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变压器基本工作原理.doc
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变压器基本工作原理.doc
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第 1 章 变压器的根本知识和构造
1.1 变压器的根本原理和分类
一、变压器的根本工作原理
变压器是利用电磁感应定律把一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压
等级的交流电能。
变压器工作原理图
当原边绕组接到交流电源时,绕组中便有交流电流流过,并在铁心中产生与外加
电压频率一样的磁通,这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。原、副绕组的
感应分别表示为
那么
变比 k:表示原、副绕组的匝数比,也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组
的感应电势之比。
改变变压器的变比,就能改变输出电压。但应注意,变压器不能改变电能的频率。
二、电力变压器的分类
变压器的种类很多,可按其用途、相数、构造、调压方式、冷却方式等不同来进展
分类。
按用途分类:升压变压器、降压变压器;
按相数分类:单相变压器和三相变压器;
按线圈数分类:双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器;
按铁心构造分类:心式变压器和壳式变压器;
按调压方式分类:无载〔无励磁〕调压变压器、有载调压变压器;
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按冷却介质和冷却方式分类:油浸式变压器和干式变压器等;
按容量大小分类:小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。
三相油浸式电力变压器的外形,见图 1,铁心和绕组是变压器的主要部件,称为器
身见图 2,器身放在油箱部。
1.2 电力变压器的构造
一、铁心
1.铁心的材料
采用高磁导率的铁磁材料—0.35~0.5mm 厚的硅钢片叠成。
为了提高磁路的导磁性能,减小铁心中的磁滞、涡流损耗。变压器用的硅钢片其含
硅量比拟高。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。
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构造 。
二、绕组
1.绕组的材料
铜或铝导线包绕绝缘纸以后绕制而成。
2.形式
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圆筒式、螺旋式、连续式、纠结式等构造。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,两个绕组之间留有油道。变压器绕组外
形如下图 。
三、油箱及其他附件
1.油箱
变压器油的作用:加强变压器部绝缘强度和散热作用。
要求:用质量好的钢板焊接而成,能承受一定压力,某些部位必须具有防磁化性能。
形式:大型变压器油箱均采用了钟罩式构造;小型变压器采用吊器身式。
2.储油柜
作用: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。
在大型电力变压器的储油柜还安放一个特殊的空气胶囊,它通过呼吸器与外界相通,
空气胶囊阻止了储油柜中变压器油与外界空气接触。。
3.呼吸器
作用:装硅胶的枯燥器,与油枕连通,为了使潮气不能进入油枕使油劣化。
硅胶对空气中水份具有很强的吸附作用,枯燥状态状态为兰色,吸潮饱和后变为粉
红色。吸潮的硅胶可以再生。
4.冷却器
作用:加强散热。
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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。
5.绝缘套管
作用:使绕组引出线与油箱绝缘。
绝缘套管一般是瓷的,其构造取决于电压等级。1kV 以下采用实心磁套管,10~
35kV 采用空心充气或充油式套管,110kV 及以上采用电容式套管。为了增大外外表
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。
6.分接开关
作用: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假设干抽头,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展切换。分接开关安装在油箱,其控制箱在油箱外,
有载调压分接开关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。
7.压力释放阀
作用:为防止变压器部发生严重故障而产生大量气体,引起变压器发生爆炸。
8.气体继电器〔瓦斯继电器〕
作用:变压器的一种保护装置,安装在油箱与储油柜的连接收道中,当变压器部发
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
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wsbhm62
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