《城市轨道交通供电系统的运行》课件-模块二 变压器类设备

变压器的认识变压器的功能和原理01变压器的分类02铭牌型号03变压器的主要技术参数041

变压器的功能和原理变压器功能变电压：电力系统变阻抗：电子电路中的阻抗匹配（如喇叭的输出变压器）变电流：电流互感器——

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——1

变压器的功能和原理变压器的原理铁

芯单相变压器铁芯：变压器的磁路原边（一次绕组）高、低压绕组副边（二次绕组）接电源的绕组接负载的绕组——

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——1

变压器的功能和原理e2Φu1动电生磁，动磁生电工作过程——

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——1

变压器的功能和原理结论：改变匝数比，就能改变输出电压。K为变比𝑈2 𝑁2𝑈1=𝑁1=

𝐾原、副边电压的大小与匝数成正比；1、电压变换——

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——1

变压器的功能和原理原、副边电流的大小与匝数成反比；I1

N

2

1I2 N1 K2、电流变换——

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——2

变压器的分类外型——

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——器身S9系列10KV级电力变压器1、电力变压器的类别——按用途分升压变压器降压变压器（1）电力变压器2

变压器的分类——

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——1、电力变压器的类别——按用途分试验、仪用等变压器互感器（2）特种变压器2

变压器的分类整流变压器——

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——2、电力变压器类别—按冷却介质分干式变压器油浸式变压器2

变压器的分类油浸式变压器铁芯和绕组都一起浸入灌满了变压器油的油箱中，可以加强绝缘和改善冷却散热条件（大容量）能满足特殊要求，如安全（小容量变压器）干式变压器绝缘性能优于油浸式（SF6）充气式变压器——

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——油浸自冷油浸风冷强迫油循环冷却2

变压器的分类油浸式冷却方式：——

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——油浸自冷2

变压器的分类油浸式冷却方式：——

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——油浸风冷2

变压器的分类油浸式冷却方式：——

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——强迫油循环冷却2

变压器的分类油浸式冷却方式：——

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——2

变压器的分类强油循环变压器中的油流指示器——

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——2

变压器的分类3、电力变压器类别-按相数分单相变压器三相变压器整流变压器——

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——2

变压器的分类4、电力变压器类别-按调压方式分有载调压变压器无励磁调压变压器——

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——3

铭牌型号铭牌上包含变压器的型号主要参数冷却方式产品型号反映变压器的结构额定容量电压等级——

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——3

铭牌型号铭牌型号含义：相数代号绝缘代号冷却代号高压绕组电压等级（kV）额定容量（kV.A）设计序号（亦可写作下标）——

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——绕组导线材质代号调压代号S—三相D—单相C—成型固体G—空气油浸式不表示F—风冷P—强迫油循环自然冷却不表示L—铝铜不表示无载调压不表示Z—有载调压4

变压器的主要技术参数NI IS1N 1N 2

N 2

N=

U =

U（理想）单相：三相：3U2

N

I2

N3U1

N

I1

N

SN

三相变压器中，额定电压和额定电流都指线电压、线电流。额定电压 U1N/U2N01变压器副边开路（空载）时，原、副边绕组允许的电压值。额定电流 I1N/I2N02变压器满载运行时，原、副边绕组允许的电流值。额定容量 SN03——

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——变压器输出的额定视在功率。1总结2变压器的功能和原理分类3铭牌型号4——

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——主要技术参数三相油浸式电力变压器的认知油浸式变压器的外观认识01油浸式变压器的主要部件及作用021 油浸式变压器的外观认识油浸式变压器的外观油箱信号温度计高压侧绝缘套管低压侧绝缘套管储油柜油位计吸湿器气体继电器压力释放阀散热器等——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用01铁芯02绕组油箱和冷却装置03绝缘套管04附属的保护装置05——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用1.

铁芯——变压器的磁路铁芯柱铁

轭铁芯铁芯铁芯柱铁轭被绕组包围的部分称为铁芯柱，连接铁芯柱的称为铁轭。铁芯柱和铁轭构成闭合的磁路。为了提高导磁性能和减少铁损，铁芯通常用厚度为0.35mm～0.5mm厚的硅钢片叠装而成。——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用心式结构——

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——根据绕组和铁芯的相对位置，变压器有：壳式结构2 油浸式变压器的主要部件及作用铁壳式变压器铁芯为壳式结构的变压器ABC特点 变压器的铁芯柱在中间，铁轭在两旁环绕，且把绕组包围起来。缺点 制造工艺复杂，高压绕组与铁芯柱的距离较近，绝缘也比较困难。应用 电压很低而电流很大的特殊场合，例如，电炉用变压器。图4.1.8

壳式变压器的结构示意图——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用芯式变压器铁芯为芯式结构的变压器结构特点：绕组同芯套装在变压器铁芯柱上。图4.1.9 芯式变压器的铁芯和绕组的装配示意图——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用2.

绕组——变压器的电路312为便于制造、在电磁力作用下受力均匀以及机械性能良好，绕组线圈作成圈形。绕组用来构造变压器的电路部分，是电流的载体，其上产生磁通和感应电动势。变压器绕组一般是由铜或铝导线在绕线模上绕制而成。——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用2.

绕组——变压器的电路基本型式根据高低压绕组在铁芯柱上排列方式不同分类01同芯式02——

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——交叠式2 油浸式变压器的主要部件及作用绕组的基本型式——同芯式同芯式——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，利用变压器油绝缘。三相心式变压器外观示意图高压低压——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用绕组的基本型式——交叠式交叠式——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。图4.1.9交叠式绕组——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用3.油箱和冷却装置油箱是变压器的外壳，内装铁芯和绕组并充满变压器油。本体油箱变压器油箱调压油箱一般大型变压器均采用总装钟罩式油箱。油箱作用：机械支撑、盛油、冷却散热。——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用3.油箱和冷却装置变压器油——绝缘、冷却

①绝缘：绕组与绕组、绕组与铁芯及油箱之间——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用3.油箱和冷却装置变压器油——绝缘、冷却②冷却散热：散热器冷却风扇冷却装置强迫油循环油泵——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用油箱和冷却装置变压器油——绝缘、冷却②冷却散热：散热器：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。适合于容量较小的变压器。——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用内部采用油泵强迫油循环，加快油流速度，通过油流指示器观察油流速度。强油循环变压器中的油流指示器——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用外部采用变压器风扇吹风加速冷却。——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用储油柜01作用一：储油和补油由于外界环境温度的变化，变压器油箱的油会热胀冷缩，环境温度升高时，储油柜中变压器油面上升，温度降低时储油柜中油面下降。02作用二:减缓了变压器油的氧化和吸收空气水分的速度保护作用——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用油位指示器作用：指示油位的高低01油位计标示的温度：02指外界环境温度，油位计在环境温度变化时因为热胀冷缩也会升高或降低。——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用吸湿器——呼吸器内部装有硅胶，用于吸收进入储油柜中空气的水分储油柜内的油通过吸湿器与大气相通进行呼吸，所以又称为呼吸器内部装有硅胶，用于吸收进入储油柜中空气的水分——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用在变压器绕组上设置有分接头，当变换分接头位置时就改变了绕组的匝数，达到了调压的目的调压装置——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用铭牌参数油箱正前方装有变压器铭牌产品型号可反映出变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容如：S11——315/10三相油浸自冷式铜绕组变压器，额定容量315KVA，高压侧额定电压10KV低压侧额定电压400V联结组标号为DY11型——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用4.

绝缘套管定义绝缘套管是将变压器内部的高、低压绕组引线引到油箱外部的出线装置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，在外面的一端与高低压侧接线端子连接绝缘套管——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用4.

绝缘套管作用作为引出线对地的外绝缘，同时担负着固定引线的作用中心导电杆套管绝缘套管带电部分绝缘部分组成绝缘套管——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用4.

绝缘套管绝缘套管类型A瓷质B充油绝缘套管C电容式绝缘套管等——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用4.

绝缘套管适用场合1kV以下10~35kV——

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——实心瓷套管充气式或充油式套管110kV及以上→

采用电容式套管套管外形常做成伞形，电压越高、级数愈多2 油浸式变压器的主要部件及作用5.

附属的保护装置气体继电器01压力释放阀(防爆管)02——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用气体继电器5.

附属的保护装置01安装在变压器油箱和储油柜之间的连接管道上，也称为瓦斯继电器作用：对变压器进行瓦斯保护分轻瓦斯和重瓦斯保护——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用5.

附属的保护装置气体继电器01变压器油箱内部发生故障大量的变压器油分解变为气体冲向储油柜重瓦斯触点动作带动变压器两侧的断路器自动跳闸变压器油面降低油流向油箱轻瓦斯触点动作发出报警信号——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用5.

附属的保护装置02压力释放阀(防爆管)安装在油箱盖上，是变压器的一种压力保护装置压力释放阀：防爆管：用于大中型变压器用于小型变压器压力释放阀——

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——2 油浸式变压器的主要部件及作用5.

附属的保护装置02压力释放阀(防爆管)变压器油箱内部发生故障变压器油分解产生气体油箱内压力急剧升高压力释放阀将及时打开瓦斯继电器没动作降低油箱内的压力，防止油箱破裂巡视时需检查释压装置有无喷油的痕迹——

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——1总结油浸式变压器的外观认识2 油浸式变压器的主要部件及作用——

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——干式变压器的认知与使用干式变压器的结构01干式变压器的铭牌参数02干式变压器的接线方式03干式变压器分接开关的使用041、干式变压器定义指铁心和线圈不浸渍在绝缘液体（绝缘油）中的电力变压器。依靠空气对流进行自然冷却或增加风机冷却。主要用于安全可靠性要求高且容量较小的变压器。定义原理用途1 干式变压器的结构——

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——2、干式变压器的组成由硅钢片组成的铁芯和环氧树脂浇注的线圈组成；高低压线圈之间放置绝缘筒增加电气绝缘，并由垫块支撑和约束线圈。1 干式变压器的结构——

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——铁芯柱铁轭低压侧绕组（低压线圈）高压侧绕组（高压线圈）高压侧接线端子高压连接杆高压分接头高压连接片（低压侧接线端子低压出线铜排）冷却风机冷却气道底座接地螺丝双向轮垫块绝缘装置1 干式变压器的结构——

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——2、干式变压器的组成（1）铁芯铁芯的作用构造变压器的磁路部分铁芯的材料0.35～0.5mm厚的硅钢片铁芯形式电力变压器主要采用心式结构0102031 干式变压器的结构——

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——2、干式变压器的组成（1）铁芯三相心式变压器外观示意图铁轭铁芯柱1 干式变压器的结构——

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——2、干式变压器的组成（2）绕组绕组构造变压器的电路部分采用铜线或铝线绕制而成，原、副绕组同心套在铁芯柱上。为便于绝缘，一般低压绕组在里，高压绕组在外。1 干式变压器的结构——

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——2、干式变压器的组成（2）绕组三相心式变压器外观示意图高压低压1 干式变压器的结构——

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——2、干式变压器的组成绝缘装置：环氧树脂浇注绝缘环氧树脂特点难燃、阻燃、自熄的固体绝缘材料，安全、洁净。环氧树脂浇注的干式变压器特点无油、难燃、运行损耗低、防灾能力突出等，被广泛应用。1 干式变压器的结构——

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——2、干式变压器的组成（3）绝缘装置：环氧树脂浇注绝缘干式变压器与油式变压器优势为变压器与低压屏置于同一配电室内创造了条件无火灾、爆炸、污染等问题，损耗噪声降到了新的水平1 干式变压器的结构——

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——作用2、干式变压器的组成（4）冷却装置组成温控仪冷却风机用于监测干式变压器绕组和铁芯的温度，当温度超过规定值时启动风机加速冷却，同时发出声光报警信号。冷却装置1 干式变压器的结构——

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——低压接线端子温控仪高压接线端子冷却风机环氧树脂浇注的高、低压绕组无载分接开关铁心1 干式变压器的结构——

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——2、干式变压器的组成（4）冷却装置02强迫空气冷却02自然空气冷却变压器可在额定容量下长期连续运行。变压器输出容量可提高50%。适用于断续过负荷运行，或应急事故过负荷运行。1 干式变压器的结构——

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——SC10B 11 630变压器的铭牌参数高压侧额定电压额定容量设计序号铜（不标）铜箔（Ｂ）铝（Ｌ）铝箔（ＬＢ）成型固体浇注式（Ｃ）包绕式（ＣＲ）S为三相D为单相线圈导线材质，涵义分2 干式变压器的铭牌参数——

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——变压器的绝缘水平也称绝缘强度，是与保护以及其它绝缘部分相配合的水平，即耐受电压值。2 干式变压器的铭牌参数——

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——LI75

AC35/AC3LI——雷电冲击耐受电压（75KV）AC——

工频耐受电压(

高压

35KV,

低压3KV)2 干式变压器的铭牌参数——

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——额定容量：630KVA一次侧额定电压10KV二次侧额定电压0.4KV接线方式：DY112 干式变压器的铭牌参数——

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——变压器的冷却方式干式自冷式(AN)干式风冷式(AF)2 干式变压器的铭牌参数——

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——变压器的绝缘等级绝缘等级：指电机(或变压器)绕组采用的绝缘材料的耐热等级。2 干式变压器的铭牌参数——

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——AEBFH最高允许温度（℃）105120130155180绕组温升限值（

K）6075801001252 干式变压器的铭牌参数——

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——分接开关的档位高压侧5个档位对高压侧电压进行调节高压侧额定电压：10kV额定电流：36.3A低压侧额定电压：0.4kV额定电流：909.3A2 干式变压器的铭牌参数——

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——3 干式变压器的常用接线方式及接线方法干式变压器的常用接线方式：

DY11——

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——3 干式变压器的常用接线方式及接线方法干式变压器的常用接线方式：

DY11高压侧三角形尾首相连——

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——3 干式变压器的常用接线方式及接线方法干式变压器的常用接线方式：

DY11低压侧星型接线且中性点接地——

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——4 干式变压器的分接开关的使用干式变压器的调压装置无励磁调压切换分接抽头时必须将干式变压器从电网中切除，停电后进行通常，无励磁调压通过调整绕组上的分接片来实现调压——

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——4 干式变压器的分接开关的使用干式变压器的调压装置有载调压采用有载调压分接开关，在变压器励磁或负载状态下，通过改变绕组匝数完成调压操作注：调压时不用停电——

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——4 干式变压器的分接开关的使用高压侧额定电压：10kV分接开关接在3-4档位——

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——4 干式变压器的分接开关的使用——

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——4 干式变压器的分接开关的使用高压连接片接在1-2档：电压为10KV（1+5%）=10500V——

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——4 干式变压器的分接开关的使用高压连接片接在3-4档：电压为10kV——

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——4 干式变压器的分接开关的使用高压连接片接在4-5档：电压为10kV

（1-2.5%）=9750V——

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——环氧树脂浇注干式变压器具有的优点4 干式变压器的分接开关的使用结构简单、不易燃烧、可在恶劣环境下正常工作、维护工作量很小、运行损耗低、运行效率高等广泛应用于城轨的牵引变电所、铁道供电的自用电变压器、地方车间变电所中——

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——1总结2干式变压器的结构干式变压器的铭牌参数3干式变压器的接线方式4——

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——干式变压器分接开关的使用整流机组的功能与原理整流机组的组成与功能01整流机组的工作原理02— 整流机组的组成与功能重点组成：整流变压器和整流器。作用：将中压三相交流35KV或10KV的电压降为1180V或590V的交流电压，再整流输出直流1500V或750V的电压，经网上电动隔离开关给接触网供电，实现直流牵引。城轨牵引变电所最重要的设备。整流机组——

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——— 整流机组的组成与功能早期三相桥式整流电路多相整流方法现在今后将以24脉波整流为主——

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——— 整流机组的组成与功能整流变压器不仅起降压作用，还将三相交流电变成多相交流电供整流器整流。宜采用干式、户内、自冷、环氧树脂浇注变压器，其线圈绝缘等级为F级，承受极限温度为155℃

，铁心温升在任何情况下不应产生损坏铁心金属部件及其附近材料的温度。——

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——— 整流机组的组成与功能整流变压器整流变压器的结构与普通变压器相同，有原、副边两个绕组，整流变压器的原边绕组接交流电力系统，称网侧绕组；副边接整流器，称阀侧绕组。整流变压器和普通变压器的工作原理相同。——

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——— 整流机组的组成与功能整流器作用：将交流电变成直流电供电动车辆的牵引电动机使用。•——

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——— 整流机组的组成与功能整流器大功率二极管及其散热器保护器件故障显示器件通信接口——

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——二 整流机组的工作原理难点整流器由二极管构成。二极管特性：正向导通，反向截止。共阴极的二极管——

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——共阳极的二极管多个二极管的阴极连接在一起，阳极电位越高，越容易导通多个二极管的阳极连接在一起，阴极电位越低，越容易导通二 整流机组的工作原理三相桥式整流电路1RLVD VD3VD5iLWVU+uL–– u +NVD4 VD6 VD2共阳极组共阴极组——

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——L1L2L3T整流变压器原绕组接成三角形，副绕组接成星形。二 整流机组的工作原理三相桥式整流电路工作原理共阴极组中阳极电位最高的二极管导通——

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——在每一瞬间，根据优先导通原则共阳极组中阴极电位最低的二极管导通二 整流机组的工作原理变压器副边电压（1）在t1

~

t2期间共阴极组中U相电位最高，VD1导通；共阳极组中V相电位最低，VD6导通。负载两端的电压为线电压UUV。负载电压

u2o2U 2Vu u u2W2

tuLto

t1t2 t3 t4t t t t t5 6 7 8 9VD1RLVD3 VD5VD6 VD2VD4iLWVU+uL–– u +N——

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——二 整流机组的工作原理变压器副边电压u2ou2U u2Vu2W2

tuL（2）在t2

~

t3期间共阴极组中U相电位最高，VD1

导通；VD1RL3VD VD5VD6 VD2VD4iLWVU+uL–– u +N共阳极组中W相电位最低，VD2

导通。负载两端的电压为线电压UUW。负载电压

ot1t2 t3 t4 t5 t6t7 t8 t9t——

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——二 整流机组的工作原理变压器副边电压u2ou2U u2Vu2W2

tuL（3）在t3~t4期间共阴极组中V相电位最高，VD3导通；VD1RLVD3 VD5VD6 VD2VD4iLWVU+uL–– u +N共阳极组中W相电位最低，VD2导通。负载两端的电压为线电压UVW。负载电压

ot1t2 t3 t4 t5 t6t7 t8 t9t——

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——二 整流机组的工作原理变压器副边电压负载电压

u2ou2U u2Vu2W2

tuL（4）在t4

~

t5期