变压器的原理与结构

1、变压器简介及用途 变压器是利用电磁感应原理进行电压变换的电气设备。电力变压器是指用于电力系统中的变压器，其主要作用是进行电压变换，将一个电压等级变换成同一频率的另一个电压等级。在电力系统中，由于电源点和负荷中心之间存在一定的距离，需要通过输电线路将电能输送过去。远距离输送的电能一般是三相正弦交流电，输送的功率可用P=3UI计算。从公式可以看出当输送同样功率的电能时，电压越高，则电流越小，这样就可以选用截面较小的导线，节省有色金属。 在输送的过程中，电流通过导线会产生一定的功率损耗和电压降，如果电流减小，功率损耗和电压降会随着电流的减小而降低。变压器简介及用途 所以，提高输送电压后，选择适当的导

2、线，不仅可以提高输送功率，而且可以降低线路中的功率损耗并改善电压质量。但是，电压越高绝缘费用也随之增大，因此要根据输送功率和输送距离选择合适的电压等级。当输送距离较远且输送功率较大时，线路一般采用较高的电压等级，这就需要在电源侧经升压变压器将电压升高，而到了用电侧，为了适应用电设备和安全用电的需要，又需要经降压变压器将电压降低。可见，电力变压器在电能的输送、分配和使用中具有重要意义，是电力系统中的重要电气设备。电力系统示意图 变压器的工作原理变压器的工作原理变压器课件变压器课件变压器的原理图一次绕组二次绕组铁芯U1U2变压器的工作原理 变压器的基本工作原理就是电磁感应原理。如上图所示：一个单相

3、变压器的两个互相绝缘的绕组，绕在一个铁芯上。电源侧绕组称为一次绕组，负载侧绕组称为二次绕组。当交流电压加在一次绕组后，交流电流入该绕组并产生励磁作用，在铁芯中产生交变磁通，这个交变的磁通量不但穿过一次绕组，同时也穿过二次绕组，分别在两个绕组中产生感应电动势E1和E2。电势的大小与匝数成正比。变压器的一次绕组与二次绕组匝数不同，这样就起到了变压作用。 变压器的结构和组成变压器的结构和组成变压器课件变压器课件变压器的结构和组成2.分接开关1.高压套管4.瓦斯继电器3.低压套管6.油枕5.防爆管8.吸湿器7.油位表10.铭牌9.散热器12.油样活门11.接地螺栓14.阀门13.放油阀门16.温度计1

4、5.绕组18.净油器17.铁芯20.变压器油19.油箱变压器的结构和组成储油柜（油枕）储油柜（油枕） 为了防止绝缘油直接与空气接触，避免绝缘油吸收空气中的氧和水分，使变压器的绝缘与油始终保持良好的绝缘性能，延长使用寿命。变压器的结构和组成 因此容量在100kVA及以上的变压器在箱盖上另装一只储油柜，用于调节油的膨胀收缩。装了储油柜的变压器箱壳总是充满着变压器油。可以使油与空气接触的面积大大减少，同时油面能随着温度的变化自由的升降。储油柜的容积一般为总油量的10%左右。还采用胶囊袋密封或橡胶隔膜式密封的方法延缓变压器油的老化。变压器的结构和组成油位计油位计 油位计是用来指示变压器内部油位高低的指

5、示器，目前使用的有玻璃油位计、指针式油表等。 变压器的油位在正常情况下随着油温的变化而变化，因为油温的变化直接影响变压器油的体积，使油标内的油面上升或下降。影响油温变化的因素有负荷的变化、环境温度的变化、内部故障及冷却装置的运行状况等。变压器的结构和组成玻璃油位计玻璃油位计 玻璃油位计装在储油柜的一个端面，在运行中可以看到油位的变化，油表上有三条温度线，分别为环境温度-30、+20、+40时的正常油面高度。油位标上+40表示安装地点变压器在环境最高温度为+40时满载运行中油位的最高限额线，油位不得超过此线，+20表示年平均温度为+20时满载运行时的油位高度；-30表示环境为-30时空载变压器的

6、最低油位线，不得低于此线，若油位过低，应加油。变压器的结构和组成指针式油位计指针式油位计 指针式油表当变压器油温随温度变化而使储油柜油面升降时，浮在油面上的隔膜膨胀和起落带动连杆齿轮转动，指示出油位来。指针式油表的运行应根据温度油位曲线执行。变压器的结构和组成吸湿器吸湿器 为防止储油柜内的变压器或胶囊密封上部空气与大气直接接触，所以储油柜内的空气是经过一个吸湿器（也称呼吸器）与外界空气连通的。吸湿器为一只盛满能吸收潮气物质的小罐，通常在小罐内放入氯化钴浸渍过的变色硅胶作为吸潮剂，它在干燥情况下呈蓝色，吸收潮气后逐渐变为粉红色，此时即说明硅胶已失去效能。当硅胶变色超过1/2时应当进行更换。变压器

7、的结构和组成安全装置安全装置变压器的结构和组成安全装置安全装置 变压器安全装置主要指安全气道（防爆管）和压力释放器。它们的作用都是当变压器发生内部故障，变压器油产生大量气体，使变压器内部压力急增时能有一个排气泄压处，以避免变压器箱壳因受压过高而发生爆裂的装置。当油箱内的压力降低或恢复到正常值后，阀盖自动复位，使箱内变压器油与外部空气隔绝。防爆管防爆膜的压力允许在（34）10kPa。压力释放器动作后，圆盘中心顶部的标志杆会被顶出，突出圆盘平面，表示释压器已动作，标志杆必须手动复归。另外释放器动作后，可以接通变压器断路器的跳闸回路并可以发出动作信号。变压器的结构和组成绝缘套管绝缘套管 变压器的绝缘

8、套管是用于将变压器内部的高、低压引线引到油箱的外部，不但是作为引线对地绝缘的部件，而且担负固定引线的作用。变压器的结构和组成绝缘套管绝缘套管 在较高电压使用时，较多使用油纸电容式套管。套管是由油枕、瓷套、法兰及电容芯子组成。 主绝缘电容芯子是由绝缘纸和铝箔在导电管上卷绕而成的同心圆柱形串联电容器，用以均匀电场。经真空干燥，浸油处理后成为电气性能极高的油纸绝缘体。 瓷套为外绝缘，同时还作为保护主绝缘的容器。套管的头部油枕上还设有指示油位变化的油位表。变压器的结构和组成油浸自冷油浸自冷变压器的结构和组成 油浸自冷式变压器在运行中，铁芯和绕组产生的热量先传递给油，使油温升高，体积膨胀，热油会向上流动

9、，通过散热装置（散热片或散热管）或油箱壁将热量传出，温度下降，相对密度增加而向下流动。这样通过变压器油的对流，依靠油箱壁或散热装置将热量散发到空气中去。容量在6300kVA及以下的变压器，正常运行时产生的热量较少，常采用这种冷却方式。油浸自冷油浸自冷变压器的结构和组成测温装置测温装置 在大型变压器中，一般装设有油面温度指示计和绕组最高温度指示计，部分大中型变压器也有只装设油面温度指示计的。温度计按变压器容量大小可分为水银温度计、信号温度计、电阻温度计三种测温方法。控制室温度显示装置、监控系统和现场温度计指示的温度误差一般不超过5度。变压器的结构和组成气体继电器气体继电器 气体继电器也称为瓦斯继

10、电器。有浮子式和挡板式两种。气体继电器的侧面有玻璃视察窗，在其上面还刻有标示气体容积刻度，当运行中有少量气体积聚可以从视察窗观察到。 带有油枕的800kVA及以上变压器、火电厂400kVA和水电厂180kVA及以上厂用变压器应装设气体继电器。变压器的结构和组成 轻瓦斯保护轻瓦斯保护 轻瓦斯保护一般动作于变压器内有少量气体，或者变压器因缺油油位降低到瓦斯继电器以下。一般会发出信号。1、因滤油、加油或冷却系统不严密以致空气进入变压器。2、因温度下降或漏油致使油面低于气体继电器轻瓦斯浮简以下。3、变压器故障产生少量气体。4、发生穿越性短路。5、气体继电器或二次回路故障。变压器的结构和组成 重瓦斯保护

11、重瓦斯保护 重瓦斯保护一般动作于变压器有短路故障时，会产生大量气体，当流速达到启动值时会发出信号并启动断路器跳闸将变压器隔离。 以东芝气体继电器为例：当气体达到300350立方厘米时上浮子动作，油速在10015厘米/秒时下挡板动作。变压器的结构和组成分接开关分接开关 变压器调压是在变压器的某一绕组上设置分接头，当变换分接头时就减少或增加了一部分线匝，使带有分接头的变压器绕组的匝数减少或增加，其他绕组的匝数没有改变，从而改变了变压器绕组的匝数比。绕组的匝数比改变了，电压比也相应改变，输出电压就改变，这样就达到了调整电压的目的。 变压器的型号及其含义例如：例如： SZSZ1010- -3 31500/1500/11110 0 表示该变压器为三相、