第3章變壓器講課教案

第3章變壓器項目1變壓器的結(jié)構(gòu)與原理1.1變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器是一種靜止電機(jī)，它可以將一種電壓的電能轉(zhuǎn)換為另一種電壓的電能。

一、變壓器的作用1、變壓：2、變流：3、變阻抗：二、變壓器分類電力變壓器：電力系統(tǒng)傳輸電能的升壓變壓器/降壓變壓器/配電變壓器等。問題遠(yuǎn)距離輸電為什么必須采用高壓輸電？

電爐變壓器(專用)：給電爐(如煉鋼爐)供電。電焊變壓器(專用)：給電焊機(jī)供電。

整流變壓器(專用)：給直流電力機(jī)車供電。

儀用變壓器：用在測量設(shè)備中。

電子變壓器：用在電子線路中。除了按以上用途分類外，變壓器還可以按相數(shù)/繞組數(shù)目/鐵心形式/冷卻方式等特征分類。

按相數(shù)分：單相/三相/多相等

按繞組數(shù)：雙繞組/自耦/三繞組/多繞組

鐵心形式：心式/殼式

冷卻方式：干式/油浸式等(1)鐵心型式：心式(結(jié)構(gòu)簡單工藝簡單應(yīng)用廣泛);殼式(用在小容量變壓器和電爐變壓器)。材料：一般由0.35mm/0.5mm冷軋(也用熱軋)硅鋼片疊成。鐵心交疊：相鄰層按不同方式交錯疊放，將接縫錯開。偶數(shù)層剛好壓著奇數(shù)層的接縫，從而減少了磁阻，便于磁通流通。鐵心柱截面形狀：小型變壓器做成方形或者矩形；大型變壓器做成階梯形。容量大則級數(shù)多。疊片間留有間隙作為油道（縱向、橫向）。（2）繞組一般用絕緣扁銅線或圓銅線在繞線模上繞制而成。繞組套裝在變壓器鐵心柱上，低壓繞組在內(nèi)層，高壓繞組套裝在低壓繞組外層，以便于絕緣。(3)油/油箱/冷卻/安全裝置器身裝在油箱內(nèi)，油箱內(nèi)充滿變壓器油。

變壓器油是一種礦物油，具有很好的絕緣性能。變壓器油起兩個作用：①在變壓器繞組與繞組、繞組與鐵心及油箱之間起絕緣作用。②變壓器油受熱后產(chǎn)生對流，對變壓器鐵心和繞組起散熱作用。

油箱有許多散熱油管，以增大散熱面積。為了加快散熱，有的大型變壓器采用內(nèi)部油泵強(qiáng)迫油循環(huán)，外部用變壓器風(fēng)扇吹風(fēng)或用自來水沖淋變壓器油箱。這些都是變壓器的冷卻裝置。1油箱/2儲油柜/3氣體繼電器/4為安全氣道。變壓器運(yùn)行時產(chǎn)生熱量，使變壓器油膨脹，并流進(jìn)儲油柜中。

儲油柜使變壓器油與空氣接觸面變小,減緩了變壓器油的氧化和吸收空氣水分的速度。從而減緩了油的變質(zhì)。

四變壓器的額定值(1)額定電壓U1N/U2N單位為V或者kV。U1N為正常運(yùn)行時1次側(cè)應(yīng)加的電壓。U2N為1次側(cè)加額定電壓、2次側(cè)處于空載狀態(tài)時的電壓。

三相變壓器中，額定電壓指的是線電壓。

(2)額定電流I1N/I2N單位為A/kA。是變壓器正常運(yùn)行時所能承擔(dān)的電流，在三相變壓器中均代表線電流。

(3)額定容量SN單位為VA/kVA/MVA

SN為變壓器的視在功率。通常把變壓器1、2次側(cè)的額定容量設(shè)計為相同。對單相：SN=

I1NU1N=I2NU2N

對三相：

(4)額定頻率fN單位為Hz,fN=50Hz此外，銘牌上還會給出三相聯(lián)接組以及相數(shù)m/阻抗電壓Uk/型號/運(yùn)行方式/冷卻方式/重量等數(shù)據(jù)。

1.2變壓器的工作原理

原繞組匝數(shù)為N1，電壓u1，電流i1，主磁電動勢e1，漏磁電動勢eσ1；副繞組匝數(shù)為N2，電壓u2，電流i2，主磁電動勢e2，漏磁電動勢eσ2。一、空載運(yùn)行二、負(fù)載運(yùn)行1．電壓變換原繞組的電壓方程：副繞組的電壓方程：忽略電阻R1和漏抗Xσ1的電壓，則：k稱為變壓器的變比。三相變壓器的兩種接法及電壓的變換關(guān)系2．電流變換由U1≈E1=4.44N1fΦm可知，U1和f不變時，E1和Φm也都基本不變。因此，有負(fù)載時產(chǎn)生主磁通的原、副繞組的合成磁動勢（i1N1+i2N2）和空載時產(chǎn)生主磁通的原繞組的磁動