变压器的变压原理,(1)电动势关系 由于电磁感应现象,原、副线圈中具有相同的t根据电磁感应定律有:,所以,,feifei45,(2)电压关系,如果不计原、副线圈的电阻,则有 :,所以:,n2 n1时,U2U1,这种变压器叫做升压变压器,n2 n1时,U2U1,这种变压器叫做降压变压器,所以,只要匝数不同,就可得到不同输出电压,这就变压器的变压原理。,feifei45,()电流关系,由于不存在各种电磁能量损失,输入功率等于输
8、出功率 P1=P2,即:U1I1= U2I2,所以:,变压器高压线圈匝数多而通过的电流小,可用较细的导线绕制,低压线圈匝数少而通过电流大,应用较粗的导线绕制,feifei45,需要注意:,变压器能不能变换直流? 变压器虽能改变电压、电流,但不能改变功率和频率,输入功率总等于输出的总功率,次级交变电流的频率总等于初级交变电流的频率,feifei45,小结:,变压器由套在闭合铁芯上的原、副线圈组成,电磁感应是变压器工作的基础.对于理想变压器有:,P1=P2 ,feifei45,习题:1、变压器能否用来变直流? 2、叙述的变压器基本结构与原理。,feifei45,谢谢!,feifei45,feifei45,