变压器基本工作原理及结构

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,配电变压器,宁夏电力公司培训课件,张国清,变 压 器,本章以一般用途的电力变压器为主要研究对象，着重分析单相变压器的工作原理、基本结构和运行情况，对其他用途的变压器作简单介绍。以期掌握变压器变换电压、电流的原理，理解变压器铭牌数据含义；学会正确使用各种变压器。,1,变压器：,是一种静止的电气设备。它是根据电磁感应的原理，将某一等级的交流电压和电流转换成同频率的另一等级电压和电流的设备。,2,作用：,变换交流电压、变换交流电流和变换阻抗。,日常生活中的,电能是怎样来的,从发电厂到用户的送电过程示意图,6.327KV,升压变压器,发电机组,降压变压器,配电变压器,10KV,35KV,66KV,110KV220KV500KV,10KV/0.4KV,配电变压器,输电变压器,3.1,变压器基本工作原理和结构,3.1.1,变压器的基本工作原理和分类,1.,工作原理,则,有效值,有效值,2.,变压器的分类,按用途分：,电力变压器,和,特种变压器,。,按绕组数目分：,单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。,按相数分：,单相变压器,、三相变压器和多相变压器。,按铁心结构分：,心式变压器,和壳式变压器。,按冷却介质和冷却方式分：,干式变压器,、油浸式变压器和充气式变压器。,油浸式变压器的主要结构部件：铁心、绕组、油箱、绝缘套管等。,3.1.2,变压器的基本结构,铁芯：磁路部分,绕组的基本型式,同心式,同心式,铁芯式变压器常用。高压绕组和低压绕组均做成圆筒形，然后同芯地套在铁芯柱上 ，为便于绝缘，通常低压绕组在里面，高压绕组在外面 ，中间加绝缘纸筒绝缘,三相心式变压器外观示意图,高压,低压,交叠式,铁壳式变压器常用。高压绕组和低压绕组各分为若干个线饼，沿着铁芯柱的高度交错地排列着 ，通常低压绕组靠近铁轭,绕组的基本型式,交叠式,1,额定容量,S,N,2,额定电压,U,N1,和,U,N2,3,额定电流,I,N1,和,I,N2,4,额定频率,f,3.1.3,变压器的额定值,电力变压器的型号及主要系列,3.2,单相变压器的空载运行,3.2.1,空载运行时的电磁关系,图,3-6,单相变压器的空载运行,N,1,N,2,1.,空载运行时的物理情况,1),在同一支路内，电压降,u,的正方向与电流,i,的正方向一致；,2),磁通,的正方向与电流,i,的正方向之间遵循右手螺旋定则；,3),磁通,的正方向与它所感生的感应电势,e,正方向之间遵循楞次定律。,变压器各电磁量正方向,（,1,）主磁通感应的电动势,主电动势,设,则,有效值,相量,当主磁通按正弦规律变化时，所产生的一次主电动势也按正弦规律变化，时间相位上滞后主磁通,90,。,E,1, f,、,N,1,、,m,2.,感应电动势分析,同理,可得副边感应电势,:,相量,有效值,根据主电动势的分析方法，有,漏电动势也可以用漏抗压降表示，即,漏电抗,漏电感,（,2,）漏磁通感应电动势,空载电流,主要作用是在铁心中建立磁场，产生主磁通,空载时的变压器实际上就是一个非线性,电感器,，其磁通量与电流的关系，服从于铁磁材料的磁化曲线,=,f(i,),磁化曲线,3.2.2,空载电流,空载电流的作用与组成,空载电流包含两个分量,励磁分量,，,作用是建立主磁通，相位与主磁通 相同，为,无功分量,铁损耗分量,，,作用是供给铁磁材料铁损（磁滞和涡流损耗），为,有功分量。,空载运行时从电源输入少量电功率 ，主要用来补偿铁心中的铁损耗,空载电流的性质和大小,性质,通常，,I,I,Fe,，,U,1,与,I,0,之间相位角 接近,90,空载电流可近似为,感性,大小,与导磁材料有关,一般变压器,I,0,% =,（,210,）,%,大容量变压器,I,0,%,1%,容量越大,I,0,%,越小,1.,电动势平衡方程,漏阻抗,一次侧,3.2.3,空载时的电动势方程,请注意：“电压决定磁通”,对电力变压器，,Z,1,很小，产生的漏阻抗的压降,I,0,Z,1,很小,U,1,E,1,or,1,1,电压决定磁通,当,k1,为降压变压器；,k1,为升压变压器。,对于三相变压器变比,k,是指原、副绕组的相电势,(,或相电压,),之比。,2.,变比,变压器空载运行时相量图,铁耗角,I,不再与,同相位,配电变压器,升压变压器,降压变压器,试验、仪用等变压器,电炉、整流变压器,干式变压器,油浸式变压器,强迫油循环电力变压器,单相变压器,三相变压器,芯式变压器,壳式变压器,