電力變壓器工作原理

電力變壓器工作原理第1頁(yè)/共36頁(yè)在輸電過程中，電壓必須進(jìn)行調(diào)整。3.1.1變壓器的用途及分類第2頁(yè)/共36頁(yè)用電器額定工作電壓用電器額定工作電壓隨身聽3V機(jī)床上的照明燈36V掃描儀12V防身器3000V手機(jī)充電器4.2V4.4V5.3V黑白電視機(jī)顯像管1~2萬伏錄音機(jī)6V9V12V彩色電視機(jī)顯像管3~4萬伏

在我們使用的各種用電器中，所需的電源電壓各不相同，而日常照明電路的電壓是220V，那么如何解決這一問題呢？生活中需要各種電壓需改變電壓，以適應(yīng)各種不同電壓的需要。第3頁(yè)/共36頁(yè)變壓器分類：第4頁(yè)/共36頁(yè)街頭變壓器各式變壓器可拆式變壓器變電站的大型變壓器形形色色的變壓器第5頁(yè)/共36頁(yè)按相數(shù)分：?jiǎn)蜗嘧儔浩魅嘧儔浩鞯?頁(yè)/共36頁(yè)按鐵心形式分：第7頁(yè)/共36頁(yè)干式變壓器油浸式變壓器按冷卻介質(zhì)分:強(qiáng)迫油循環(huán)電力變壓器第8頁(yè)/共36頁(yè)3.1.2變壓器的構(gòu)造構(gòu)造：（1）鐵芯（2）繞組（3）冷卻裝置及其他附件

第9頁(yè)/共36頁(yè)3.1.2變壓器的構(gòu)造

為了減少鐵芯的磁滯和渦流損耗，鐵芯用厚度為0.3～0.5mm的硅鋼片沖剪成幾種不同尺寸，并在表面涂厚為0.01～0.13mm的絕緣漆，烘干后按一定規(guī)則疊裝而成。由于硅鋼片比普通鋼的電阻串大，因此利用硅鋼片制成的鐵芯可以進(jìn)一步減小渦流損耗。1.鐵芯第10頁(yè)/共36頁(yè)3.1.2變壓器的構(gòu)造電路的組成部分，用紙包、紗包或漆包的絕緣扁線或圓線繞成。感應(yīng)電勢(shì)、通過電流、實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。

不同容量、不同電壓等級(jí)的電力變壓器，繞組形式也不一樣。一般電力變壓器中常采用同芯式和交疊式兩種結(jié)構(gòu)形式。2.繞組第11頁(yè)/共36頁(yè)3.1.2變壓器的構(gòu)造

同芯式繞組是把高壓繞組與低壓繞組套在同一個(gè)鐵芯上，一般是將低壓繞組放在里邊，高壓繞組套在外邊，以便絕緣處理。但大容量輸出電流很大的電力變壓器，低壓繞組引出線的工藝復(fù)雜，往往把低壓繞組放在高壓繞組的外面。同芯式繞組優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、繞制方便第12頁(yè)/共36頁(yè)3.1.2變壓器的構(gòu)造在同一鐵芯上，高壓繞組、低壓繞組交替排列、間隙聚焦多、絕緣較復(fù)雜、包扎工作量較大。交疊式繞組優(yōu)點(diǎn)：力學(xué)性能較好，引出線的布置和焊接比較方便、漏電抗較小，一般用于電壓為35KV及以下的電爐變壓器中。第13頁(yè)/共36頁(yè)3.1.2變壓器的構(gòu)造3.冷卻裝置及其附件油浸式電力變壓器器身油箱冷卻裝置保護(hù)裝置出線裝置鐵芯、繞組、絕緣結(jié)構(gòu)、引線、分接開關(guān)油箱本體（箱蓋、箱壁、箱底）和附件（放油閥門、油樣活門、接地螺栓、銘牌散熱器和冷卻器儲(chǔ)油柜（油枕）、油位表、防爆管（安全氣道）、吸濕器(呼吸器)、溫度計(jì)、凈油器、氣體繼電器（瓦斯繼電器）高壓套管、低壓套管第14頁(yè)/共36頁(yè)3.1.2變壓器的構(gòu)造冷卻裝置作用：鐵心和繞組組成變壓器的器身，器身放置在裝有變壓器油的油箱內(nèi)，在油浸變壓器中，變壓器油既是絕緣介質(zhì)，又是冷卻介質(zhì)。第15頁(yè)/共36頁(yè)（1）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，表示方法為如OSFPSZ-250000/220表明自耦三相強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷三繞組銅線有載調(diào)壓，額定容量250000kVA，高壓額定電壓220kV電力變壓器。3.1.3變壓器的名牌和額定值第16頁(yè)/共36頁(yè)3.1.3變壓器的名牌和額定值第17頁(yè)/共36頁(yè)3.1.3變壓器的名牌和額定值（2）額定容量指在額定狀態(tài)下變壓器的視在功率．額定容量以伏安(VA)、千伏安(KVA)或兆伏安(MVA)為單位。對(duì)三相變壓器，額定容量指三相的總?cè)萘?。?）額定電壓以伏（V）或千伏（kV）為單位。對(duì)三相變壓器，額定電壓指線電壓。（4）額定電流以安（A）或千安（kA）為單位。對(duì)三相變壓器，額定電壓指線電流。（5）額定頻率以赫茲（Hz）為單位。我國(guó)額定工頻為50Hz。第18頁(yè)/共36頁(yè)

變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了：電能→磁場(chǎng)能→電能轉(zhuǎn)化(U1、I1)(變化的磁場(chǎng))(U2、I2)思考：若給原線圈接直流電壓U1,副線圈電壓U2?～——互感現(xiàn)象3.2變壓器的工作原理第19頁(yè)/共36頁(yè)原、副線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別是：E1=-n1/tE2=-n2/t若不考慮原副線圈的內(nèi)阻有

U1=E1

U2=E2

第20頁(yè)/共36頁(yè)1、n2

>n1

U2>U1——升壓變壓器2、

n2

<n1U2<U1——降壓變壓器

實(shí)驗(yàn)和理論分析都表明：理想變壓器原、副線圈的電壓跟它們的匝數(shù)成正比。第21頁(yè)/共36頁(yè)理想變壓器輸入功率等于輸出功率即:

U1I1=U2I2P入=P出理想變壓器原、副線圈的電流跟它們的匝數(shù)成反比此公式只適用于一個(gè)副線圈的變壓器第22頁(yè)/共36頁(yè)3.5特殊變壓器1、自耦變壓器2、儀用互感器3、電焊變壓器第23頁(yè)/共36頁(yè)

1、演變過程：把普通雙繞組變壓器的高壓繞組和低壓繞組串聯(lián)連接，便構(gòu)成一臺(tái)自耦變壓器。3.5.1自耦變壓器第24頁(yè)/共36頁(yè)

不僅省了一個(gè)低壓繞組，而且還保留的一個(gè)繞組之

匝數(shù)部分通過的電流值小。用料減少，銅損耗減小，重量減輕，體積縮小。2、原理分析：變比磁勢(shì)平衡式電流關(guān)系總?cè)萘繉?shí)驗(yàn)室常用作調(diào)壓器用。第25頁(yè)/共36頁(yè)第26頁(yè)/共36頁(yè)3、主要優(yōu)缺點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)：

當(dāng)額定容量相同時(shí)，自耦變壓器與雙繞組變壓器相比，其單位量所消耗的材料少、變壓器的體積小、造價(jià)低，而且銅耗和鐵耗也小，因而效率高。（2）缺點(diǎn)：

由于自耦變壓器原、副邊繞組之間有直接電的聯(lián)系，高壓邊的高電位會(huì)傳導(dǎo)到低壓邊，因此低壓邊須用與高壓邊同樣等級(jí)的絕緣和過壓安全保護(hù)裝置。三相自耦變壓器中性點(diǎn)必須可靠接地。否則當(dāng)出現(xiàn)單相短路故障時(shí)，另外兩相的低壓邊會(huì)引起過電壓，危及用電設(shè)備。

——限制了自耦變壓器的使用范圍。第27頁(yè)/共36頁(yè)電壓互感器和電流互感器又稱儀用互感器，是電力系統(tǒng)中使用的測(cè)量設(shè)備，其工作原理與變壓器基本相同。使用互感器的目的是：(1)與小量程的標(biāo)準(zhǔn)化電壓表和電流表配合測(cè)量高電壓、大電流；(2)使測(cè)量回路與被測(cè)回路隔離，以保障工作人員和測(cè)試設(shè)備的安全；(3)為各類繼電保護(hù)和控制系統(tǒng)提供控制信號(hào)。3.5.2儀用互感器第28頁(yè)/共36頁(yè)(1)電壓互感器忽略電阻漏抗時(shí)測(cè)量誤差包括：數(shù)值誤差

相位誤差準(zhǔn)確級(jí)別：0.1、0.2、0.5、1、31、原理分析：3.5.2儀用互感器第29頁(yè)/共36頁(yè)2、使用注意點(diǎn)(1)次級(jí)不能短路，否則會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流，燒壞電壓互感器。(2)初、次級(jí)安裝熔斷器。(3)注意安全，鐵心和次級(jí)繞組可靠接地。第30頁(yè)/共36頁(yè)(2)電流互感器3.5.2儀用互感器忽略勵(lì)磁電流時(shí)：測(cè)量誤差包括：數(shù)值誤差

相位誤差準(zhǔn)確級(jí)別：0.1、0.2、0.5、1、3、101、原理分析：第31頁(yè)/共36頁(yè)2、使用注意點(diǎn)次級(jí)不能開路，否則在次級(jí)端會(huì)產(chǎn)生很大的電壓造成危險(xiǎn)。次級(jí)安裝保護(hù)開關(guān)，不測(cè)量時(shí)次級(jí)閉路。注意安全，鐵心和次級(jí)繞組可靠接地。第32頁(yè)/共36頁(yè)第33頁(yè)/共36頁(yè)3.5.3電焊變壓器1、原理分析：外加電抗器式電焊變壓器是在一臺(tái)降壓變壓器的二次側(cè)輸出端