變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理

關(guān)于變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理第一頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日

變壓器：是一種靜止的電機(jī)，它利用電磁感應(yīng)原理將一種電壓、電流的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓、電流的電能。換句話說(shuō)，變壓器就是實(shí)現(xiàn)電能在不同等級(jí)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。第二頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日

1.1變壓器的基本結(jié)構(gòu)和分類(lèi)一、變壓器的基本結(jié)構(gòu)：

電力變壓器的基本構(gòu)成部分有：鐵心、繞組、絕緣套管、油箱及其他附件等，其中鐵心和繞組是變壓器的主要部件，稱為器身。圖1-2是油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)圖。第三頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日

我們來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)化圖:第四頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日

1、鐵心和繞組：變壓器中最主要的部件，他們構(gòu)成了變壓器的器身。

1）鐵心：構(gòu)成了變壓器的磁路，同時(shí)又是套裝繞組的骨架。鐵心由鐵心柱和鐵軛兩部分構(gòu)成。鐵心柱上套繞組，鐵軛將鐵心柱連接起來(lái)形成閉合磁路。鐵心材料：為了提高磁路的導(dǎo)磁性能，減少鐵心中的磁滯、渦流損耗，鐵心一般用高磁導(dǎo)率的磁性材料——硅鋼片疊成。硅鋼片有熱軋和冷軋兩種，其厚度為0.35～0.5mm，兩面涂以厚0.02～0.23mm的漆膜，使片與片之間絕緣。第五頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日

鐵心型式：變壓器鐵心的結(jié)構(gòu)有心式、殼式和漸開(kāi)線式等形式。殼式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是鐵心包圍繞組的頂面、底面和側(cè)面，如圖所示。心式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是鐵心柱被繞組包圍，如圖所示。殼式結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度較好，但制造復(fù)雜，第六頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日第七頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日

心式結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，繞組的裝配及絕緣比較容易，電力變壓器的鐵心主要采用心式結(jié)構(gòu)。鐵心疊裝：變壓器的鐵心一般是由剪成一定形狀的硅鋼片疊裝而成。為了減小接縫間隙以減小激磁電流，一般采用交錯(cuò)式疊法，使相鄰層的接縫錯(cuò)開(kāi)。鐵心截面:鐵心柱的截面一般作成階梯形，以充分利用繞組內(nèi)圓空間。容量較大的變壓器，鐵心中常設(shè)有油道，以改善鐵心內(nèi)部的散熱條件，如圖所示。第八頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日2）繞組：繞組是變壓器的電路部分，它由銅或鋁絕緣導(dǎo)線繞制而成。

一次繞組（原繞組）：輸入電能二次繞組（副繞組）：輸出電能他們通常套裝在同一個(gè)心柱上，一次和二次繞組具有不同的匝數(shù)，通過(guò)電磁感應(yīng)作用，一次繞組的電能就可傳遞到二次繞組，且使一、二次繞組具有不同的電壓和電流。其中，兩個(gè)繞組中，電壓較高的我們稱為高壓繞組，相應(yīng)的電壓較低的稱為低壓繞組。從高、低壓繞組的相對(duì)位置來(lái)看，變壓器的繞組又可分為同心式、交迭式。由于同心式繞組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，所以，國(guó)產(chǎn)的均采用這種結(jié)構(gòu)，交迭式主要用于特種變壓器中。第九頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日

2、其他部件：除器身外，典型的油鋟電力變壓器中還有油箱、變壓器油、絕緣套管及繼電保護(hù)裝置等部件。二、變壓器的分類(lèi)：

變壓器的種類(lèi)很多，可按其用途、結(jié)構(gòu)、相數(shù)、冷卻方式等不同來(lái)進(jìn)行分類(lèi)。1、按用途分類(lèi)，可分為電力變壓器（主要用在輸配電系統(tǒng)中，又分為升壓變壓器、降壓變壓器、聯(lián)絡(luò)變壓器和廠用變壓器）、儀用互感器（電壓互感器和電流互感器）、特種變壓器（如調(diào)壓變壓器、試驗(yàn)變壓器、電爐變壓器、整流變壓器、電焊變壓器等）。第十頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日

2、按繞組數(shù)目分類(lèi):可分為雙繞組變壓器,三繞組變壓器、多繞組變壓器和自耦變壓器。

3、按鐵心結(jié)構(gòu)分類(lèi)，有心式變壓器和殼式變壓器。

4、按相數(shù)分類(lèi)，有單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。

5、按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分類(lèi)，可分為油浸式變壓器（包括油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、油浸強(qiáng)迫油循環(huán)式）、干式變壓器、充氣式變壓器。

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6、電力變壓器按容量大小通常分為小型變壓器（容量為10～630kVA）、中型變壓器（容量為800～6300kVA）、大型變壓器（容量為8000～63000kVA）和特大型變壓器（容量在90000kVA及以上）。三、額定值：額定值是制造廠對(duì)變壓器在指定工作條件下運(yùn)行時(shí)所規(guī)定的一些量值。額定值通常標(biāo)注在變壓器的銘牌上。變壓器的額定值主要有：第十二頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日1、額定容量SN

額定容量是指額定運(yùn)行時(shí)的視在功率。以VA、kVA或MVA表示。由于變壓器的效率很高，通常一、二次側(cè)的額定容量設(shè)計(jì)成相等。

2、額定電壓U2N和U2N

正常運(yùn)行時(shí)規(guī)定加在一次側(cè)的端電壓稱為變壓器一次側(cè)的額定電壓U2N。二次側(cè)的額定電壓U2N

是指變壓器一次側(cè)加額定電壓時(shí)二次側(cè)的空載電壓。額定電壓以V或kV表示。對(duì)三相變壓器，額定電壓是指線電壓。

3、額定電流I2N和I2N第十三頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日

根據(jù)額定容量和額定電壓計(jì)算出的線電流，稱為額定電流，以A表示。對(duì)單相變壓器對(duì)三相變壓器4、額定頻率fN

除額定值外，變壓器的相數(shù)、繞組連接方式及聯(lián)結(jié)組別、短路電壓、運(yùn)行方式和冷卻方式等均標(biāo)注在銘牌上。額定狀態(tài)是電機(jī)的理想工作狀態(tài)，具有優(yōu)