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1、第三章第一节 变压器概述,变压器是一种静止的电气设备。它利用电磁感应原理，把输入的交流电压升高或降低为同频率的交流输出电压，以满足高压输电、低压供电及其他用途的需要。 变压器在传递电功率的过程中，遵守能量守恒定律，即变压器输出的功率加上传递过程中损耗的功率，等于原边输入的功率。损耗的功率相对于所传递的功率来说是非常小的，因而变压器在额定运行时的效率是相当高的，一般可达到95以上，近代的巨型变压器的运行效率则在99以上。变压器的高效率对于现代电力系统是非常有意义的，因为大型电力系统中的升压和降压是多次进行的。,第三章第一节 变压器概述,众所周知，传送一定的电功率，电压越高则电流越小，所用导线的截
2、面积也越小，可以节约有色金属材料和钢材，达到减少投资和降低运行费用的目的。由于大型发电厂的交流发电机通常输出10.5千伏或16千伏的电压，而一般高压输电线路的电压为110、220、330或500千伏，现在最高已达765千伏，这就要求用变压器把发电机输出的电压升高后再送入输电线路。当电能输送到用电区后，为了用电安全，又必须用变压器把输电线路上的高电压降低为配电系统的电压等级。然后，再用变压器降压供给用户。,第三章第一节 变压器概述,电力系统中使用的变压器叫电力变压器，它是电力系统中的重要设备。 变压器除了应用在电力系统外，还应用在需要特种电源的场合。如供电给电炉、电热、电焊以及整流设备等。在自动
3、控制系统中，变压器作为能量传递的元件也用得十分广泛。,下图是一台变压器的工作原理示意图。接交流电源的绕组为一次绕组，接负载的绕组为二次绕组。变压器是利用电磁感应原理工作的，它的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。这两个绕组具有不同的匝数且互相绝缘，两绕组间只有磁的藕合,第三章第一节（续1） 变压器基本工作原理,而没有电的联系。若将一次绕组接到交流电源上，绕组中便有交流电流i1流过，在铁心中产生与外加电压u1相同频率的且与原、二次绕组同时交链的交变磁通中根据电磁感应原理，分别在两个绕组中感应出同频率的电动势e1和e2。,感应电势的值如右公式所示。若把负载接于二次绕组，在电动势e2的作用下，
4、就能向负载输出电能，即电流i2将流过负载，实现了电能的传递。,第三章第一节（续1） 变压器基本工作原理,一次、二次绕组感应电动势的大小正比于各自绕组的匝数，而绕组的感应电动势又近似于各自的电压，因此，只要改变绕组的匝数比，就能达到改变电压的目的，这就是变压器的变压原理。,第三章第一节（续2） 变压器结构,铁心和绕组 铁心和绕组是变压器最主要的部分。铁心按其结构形式又分为心式和壳式两种。心式铁心结构的变压器（简称心式变压器），其铁心被绕组包围着，右图为心式变压器绕组和铁心的装配示意图。心式变压器结构简单，绕组的装配及绝缘也较容易，国产电力变压器铁心主要用心式结构。,1铁心柱 2铁轭 3高压绕组
5、4低压绕组,第三章第一节（续2） 变压器结构,还有一种壳式铁心结构的变压器（简称壳式变压器），它的特点是铁心包围线圈。壳式变压器的机械强度好，但制造复杂、铁心材料消耗多，只在一些特殊变压器（如电炉变压器）中采用。其结构示意图如右图所示。,1铁心柱 2铁轭 3绕组,铁心和绕组,第三章第一节（续2） 变压器结构,变压器的铁心由铁心柱(外面套绕组的部分)和铁轭(连接铁心柱的部分)组成。为了减少铁心内的磁滞损耗与涡流损耗，铁心通常用0.35mm或0.5mm厚的硅钢片叠装而成，片间彼此绝缘。铁心磁回路不能有间隙，这样才能尽量减少变压器的励磁电流。因此相邻两层铁心叠片的接缝要相互错开。,将硅钢片进行特殊加
6、工、处理，使压延方向的磁导率大，称为取向性硅钢薄带（0.23mm）。沿压延方向通过磁通时，比普通硅钢片的饱和磁密高、铁损小、磁导率也大。用取向性硅钢薄带制成的变压器如右图所示的卷铁心结构。,变压器的绕组大多用包有绝缘的铜导线绕制而成，在中、小型变压器中也有用铝线代替铜线的。电压高的绕组为高压绕组，电压低的为低压绕组。绕组套在铁心柱上，低压绕组在里，高压绕组在外，这样距离小，绕组与铁心的尺寸都可以小些。,1油箱 2铁心及绕组 3储油柜 4散热筋 5高、低压绕组 6分接开关 7气体继电器 8信号温度计,第三章第一节（续2） 变压器结构,变压器还有许多附件，例如油枕(又叫储油柜、测温装置、气体继电器
7、、安全气道、散热器等。右图是一台油浸式电力变压器示意图。,每一台变压器的铭牌上都标注着变压器的型号、额定数据及其他数据。变压器的型号是用字母和数字表示的，字母表示类型，数字表示额定容量和额定电压。 SL为该变压器的基本型号，表示是一台三相自冷式矿物油浸双绕组铝线变压器。,第三章第一节（续3） 变压器型号、额定数据,第三章第一节（续3） 变压器型号、额定数据,第三章第一节（续3） 变压器型号、额定数据,此外，额定运行情况下变压器的效率、温升等数据均属于额定数据。,第三章第一节（续4） SGRB10半包封干式电力变压器系列,目前，我国部分水电厂、火电厂、钢铁、化工、矿井等高温、高湿、高污秽场所使用
8、SGRB10半包封干式电力变压器供电，此种变压器结构上采用固体（NOMEXH级浸渍漆）绝缘与气体（空气）绝缘相融合，高压线圈采用包绕式，低压线圈采用优质铜箔绕制而成。增强了NOMEX绝缘系列干式变压器的环境适应性。,其功能特点为：铁心采用30ZH120高导磁冷轧晶粒取向硅钢片，45全料接缝，无冲孔，降低了工艺损耗，空载损耗较GB/T102281997标准值降低20以上。低压线圈为箔绕式结构，选用NOMEX绝缘材料作层间和端部绝缘，引线铜排、铜箔经专用设备采用氩弧焊接，线圈整体烘干后经VPI真空压力浸渍高温烘焙固化成型。SGRB10与SG10相比机械强度高，消除螺旋角，轴向受力小，外形美观，制造
9、工时少。,高压线圈结构为多层圆筒式，纵向多气道结构，采用NOMEX纸包无氧扁铜线作导体，用NOMEX作层间绝缘，以H级成型绝缘材料作端部绝缘。外表包绕多层NOMEX纸，线圈整体烘干后，再经VPI真空压力浸渍烘焙固化成型。与SG10相比机械强度高，散热效果相当，防尘能力更强。器身夹紧结构采用方管作夹件，不锈钢拉板，压钉式结构，高压引线采用10kV交联电缆联结，并在整个变压器外表喷涂专用防水材料，形成防尘、防潮、防污闪的特殊保护层。与SG10相比，SGRB10整体受力更可靠，防潮性能更佳，用电更安全。,第三章第一节（续4） SGRB10半包封干式电力变压器系列,例31有一台三相变压器SN=180kW，UlN/U2Nl0kV/0.4kV，试求原、二次绕组的额定电流。,
