變壓器結(jié)構(gòu)與原理課件

變壓器結(jié)構(gòu)與原理變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，它通過電磁感應(yīng)的作用，把一種電壓的交流電能變換成頻率相同的另一種電壓的交流電能。在電力系統(tǒng)中和生產(chǎn)生活中，變壓器應(yīng)用非常廣泛。油浸式變壓器在電力系統(tǒng)使用最為廣泛，三相油浸式電力變壓器的外形如圖。其基本結(jié)構(gòu)可分成以下幾個(gè)部分：鐵心、繞組、絕緣套管、油箱及其他附件等。

鐵心和繞組是變壓器的主要部件，稱為器身，如圖，器身放在油箱內(nèi)部。變壓器是通過電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電路之間能量的，因此它必須具有電路和磁路兩個(gè)基本部分。作為電路的是兩個(gè)或幾個(gè)匝數(shù)不同且彼此絕緣的繞組，作為磁路的是一個(gè)閉合鐵心。變壓器是由套在閉合鐵心上的原、副兩線圈組成．一、變壓器的結(jié)構(gòu)鐵心（磁路部分）鐵心的材料

為了提高磁路的導(dǎo)磁性能，減小鐵心中的磁滯、渦流損耗，鐵心一般采用高磁導(dǎo)率的鐵磁材料—0.35～0.5mm厚的硅鋼片疊成。變壓器用的硅鋼片其含硅量比較高。硅鋼片的兩面均涂以絕緣漆，這樣可使疊裝在一起的硅鋼片相互之間絕緣。（2）鐵心形式

鐵心是變壓器的主磁路，電力變壓器的鐵心主要采用心式結(jié)構(gòu)，它是將A、B、C三相的繞組分別放在三個(gè)鐵心柱上，三個(gè)鐵心柱由上、下兩個(gè)鐵軛連接起來，構(gòu)成閉合磁路。如圖繞組繞組是變壓器的電路部分，它是由銅或鋁的絕緣導(dǎo)線繞制而成。為了便于絕緣，低壓繞組靠近鐵心柱，高壓繞組套在低壓繞組外面。油箱油浸式變壓器均要有一個(gè)油箱，裝入變壓器油后，將組裝好的器身裝入其中，以保證變壓器正常工作。變壓器油用作加強(qiáng)變壓器內(nèi)部絕緣強(qiáng)度和散熱作用。儲(chǔ)油柜變壓器在運(yùn)行中，隨著油溫的變化，油的體積會(huì)膨脹和收縮，為了減少油與外界空氣的接觸面積，減小變壓器受潮和氧化的概率，通常在變壓器上部安裝一個(gè)儲(chǔ)油柜（俗稱油枕）。呼吸器變壓器隨著著負(fù)荷和氣氣溫變化，，各變壓器器油溫不斷斷變化，這這樣油枕內(nèi)內(nèi)的油位隨隨著整個(gè)變變壓器油的的膨脹和收收縮而發(fā)生生變化，為為了使潮氣氣不能進(jìn)入入油枕使油油劣化，將將油枕用一一個(gè)管子從從上部連通通到一個(gè)內(nèi)內(nèi)裝硅膠的的干燥器（（俗稱呼吸吸器），硅硅膠對(duì)空氣氣中水份具具有很強(qiáng)的的吸附作用用，干燥狀狀態(tài)狀態(tài)為為蘭色，吸吸潮飽和后后變?yōu)榉奂t紅色。吸潮潮的硅膠可可以再生。。冷卻器直接裝配在在變壓器油油箱壁上，，對(duì)于強(qiáng)迫迫油循環(huán)風(fēng)風(fēng)冷變壓器器，電動(dòng)泵泵從油箱頂頂部抽出熱熱油送入散散熱器管簇簇中，這些些管簇的外外表受到來來自風(fēng)扇的的冷空氣吹吹拂，使熱熱量散失到到空氣中去去，經(jīng)過冷冷卻后的油油從變壓器器油箱底部部重新回到到變壓器油油箱內(nèi)。無無論電動(dòng)泵泵裝在冷卻卻器上部還還是下部，，其作用是是一樣的。。絕緣套管變壓器繞組組的引出線線從油箱內(nèi)內(nèi)部引到箱箱外時(shí)必須須經(jīng)過絕緣緣套管，使使引線與油油箱絕緣。。絕緣套管管一般是陶陶瓷的，其其結(jié)構(gòu)取決決于電壓等等級(jí)。1kV以下采用實(shí)實(shí)心磁套管管，10～～35kV采用空心充充氣或充油油式套管，，110kV及以上采用用電容式套套管。為了了增大外表表面放電距距離，套管管外形做成成多級(jí)傘形形裙邊。電電壓等級(jí)越越高，級(jí)數(shù)數(shù)越多。分接開關(guān)變壓器常用用改變繞組組匝數(shù)的方方法來調(diào)壓壓。一般從從變壓器的的高壓繞組組引出若干干抽頭，稱稱為分接頭頭，用以切切換分接頭頭的裝置叫叫分接開關(guān)關(guān)。分接開開關(guān)分為無無載調(diào)壓和和有載調(diào)壓壓兩種，前前者必須在在變壓器停停電的情況況下切換；；后者可以以在變壓器器帶負(fù)載情情況下進(jìn)行行切換。分分接開關(guān)安安裝在油箱箱內(nèi)，其控控制箱在油油箱外，有有載調(diào)壓分分接開關(guān)內(nèi)內(nèi)的變壓器器油是完全全獨(dú)立的，，它也有配配套的油箱箱、瓦斯繼繼電器、呼呼吸器。壓力釋放閥閥當(dāng)變壓器內(nèi)內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)嚴(yán)重故障而而產(chǎn)生大量量氣體時(shí)，，油箱內(nèi)壓壓力迅速增增加，為防防止變壓器器發(fā)生爆炸炸，油箱上上安裝壓力力釋放閥。。氣體繼電器器氣體繼電器器又稱為瓦瓦斯繼電器器，是變壓壓器的一種種保護(hù)裝置置，安裝在在油箱與儲(chǔ)儲(chǔ)油柜的連連接管道中中，當(dāng)變壓壓器內(nèi)部發(fā)發(fā)生故障時(shí)時(shí)（如絕緣緣擊穿、匝匝間短路、、鐵芯事故故、油箱漏漏油使油面面下降較多多等）產(chǎn)生生的氣體和和油流，迫迫使氣體繼繼電器動(dòng)作作。輕者發(fā)發(fā)出信號(hào)，，以便運(yùn)行行人員及時(shí)時(shí)處理。重重者使斷路路器跳閘，，以保護(hù)變變壓器。二、、變變壓壓器器的的工工作作原原理理簡單單的的說說，，變變壓壓器器的的工工作作原原理理就就是是電電磁磁感感應(yīng)應(yīng)原原理理，，也也就就是是““動(dòng)動(dòng)電電生生磁磁，，動(dòng)動(dòng)磁磁生生電電””的的過過程程。。跟電電源源連連接接的的線線圈圈叫叫原線線圈圈，也也叫叫初初級(jí)級(jí)線線圈圈，，跟跟負(fù)負(fù)載載連連接接的的線線圈圈叫叫副線線圈圈，也也叫叫次次級(jí)級(jí)線線圈圈，，兩兩線線圈圈由由絕絕緣緣導(dǎo)導(dǎo)線線繞繞制制，，鐵鐵芯芯由由涂涂有有絕絕緣緣漆漆的的硅硅鋼鋼片片疊疊合合而而成成．．U1n1n2U2U1U2電路路中中的的符符號(hào)號(hào)變壓壓器器的的變變壓壓原原理理（1））電電動(dòng)動(dòng)勢勢關(guān)關(guān)系系由于于電電磁磁感感應(yīng)應(yīng)現(xiàn)現(xiàn)象象，，原原、、副副線線圈圈中中具具有有相相同同的的t．．根據(jù)據(jù)電電磁磁感感應(yīng)應(yīng)定定律律有有：：所以，（2））電電壓壓關(guān)關(guān)系系如果果不不計(jì)計(jì)原原、、副副線線圈圈的的電電阻阻，，則則有有：：所以：n2>n1時(shí)，，U2>U1，這種種變變壓壓器器叫叫做做升壓壓變變壓壓器器．n2<n1時(shí)，，U2<U1，這種種變變壓壓器器叫叫做做降壓壓變變壓壓器器．所以以，，只只要要匝匝數(shù)數(shù)不不同同，，就就可可得得到到不不同同輸輸出出電電壓壓，，這這就就變變壓壓器器的的變變壓壓原原理理。。（３３））電電流流關(guān)關(guān)系系由于于不不存存在在各各種種電電磁磁能能量量損損失失，，輸輸入入功功率率等等于于輸輸出出功功率率P1=P2，即：U1I1=U2I2所以：變壓器高壓線線圈匝數(shù)多而而通過的電流流小，可用較較細(xì)的導(dǎo)線繞繞制，低壓線線圈匝數(shù)少而而通過電流大大，應(yīng)用較粗粗的導(dǎo)線繞制制．需要注意：１．變壓器能能不能變換直直流？２．變壓器雖雖能改變電壓壓、電流，但但不能改變功功率和頻率，，輸入功率總總等于輸出