《电机技术应用》课件 1.1.1 变压器的结构

变压器的结构变压器认识变压器大家认识这些变压器吗？大家认识这些变压器吗？电源变压器电力变压器接触调压器三相干式变压器认识变压器升压变压器降压变压器概述

变压器是通过电磁感应原理传输电能或电信号的设备，它具有变压、变流和变阻抗的作用。变压器的种类很多，应用十分广泛，比如在电力系统中用电力变压器将发电机发出的电压升高后进行远距离输电，到达目的地后再用变压器将电压降低一边用户使用，以此减少传输过程中电能的损耗；在电子设备和仪器中常用小功率电源变压器改变市电电压，再通过整流和滤波，得到电路所需要的直流电压；在放大电路中通过耦合变压器传递信号或进行阻抗匹配等。变压器虽然大小悬殊，用途各异，但其基本结构和工作原理基本相同，其主要部件包括：铁心和绕组（构成器身）；还有油箱、绝缘套管、分接开关、安全气道等。

变压器是通过电磁感应原理从一个电路向另一个电路传递能量。两个互相绝缘的绕组套在同一铁心上，他们之间有磁的耦合，没有电路的直接联系。当原边接入交流电源时，原边有交流电流并在铁心中产生交变磁通，根据电磁感应定律，原、副边绕组分别感应电势e1、e2，副边有了电势可向负载供电，实现能量传递，调节变比k即可达到变压的目的。概述油箱和冷却装置:包括变压器油、油箱、油泵、风扇和自来水等。油是冷却介质，又是绝缘介质，油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。铁心:变压器的主磁路，用厚为0.35-0.5mm、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成。绕组:变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。

绝缘套管:将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝缘，担负着固定的作用。变压器的基本结构保护装置:包括储油柜、气体继电器、安全气道、吸湿器以及净油器等。铁心是变压器的磁路部分，由铁心柱（套装绕组）、铁轭（连接铁心以形成闭合磁路）组成，采用0.35mm~0.5mm厚的硅钢片涂绝缘漆后交错叠成，按照绕组在铁心中的排列方法分类，变压器铁心结构可以分为芯式和壳式。一、铁心铁心柱铁轭芯式——

结构简单，工艺简单，应用广泛一、铁心铁心柱铁心柱铁轭铁轭11112222壳式——

结构复杂，一般用在小容量变压器和电炉变压器一、铁心铁铁铁心轭柱轭1122二、绕组绕组是变压器的电路部分，一般为绝缘扁铜线或绝缘圆铜线在绕线模上绕制而成，原、副绕组同心套在铁心柱上。为便于绝缘，一般低压绕组在里，高压绕组在外，但大容量的低压大电流变压器，往往把低压绕组套在高压绕组的外面，根据高低压绕组在铁心柱上排列方式不同可分为同心式和交叠式

。同心式绕组——铁心式变压器常用，高压绕组和低压绕组均做成圆筒形，然后同心地套在铁心柱上，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。二、绕组铁心柱铁心柱铁轭铁轭11112222同心式绕组交叠式绕组——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，沿着铁心柱的高度交错地排列着。二、绕组铁

铁铁

心轭

柱轭交叠式绕组12121212三、油箱和冷却装置变压器油——绝缘和散热作用

①绝缘：绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间

②散热：热量通过油箱壳散发，油箱有许多散热油管，以增大散热面积。采用内部油泵强迫油循环，外部用变压器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱。油箱——机械支撑、冷却散热油箱可以分为平板式（小容量）、排管式（较大容量）、散热气式（大容量）、强迫油循环式（大容量）。变压器运行时产生热量，使变压器油膨胀，储油柜中变压器油上升，温度低时下降。油箱使变压器油与空气接触面较少，减缓了变压器油的氧化过程及吸收空气中的水分的速度。三、油箱和冷却装置

在油箱和储油柜之间装有气体继电器，当变压器出现故障时，产生的热量使变压器油汽化，气体继电器动作，发出报警信号或切断电源。如果事故严重，变压器油大量汽化，油气冲破安全气道管口的密封玻璃，冲出变压器油箱，避免油箱爆裂。气体继电器

油泵——为了加快散热，有的大型变压器采用油泵进行内部强迫油循环

风扇——外部用变压器风扇吹风

自来水——冲淋变压器油箱四、绝缘套管

绝缘套管由中心导电杆与瓷套组成。导电杆穿过变压器油箱、在油箱内的一端与线圈的端点联接，在外面的一端与外线路联接。低压引比线一般用纯瓷套管，高压引线一般用充油或电容式套管套管外形常做成伞形，电压越高、级数愈多。五、保护装置气体继电器——故障时，热量会使变压器油汽化，触动气体继电器发出报警信号或切断电源安全气道——（防爆筒）如果是严重事故，变压器油大量汽化，油气冲破安全气道管口的密封玻璃，冲出变压器油箱，避免油箱爆裂。吸湿器——（呼吸器）内装硅胶（活性氧化铝），用以吸收进入储油柜中空气的水分净油器——过滤油中杂质，改善变压器油的性能

思考与练习1、油浸变压器有哪些主要部件？答：变压器的主要部件有：铁心、绕组、油箱、油枕、呼吸器、防爆管、散热器、绝缘套管、分接开关、气体继电器、温度计、净油器等。2、变压器的铁心为什么要接地？答：运行中变压器的铁心及其他附件都处于绕组周围的电场内，如不接地，铁心及其他附件必然感应一定的电压，在外加电压的作用下，当感应电压超过对地放电电压时，就会产生放电现象。为了避免变压器的内部放电，所以要将铁心接地。思考与练习3、变压器温度计有什么作用？有几种测温方法？答：温度计用来测量油箱里面上层油温，用以监视电力变压器是否正常运行。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。

思考与练习4、为什么110kV及以上变压器在停电及送电前必须将中性点接地？答：我国的110kV电网一般采用中性点直接接地系统。在运行中，为了满足继电保护装置灵敏度配合的要求，有些变压器的中性点不接地运行。但因为断路器的非同期操作引起的过电压会危及这些变压器的绝缘，所以要求在切、合110kV及以上空载变压器时，将变压器的中性点直接接地。思考与练习5、变压器油位的变化与哪些因素有关？答：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。

思考与练习6、有载调压变压器分接开关的故障是由哪些原因造成的？答：（1）辅助触头中的过渡电阻在切换过程中被击穿烧断。（2）分接开关密封不严，进水造成相间短路。（3）由于触头滚轮卡住，使分接开关停在过渡位置，造成匝间短路而烧坏。（4）分接开关油箱缺油。（5）调压过程中遇到穿越故障电流。思考与练习7、变压器缺油对运行有什么危害？答：变压器油面过低会使轻瓦斯动