《變壓器》PPT課件講課稿

幾萬伏220V常見

變壓器電力變壓器接觸調(diào)壓器三相干式變壓器常見變壓器電源變壓器環(huán)形變壓器控制變壓器變壓器的分類按用途：電力變壓器、互感器、特殊用途變壓器；按繞組數(shù)目：雙繞組變壓器、三繞組變壓器、自耦變壓器；按相數(shù)：?jiǎn)蜗嘧儔浩骱腿嘧儔浩鳎话蠢鋮s介質(zhì)和冷卻方式：油浸式變壓器和干式變壓器；按鐵芯結(jié)構(gòu)：芯式變壓器和殼式變壓器；按調(diào)壓方式：無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器、有載調(diào)壓變壓器；按容量大小：小型變壓器、中型變壓器、大型變壓器和特大型變壓器。變壓器用途電力系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)電能的遠(yuǎn)距離高效輸送、合理配電、安全用電。如：電力變壓器、配電變壓器。供給特殊電源用的專用變壓器。如：煉鋼爐供電的電爐變壓器，大型電解電鍍、直流電力機(jī)車供電的整流變壓器。測(cè)量用的儀用變壓器。控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸——控制變壓器，直到僅傳輸信號(hào)的非常小的無線電變壓器。一、變壓器的構(gòu)造1.示意圖

U1U2

∽n1n2∽原線圈副線圈鐵芯2.構(gòu)造：（1）閉合鐵芯（絕緣硅鋼片疊合而成）（2）原繞組（一次或初級(jí)繞組）：其匝數(shù)用n1表示（3）副繞組（二次或次級(jí)繞組）：其匝數(shù)用n2表示（4）輸入電壓：U1;輸出電壓：U2.單相變壓器變壓器文字符號(hào)：T二、變壓器的工作原理------互感現(xiàn)象

變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了電能（U1、I1）到磁場(chǎng)能（變化的磁場(chǎng)）再到電能（U2、I2）轉(zhuǎn)化。原線圈副線圈鐵芯∽

U1U2n1n2∽互感現(xiàn)象：在原副線圈中由于有交變電流而發(fā)生的互相感應(yīng)現(xiàn)象。變壓器的工作原理原線圈接交流電在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁通量在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁通量副線圈有交流電原線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變壓器原副線圈的端電壓之比等于這兩個(gè)線圈的匝數(shù)之比n2>n1U2>U1-----升壓變壓器n2<n1U2<U1-----降壓變壓器U1/U2=n1/n2

功率損耗

交流鐵心線圈的功率損耗主要有銅損和鐵損兩種。1.銅損(Pcu)

在交流鐵心線圈中,線圈電阻R上的功率損耗稱銅損，用Pcu表示。Pcu=RI2式中：R是線圈的電阻；I是線圈中電流的有效值。2.鐵損(PFe)

在交流鐵心線圈中，處于交變磁通下的鐵心內(nèi)的功率損耗稱鐵損，用PFe

表示。鐵損由磁滯和渦流產(chǎn)生。+–ui（1）磁滯損耗（Ph）

由磁滯所產(chǎn)生的能量損耗稱為磁滯損耗(Ph

)

。

磁滯損耗轉(zhuǎn)化為熱能，引起鐵心發(fā)熱。減少磁滯損耗的措施：變壓器和電機(jī)中選用硅鋼等材料制作鐵心，降低磁滯損耗。磁滯性：磁性材料中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化總是滯后于外磁場(chǎng)變化H（磁場(chǎng)強(qiáng)度）的性質(zhì)。(2)渦流損耗（Pe）渦流損耗:由渦流所產(chǎn)生的功率損耗。

渦流：交變磁通在鐵心內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，稱為渦流。渦流在垂直于磁通的平面內(nèi)環(huán)流。渦流損耗轉(zhuǎn)化為熱能，引起鐵心發(fā)熱。減少渦流損耗措施：

提高鐵心的電阻率（通常由于硅鋼片）。鐵心用彼此絕緣的鋼片疊成，把渦流限制在較小的截面內(nèi)。2.變壓器的效率()變壓器的損耗包括兩部分：銅損(PCu)：繞組導(dǎo)線電阻的損耗。與負(fù)載大?。ㄕ扔陔娏髌椒剑┯嘘P(guān)。

鐵損(PFe)：變壓器的效率為一般95%,負(fù)載為額定負(fù)載的(50~75)%時(shí),最大。輸出功率輸入功率磁滯損耗渦流損耗3.1.4變壓器的基本結(jié)構(gòu)3.1.4變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的基本結(jié)構(gòu)一、鐵芯作用：構(gòu)成變壓器的磁路系統(tǒng)，且固定繞組。構(gòu)成：由0.27/0.3/0.35mm厚的冷軋硅鋼片疊成，每片硅鋼片的兩面涂絕緣漆膜，且沖壓成一定形狀。鐵芯分鐵芯柱、鐵軛兩部分。制造工藝：采用交疊式，主要使疊縫相互交疊，以減少接縫間隙，從而減少磁路的磁阻。芯柱截面是內(nèi)接于的多級(jí)矩形。2.繞組繞組是變壓器的電路部分，它是用紙包的絕緣扁線或圓線繞成。

右圖為交疊式繞組

3.其他結(jié)構(gòu)部件以典型的油侵式電力變壓器為例，其他結(jié)構(gòu)部件有:油箱、儲(chǔ)油柜、散熱器、高壓絕緣管套以及繼電保護(hù)裝置等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。feifei45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。feifei45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）。feifei45呼吸器變壓器隨著負(fù)荷和氣溫變化，各變壓器油溫不斷變化，這樣油枕內(nèi)的油位隨著整個(gè)變壓器油的膨脹和收縮而發(fā)生變化，為了使潮氣不能進(jìn)入油枕使油劣化，將油枕用一個(gè)管子從上部連通到一個(gè)內(nèi)裝硅膠的干燥器（俗稱呼吸器），硅膠對(duì)空氣中水份具有很強(qiáng)的吸附作用，干燥狀態(tài)狀態(tài)為藍(lán)色，吸潮飽和后變?yōu)榉奂t色。吸潮的硅膠可以再生。feifei45冷卻器直接裝配在變壓器油箱壁上，對(duì)于強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器，電動(dòng)泵從油箱頂部抽出熱油送入散熱器管簇中，這些管簇的外表受到來自風(fēng)扇的冷空氣吹拂，使熱量散失到空氣中去，經(jīng)過冷卻后的油從變壓器油箱底部重新回到變壓器油箱內(nèi)。無論電動(dòng)泵裝在冷卻器上部還是下部，其作用是一樣的。feifei45絕緣套管變壓器繞組的引出線從油箱內(nèi)部引到箱外時(shí)必須經(jīng)過絕緣套管，使引線與油箱絕緣。絕緣套管一般是陶瓷的，其結(jié)構(gòu)取決于電壓等級(jí)。1kV以下采用實(shí)心磁套管，10～35kV采用空心充氣或充油式套管，110kV及以上采用電容式套管。為了增大外表面放電距離，套管外形做成多級(jí)傘形裙邊。電壓等級(jí)越高，級(jí)數(shù)越多。feifei45分接開關(guān)變壓器常用改變繞組匝數(shù)的方法來調(diào)壓。一般從變壓器的高壓繞組引出若干抽頭，稱為分接頭，用以切換分接頭的裝置叫分接開關(guān)。分接開關(guān)分為無載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種，前者必須在變壓器停電的情況下切換；后者可以在變壓器帶負(fù)載情況下進(jìn)行切換。分接開關(guān)安裝在油箱內(nèi)，其控制箱在油箱外，有載調(diào)壓分接開關(guān)內(nèi)的變壓器油是完全獨(dú)立的，它也有配套的油箱、瓦斯繼電器、呼吸器。feifei45氣體繼電器氣體繼電器又稱為瓦斯繼電器，是變壓器的一種保護(hù)裝置，安裝在油箱與儲(chǔ)油柜的連接管道中，當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)（如絕緣擊穿、匝間短路、鐵芯事故、油箱漏油使油面下降較多等）產(chǎn)生的氣體和油流，迫使氣體繼電器動(dòng)作。輕者發(fā)出信號(hào)，以便運(yùn)行人員及時(shí)處理。重者使斷路器跳閘，以保護(hù)變壓器。feifei45壓力釋放閥當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障而產(chǎn)生大量氣體時(shí)，油箱內(nèi)壓力迅速增加，為防止壓器發(fā)生爆炸，油箱上安裝壓力釋放閥。（注意打開閥芯）feifei45變壓器的型號(hào)

型號(hào)表示一臺(tái)變壓器的結(jié)構(gòu)、額定容量、電壓等級(jí)、冷卻方式等內(nèi)容。我場(chǎng)變壓器型號(hào)：SFZ11-50000/110分類類別代表符號(hào)繞組耦合方式自耦O相數(shù)單相D三相S冷卻方式油浸自冷—（表示缺?。┯徒L(fēng)冷F油浸水冷S強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷FP強(qiáng)迫油循環(huán)水冷SP繞組數(shù)雙繞組—三繞組S繞組導(dǎo)線材質(zhì)銅—鋁L調(diào)壓方式無勵(lì)磁調(diào)壓—有載調(diào)壓Z冷卻方式：油浸風(fēng)冷額定容量：50000kVA接線方式：星角11點(diǎn)接線負(fù)載損耗：182.95kVA三相風(fēng)冷有載調(diào)壓額定頻率：50HZ空載損耗：31.87kVA2.互感器

A電流互感器電壓互感器V

使用時(shí)把原線圈與電路并聯(lián)，原線圈匝數(shù)多于副線圈匝數(shù)

使用時(shí)把原線圈與電路串聯(lián)，原線圈匝數(shù)少于副線圈匝數(shù)2023/1/14（二）電流互感器

實(shí)現(xiàn)用低量程的電流表測(cè)量大電流。（被測(cè)電流）N1（匝數(shù)少）N2（匝數(shù)多）ARi1i2被測(cè)電流=電流表讀數(shù)N2/N12023/1/14注意：1）二次繞組絕不許開路，否則一次繞組中流過的大電流使鐵心過熱而燒壞繞組絕緣； 二次繞組中因匝數(shù)很多，將產(chǎn)生高電壓，可能將絕緣擊穿，危及安全。

2）在運(yùn)行中若要拆下電流表，應(yīng)先將二次繞組短路后再進(jìn)行。

3）鐵心和二次繞組的一端必須可靠接地，以免絕緣損壞時(shí)，高壓側(cè)電壓傳到低壓側(cè)，危及儀表及人身安全。

4）電流表內(nèi)阻抗應(yīng)很小，否則影響測(cè)量精度。Ai1i23.7.3電流互感器作用：把被測(cè)的大電流通入電流互感器的原邊，變換成副邊的小電流，送到電流表或控制回路。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：原邊繞組匝數(shù)少、截面大，串入被測(cè)回路；副邊匝數(shù)多、截面小，串接小阻抗儀表。3.7.3電流互感器原理分析：正常運(yùn)行時(shí)相當(dāng)于變壓器副邊短路。被測(cè)的大電流計(jì)算：I1=kiI2I2--副邊額定電流，規(guī)定為5A或1Aki--電流互感器的電流比。注意事項(xiàng)：1、電流互感器副方不允許開路。開路后，原方電流全為勵(lì)磁作用，鐵芯過飽和，電壓較高，鐵芯嚴(yán)重發(fā)熱。2、電流互感器副繞組一端和鐵芯須可靠接地。3.7.4電壓互感器作用：把被測(cè)的大電壓通入電壓互感器的原邊，變換成副邊的小電壓，送到電壓表或控制回路。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：原邊繞組匝數(shù)多、截面小，并聯(lián)接入被測(cè)回路；副邊匝數(shù)少、截面大，串接線圈阻抗大的電壓儀表。VU1U22023/1/142）鐵心和二次繞組的一端必須可靠接地，以防一次側(cè)高壓繞組絕緣損壞時(shí)，其上帶上高電壓而觸電；3）電壓互感器有一定的額定容量，使用時(shí)不宜接過多的儀表，否則將影響互感器的準(zhǔn)確度。注意：1）二次繞組絕不允許短路，否則短路電流很大，將互感器燒壞。為此應(yīng)串聯(lián)熔斷器作短路保護(hù)；注意事項(xiàng)：

1、電壓互感器副邊絕不允許短路。因短路電流將使繞組發(fā)熱，破壞絕緣，危及人身和設(shè)備的安全。

2、電壓互感器鐵心和副繞組的一端必須可靠接地，保障人身安全。原理分析：正常運(yùn)行時(shí)相當(dāng)于變壓器副邊開路。。被測(cè)的大電壓計(jì)算：U1=kvU2U2--副邊額定電壓，規(guī)定為100V或100/30.5Vkv--電壓互感器的電壓比3.7.4電壓互感器1、聲音異常:變壓器在正常運(yùn)行時(shí)發(fā)出均勻的有節(jié)律的“嗡嗡”聲，如果出現(xiàn)其他不正常聲音，均為聲音異常，產(chǎn)生的主要原因有以下幾方面:①當(dāng)有大容量的動(dòng)力設(shè)備起動(dòng)時(shí)，負(fù)荷突然增大，變壓器聲音也會(huì)變大;②過負(fù)荷，在夏季或農(nóng)忙用電高峰時(shí)，配變會(huì)因?yàn)檫^負(fù)荷發(fā)出很高的沉重的“嗡嗡”聲;③個(gè)別零件松動(dòng)，如鐵芯的穿芯螺絲夾得不緊，使鐵芯松動(dòng)，這時(shí)變壓器發(fā)出強(qiáng)烈而不均勻的“噪音”;④內(nèi)部接觸不良或絕緣擊穿，變壓器會(huì)發(fā)出放電的“噼啪”聲;⑤系統(tǒng)短路或接地時(shí)，通過的短路電流很大，使變壓器的噪音也很大。當(dāng)線路在導(dǎo)線連接處或T接處發(fā)生斷線，刮風(fēng)時(shí)容易造成時(shí)接時(shí)斷的接觸而產(chǎn)生弧光或火花，這時(shí)變壓器就會(huì)發(fā)出象青蛙“唧哇唧哇”的叫聲;當(dāng)?shù)蛪壕€路發(fā)生接地或短路事故時(shí)，變壓器就發(fā)出“轟轟”的響聲。2、油溫異常:正常負(fù)荷及正常冷卻情況下，變壓器的油溫不斷升高，其主要原因有:由于渦流或夾緊鐵芯用的穿芯螺絲絕緣損壞，均會(huì)使變壓器油溫升高;另外，繞組局部層間或匝間短路，內(nèi)部接點(diǎn)有故障，接觸電阻加大，二次線上有大電阻短路，也會(huì)使油溫升高。

3、油色、油位異常:油色變化過重，油內(nèi)出現(xiàn)碳質(zhì);在夏季重負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，油位就會(huì)升高，若超過最高溫度標(biāo)線刻度，就應(yīng)適當(dāng)放油;當(dāng)變壓器滲漏嚴(yán)重，就會(huì)使油位下降，若降到最低標(biāo)線以下，應(yīng)加油補(bǔ)充。

4、高低壓套管發(fā)生嚴(yán)重?fù)p傷并有放電現(xiàn)象，其主要原因是:①套管密封不嚴(yán)，因進(jìn)水使絕緣受潮而損壞;②套管的電容芯子制造不良，內(nèi)部游離放電;③套管積垢嚴(yán)重，表面釉質(zhì)脫落，或套管上有大的碎片和裂紋，均會(huì)造成套管閃絡(luò)和爆炸事故。5、三相電壓不平衡，其主要原因有:①三相負(fù)載不平衡，引起中性點(diǎn)位移，使三相電壓不平衡;②系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振，會(huì)使三相電壓不平衡;③內(nèi)部發(fā)生匝間或?qū)娱g短路，也會(huì)造成三相電壓不平衡。