第1章变压器的用途、分类与结构

1、第一篇 变压器第一章第一章 变压器的用途、分类与结构变压器的用途、分类与结构第二章第二章 变压器的运行分析变压器的运行分析第三章第三章 三相变压器三相变压器第四章第四章 变压器的并联运行变压器的并联运行第五章第五章 三绕组变压器和自耦变压器三绕组变压器和自耦变压器第一章 变压器的用途、分类与结构1-1 变压器的用途与分类变压器的用途与分类1-2 电力变压器的主要结构部件电力变压器的主要结构部件1-3 变压器的发热与温升变压器的发热与温升1-4 变压器的额定数据变压器的额定数据第一章 变压器的用途、分类与结构 基本要求：基本要求：1.了解变压器的基本结构了解变压器的基本结构2.掌握变压器的基本工

2、作原理掌握变压器的基本工作原理3.掌握变压器额定数据的含义及计算掌握变压器额定数据的含义及计算1-1 变压器的用途与分类1.变压器的用途变压器是一种静止的电气设备，利用电磁感应原理工作变压器是一种静止的电气设备，利用电磁感应原理工作, , 把把一种电压等级的交流电能转换为同频率的另一种电压等级的一种电压等级的交流电能转换为同频率的另一种电压等级的交流电能。交流电能。单相双绕组变压器单相双绕组变压器AXaxLZ1u1e2e2u1i2i一次一次绕组绕组二次二次绕组绕组11deNdt 22deNdt 111222ueNueN1.变压器的用途升压变压器升压变压器 用户用户发电机组发电机组降压变压器降压

3、变压器配电变压器配电变压器2.变压器的分类1）按用途分类按用途分类电力变压器：电力变压器：在电力系统中使用的用于升高电压或降低电在电力系统中使用的用于升高电压或降低电压的变压器。压的变压器。特种变压器：特种变压器：根据冶金、矿山、化工、交通等部门的具体根据冶金、矿山、化工、交通等部门的具体要求而设计制造的专用变压器。要求而设计制造的专用变压器。3）按每相绕组的个数分类按每相绕组的个数分类双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器2）按相数分类按相数分类单相变压器、三相变压器、多相变压器单相变压器、三相变压器、多相变压器4）按用途分类

4、按用途分类升压变压器、降压变压器、升压变压器、降压变压器、联络联络变压器变压器5）按冷却条件分类按冷却条件分类油浸式变压器：油浸式变压器：变压器的铁心和绕组浸在变压器油中。变压器的铁心和绕组浸在变压器油中。干式变压器：干式变压器：铁心和绕组通过空气进行冷却。铁心和绕组通过空气进行冷却。6）按铁心结构分类按铁心结构分类心式变压器、壳式变压器心式变压器、壳式变压器1-2 电力变压器的主要结构部件1.油浸式电力变压器1）铁心）铁心作用：作用：构成变压器的磁路构成变压器的磁路。构成：构成：由由0.350.5mm厚的硅钢片叠成。厚的硅钢片叠成。铁心分铁心柱、铁铁心分铁心柱、铁轭两部分。轭两部分。铁心硅钢

5、片交错式叠装法铁心硅钢片交错式叠装法（a）单相）单相 （b）三相）三相1,3,5层层2 2,4 4,6 6层层1,3,5层层2 2,4 4,6 6层层1）铁心）铁心心式变压器：心式变压器：铁心柱被绕组所包围。结构比较简单，绕组铁心柱被绕组所包围。结构比较简单，绕组布置和绝缘装配比较容易，电力变压器主要采用心式结构。布置和绝缘装配比较容易，电力变压器主要采用心式结构。壳式变压器：壳式变压器：铁心包围绕组的顶面、底面和侧面。机械强铁心包围绕组的顶面、底面和侧面。机械强度较好，但制造复杂，主要用于特种变压器。度较好，但制造复杂，主要用于特种变压器。铁铁心心柱柱铁铁心心柱柱铁铁 轭轭铁铁 轭轭1111

6、2222单相心式变压器单相心式变压器低压绕组低压绕组高压绕组高压绕组单相心式变压器单相心式变压器铁心铁心绕组绕组2）绕组）绕组单相壳式变压器单相壳式变压器1122铁铁 轭轭铁铁 轭轭铁铁 心柱心柱高压绕组高压绕组低压绕组低压绕组作用：作用：构成变压器的电路。构成变压器的电路。构成：构成：由包有绝缘纸的铜线或铝线绕制而成。由包有绝缘纸的铜线或铝线绕制而成。一次绕组接交流电源，输入电能；二次绕组接到负载，输出一次绕组接交流电源，输入电能；二次绕组接到负载，输出电能。电能。电压高的绕组称为高压绕组，电压低的绕组称为低压绕组。电压高的绕组称为高压绕组，电压低的绕组称为低压绕组。油浸式电力变压器1一讯号

7、式温度计；一讯号式温度计；2一铭牌；一铭牌；3一吸湿器；一吸湿器；4一储油柜；一储油柜；5一油表；一油表；6一安全气道；一安全气道；7一气体继电器；一气体继电器；8一高压套管；一高压套管；9一低压套管；一低压套管；10一分接开关；一分接开关；11油箱；油箱；12铁心；铁心；13放油阀门；放油阀门；14线圈及绝缘；线圈及绝缘；15小车；小车；16接地板接地板油浸式电力变压器3）油箱）油箱作用：作用：放置铁心、绕组，充满变压器放置铁心、绕组，充满变压器油。变压器油起绝缘和冷却作用。油。变压器油起绝缘和冷却作用。构成：构成：用钢板焊接而成。用钢板焊接而成。4）保护装置）保护装置储油柜：储油柜：减小变

8、压器油与空气的接触面积，减缓变压器油减小变压器油与空气的接触面积，减缓变压器油受潮及老化速度，并使油有热胀冷缩的空间。受潮及老化速度，并使油有热胀冷缩的空间。气体继电气体继电器：器：当变压器内部发生故障时，产生的气体和油当变压器内部发生故障时，产生的气体和油流迫使气体继电器动作，发出报警信号或切断电源。流迫使气体继电器动作，发出报警信号或切断电源。安全气道：安全气道：当变压器内部发生严重故障时，变压器油大量当变压器内部发生严重故障时，变压器油大量汽化，油气冲破安全气道管口的密封玻璃，冲出油箱，避汽化，油气冲破安全气道管口的密封玻璃，冲出油箱，避免油箱爆裂。免油箱爆裂。11油箱；油箱；22储油柜

9、储油柜33气体继电器；气体继电器；44安全气道安全气道5）绝缘套管）绝缘套管作用：作用：使带电引出线和接地油箱绝缘。使带电引出线和接地油箱绝缘。构成：构成：一般为瓷质套管。一般为瓷质套管。绝缘套管的结构取决于电压等级。绝缘套管的结构取决于电压等级。1kV以下的变压器采用以下的变压器采用实心瓷套管，实心瓷套管，1035kV的采用空心充气式或充油式套管，的采用空心充气式或充油式套管，110kV以上的变压器采用电容式套管。为了增加表面放电面以上的变压器采用电容式套管。为了增加表面放电面积，套管外形作成多级伞形，电压越高级数愈多。积，套管外形作成多级伞形，电压越高级数愈多。2.干式变压器1）定义）定义

10、 “铁心和线圈不浸在绝缘液体中的变压器铁心和线圈不浸在绝缘液体中的变压器”。GB6450标准标准2）特点）特点结构简单、无污染、防火性能好、维护方便、耐热能力强、结构简单、无污染、防火性能好、维护方便、耐热能力强、抗短路能力强、安装方便。抗短路能力强、安装方便。1-3 变压器的发热与温升1.变压器的发热使变压器温度升高使变压器温度升高以热量的形式散发到周围的介质中以热量的形式散发到周围的介质中绕组的铜耗绕组的铜耗铁心的铁耗铁心的铁耗附加损耗附加损耗热热 能能2.变压器的温升变压器运行时，某部分的温度与周围冷却介质温度之差称为变压器运行时，某部分的温度与周围冷却介质温度之差称为该部分的温升。该部

11、分的温升。变压器带额定负载长期运行时，各部分的温升不应超过国家变压器带额定负载长期运行时，各部分的温升不应超过国家标准规定的数值。标准规定的数值。1-4 变压器的额定数据1.额定容量SN（VA或kVA）在铭牌规定的额定状态下变压器输出的视在功率。对于三在铭牌规定的额定状态下变压器输出的视在功率。对于三相变压器是指三相总容量。相变压器是指三相总容量。2.额定电压U1N/U2N(V或kV)一次侧额定电压：一次侧额定电压：正常运行时规定加在一次侧的端电压。正常运行时规定加在一次侧的端电压。二次侧额定电压：二次侧额定电压：一次侧加额定电压，二次侧空载时的端电一次侧加额定电压，二次侧空载时的端电压。压。

12、对于三相变压器，额定电压为线电压。对于三相变压器，额定电压为线电压。3.额定电流I1N/I2N ( A) 一次侧额定电流一次侧额定电流I1N：变压器额定容量下一次绕组允许长期变压器额定容量下一次绕组允许长期通过的电流。通过的电流。 二次侧额定电流二次侧额定电流I2N：变压器额定容量下二次绕组允许长期变压器额定容量下二次绕组允许长期通过的电流。通过的电流。对三相变压器，额定电流指线电流。对三相变压器，额定电流指线电流。4. 额定频率f ( Hz)我国的工频为我国的工频为50 Hz。单相变压器单相变压器 三相变压器三相变压器11NNNSIU22NNNSIU113NNNSIU223NNNSIU例例1-1 一台一台Yd11连接的三相变压器，额定容量连接的三相变压器，额定容量SN=100kVA，一、二次额定电压一、二次额定电压U1N/U2N=6000/400V，求该变压器一、二次，求该变压器一、二次侧的额定线电压、相电压及额定线电流、相电流。侧的额定线电压、相电压及额定线电流、相电流。解：一次侧额定电流解：一次