变压器的工作原理
变压器的工作原理公式
变压器的工作原理公式变压器是一种常见的电气设备，它能够将交流电压从一种电压变成另一种电压。
变压器的工作原理是基于电磁感应的原理，通过磁场的变化来实现电压的变换。
在变压器中，有一个主要的原件——铁芯，它能够集中磁场，并且通过它的变化来实现电压的变化。
变压器的工作原理可以用以下公式来描述：V1/N1 = V2/N2。
其中，V1和V2分别代表输入端和输出端的电压，N1和N2分别代表输入端和输出端的匝数。
这个公式表明了输入端和输出端电压与匝数的关系，也就是变压器的工作原理。
当输入端的电压加到变压器的原边上时，原边的匝数N1会产生一个磁场，这个磁场会穿过整个铁芯，并且感应到次级线圈上，从而产生次级线圈上的感应电动势，这个感应电动势就是V2。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与匝数的比值是一个常数，也就是V1/N1 = V2/N2。
在实际应用中，变压器的工作原理公式可以帮助我们计算输入端和输出端的电压比值，从而确定变压器的变压比。
通过调整输入端和输出端的匝数，我们可以实现不同的电压变换，从而满足不同电气设备的电压需求。
除了电压变换，变压器还可以实现电流的变换。
根据功率守恒定律，输入端和输出端的功率相等，所以输入端和输出端的电流与电压之间也有一定的关系。
通过变压器的工作原理公式，我们也可以计算出输入端和输出端的电流比值，从而实现电流的变换。
总之，变压器的工作原理公式是描述变压器工作原理的重要工具，它能够帮助我们理解变压器的电压变换和电流变换原理，为变压器的设计和应用提供了重要的理论基础。
通过深入理解变压器的工作原理公式，我们可以更好地应用变压器，满足不同电气设备的电压和电流需求，从而为电气系统的稳定运行提供保障。
变压器的基本工作原理和结构PPT课件
次端电压。 对三相变压器，铭牌上的额定电压指线电压 额定电流(IN)——指变压器在额定容量下，允许长期通
过的电流，三相变压器指的是线电流值。单位用A或kA。 额定频率〔HZ)—电力变压器的额定频率是50Hz 效率、温升
图3.1.8 壳式变压器的结构示意图
※ 芯式变压器绕组和铁芯的装配示意图
绕组同芯套装在变压器铁心柱上，低 压绕组在内层，高压绕组套装在低压 绕组外层，以便于绝缘。
图3.1.9 芯式变压器的铁芯和绕组的装配示意图
● 绕组的根本型式——同心式
※ 同芯式——铁芯式变压 器常用。高压绕组和低压 绕组均做成圆筒形，然后 同芯地套在铁芯柱上 ，为
平安气道——〔防爆筒〕如果是严重事故，变压器油大量 汽化，油气冲破平安气道管口的密封玻璃，冲出变压器油 箱，防止油箱爆裂。
吸湿器—— 〔呼吸器〕内装硅胶〔活性氧休铝〕，用以吸 收进入储油柜中空气的水分
净油器——过滤油中杂质，改善变压器油的性能
3.1.3 变压器的型号与额定值
一、变压器型号
型号——可反映出变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方 式等内容
变压器运行时产生热量，使变 压器油膨胀，储油柜中变压器 油上升，温度低时下降。
储油柜使变压器油与空气接触 面较少， 减缓了变压器油的氧
当变压器出现故障时，产生的 热量使变压器油汽化，气体继 电器动作，发出报警信号或切 断图电源。
气 体 继 电 器
化过程及吸收空气中的水分的 如果事故严重，变压器油大量
〔一〕电力变压器
配电变压器
升压变压器
降压变压器
电力变压器的类别——用途分
(二) 特种变压器
变压器的工作原理
• 单相变压器的一次、二次绕组的额定电流为
I1N = S N/ U1N
I2N = S N/ U2N
• 三相变压器的一次、二次绕组的额定电流为
I1N = S N/ 3U1N (4).额定频率
I2N = S N/ 3 U2N
• 我国工业用电频率为 50 HZ
变压器变比
• 当一次绕组上加上额定电压 U1N 时，一般规定此时二 次绕组开路电压将是额定电压 U2N ，因此可以认为， 变压器的电压比就是匝数比
• 1、 油浸自冷 • 31500kVA及以下、35kV及以下的产品； • 50000kVA及以下、110kV产品。 • 2 、油浸风冷 • 12500kVA～63000kVA、35kV～110kV
产品； • 75000kVA以下、110kV产品； • 40000kVA及以下、220kV产品。
• 3、 强迫油循环风冷 • 50000～90000kVA、220kV产品。 • 4 、强迫油循环水冷 • 一般水力发电厂的升压变220kV及以上、
绕组与仪表、继电器电流线圈串联，形成闭合回路，由于这些电 流线圈阻抗很小，工作时电流互感器二次回路接近短路状态。
电流互感器的变流比Ki用表示，则
• 式中，I1N、I2N分别为电流互感器一次侧和二次侧的额定电流值， N1、N2为其一次和二次绕组匝数。变流比一般表示成如100/5A形 式。
（2） 电流互感器种类和型号
4.变压器的额定值
(1).额定容量 S
• 变压器视在功率的惯用数值，以 VA，KVA，MVA 表示
(2).额定电压 U
• 变压器各绕组在空载额定分接下端子间电压的保证值，对 于三相变压器额定电压系指线电压，以 V 或 KV 表示
(3).额定电流 I
变压器原理介绍
变压器原理介绍
变压器是一种基于电磁感应原理工作的电力设备，它主要用于改变交流电的电压大小。
其主要由两个或多个线圈（一般称为初级线圈和次级线圈）组成，这些线圈通过一个共同的铁芯连接，使得线圈之间的耦合达到最大。
变压器的工作原理是基于法拉第电磁感应定律和电感耦合的原理。
当交流电通过初级线圈时，流经导线的电流会产生磁场，这个磁场会通过铁芯传导到次级线圈中，使其产生感应电动势。
这样，当初级线圈上的交流电电压变化时，次级线圈上也会产生相应大小的电压变化。
根据变压器的原理，可以推导出两个重要的公式：
1. 变压器的电压比等于次级线圈的匝数与初级线圈的匝数之比，即：
电压比 = 次级线圈匝数 / 初级线圈匝数
2. 变压器的电流比等于初级线圈的匝数与次级线圈的匝数之比，即：
电流比 = 初级线圈匝数 / 次级线圈匝数
根据这两个公式，可以实现电压的升高或降低，并且在变压器中保持功率守恒。
当电压比大于1时，变压器被称为升压变压器，用于将低电压升高到高电压；而当电压比小于1时，变压器被称为降压变压器，用于将高电压降低为低电压。
变压器广泛应用于电力系统中，用于将发电厂产生的高电压输
送到远距离，并在配电站等地方将电压降低供给用户使用。
同时，变压器也被广泛用于各种电子设备中，用于提供不同的电压供给不同的电路部件。
变压器的工作原理
变压器的工作原理引言概述：变压器是电力系统中常见的电气设备，它起着改变电压大小的重要作用。
本文将详细介绍变压器的工作原理，包括一、变压器的基本构造；二、变压器的工作原理；三、变压器的主要应用领域；四、变压器的维护与保养；五、变压器的未来发展方向。
一、变压器的基本构造1.1 主要构件：变压器由铁芯、一次绕组和二次绕组组成。
铁芯通常由硅钢片叠压而成，以减小磁阻和磁损耗。
1.2 绕组：一次绕组和二次绕组分别绕在铁芯上。
一次绕组与电源相连，二次绕组与负载相连。
1.3 绝缘材料：绕组之间和绕组与铁芯之间采用绝缘材料进行绝缘，以防止电路短路和绝缘击穿。
二、变压器的工作原理2.1 磁感应定律：当一次绕组中有交流电流通过时，产生的磁场会感应到二次绕组中，从而在二次绕组中产生感应电动势。
2.2 变压器原理：根据磁感应定律，当一次绕组中的匝数与二次绕组中的匝数不同时，可以实现电压的升降。
2.3 能量传递：变压器通过磁场的耦合，将一次绕组中的电能传递到二次绕组，实现电压的变换。
三、变压器的主要应用领域3.1 电力系统：变压器广泛应用于电力系统中，用于升压和降压，以适应不同电压等级的输电和配电需求。
3.2 电子设备：变压器也被应用于各类电子设备中，用于提供适宜的电压和电流，以满足设备的工作要求。
3.3 工业领域：在工业生产中，变压器被用于控制机电的启动和运行，以及供应各种设备所需的电能。
四、变压器的维护与保养4.1 温度控制：变压器在工作过程中会产生热量，需要通过散热器进行散热，保持合适的工作温度。
4.2 油浸绝缘：变压器通常采用油浸绝缘，需要定期检查绝缘油的质量和绝缘材料的状态，以确保变压器的正常运行。
4.3 维护记录：及时记录变压器的运行状况、维护情况和故障处理过程，为后续的维护工作提供参考和依据。
五、变压器的未来发展方向5.1 高效节能：未来的变压器将更加注重能源的高效利用，减少能量损耗和环境污染。
5.2 智能化控制：随着科技的发展，变压器将逐渐实现智能化控制，提高运行的稳定性和可靠性。
变压器基本工作原理
2、变压器的事故过负荷
变压器的事故过负荷，也称短时急救 过负荷。当电力系统发生事故时，保 证不间断供电是首要任务，变压器绝 缘老化加速是次要的。所以，事故过 负荷和正常过负荷不同，它是以牺牲 变压器寿命为代价的。事故过负荷时， 绝缘老化率容许比正常过负荷时高得 多，即容许较大的过负荷，但我国规 定绕组最热点的温度仍不得超过140℃。
5、空载损耗
：是以额定频率的正弦交流额定电压 施加于变压器的一个线圈上（在额定 分接头位置），而其余线圈均为开路 时，变压器所吸取的功率，用以供给 变压器铁芯损耗（涡流和磁滞损耗）
6．短路损耗
：是以额定频率的额定电流通过变压 器的一个线圈，而另一个线圈接线短 路时，变压器所吸收的功率，它是变 压器线圈电阻产生的损耗，即铜损 （线圈在额定分接点位置，温度 70℃）。
变压器
1－高压套管；2－高压中性套管；3－低压套管；4－分接头切换操作器；5－名牌；6－ 油枕；7－ 冷却器风扇；8－油泵；9－油温指示器；10－绕组温度指示器；11－油位计； 12－压力释放装置；13－油流指示器；14－气体（瓦斯）继电器；15－人孔；16－干燥 和过滤阀；17－真空阀
一、变压器的基本工作原理
1．额定容量SN
额定容量是设计规定的在额定条件使 用时能保证长期运行的输出能力，单 位为KVA或MVA。对于三相变压器而 言，额定容量是指三相总的容量。
2．额定电压UN
额定电压是由制造厂规定的变压器在空载时 额定分接头上的电压，在此电压下能保证长 期安全可靠运行，单位为V或KV。当变压器 空载时，一次侧在额定分接头处加上额定电 压U1N，二次侧的端电压即为二次侧额定电 压U2N。对于三相变压器，如不作特殊说明， 铭牌上所标明的有关参数例如额定电流是线 电流，额定电压是指线电压；而单相变压器 是指相电压（如525／√3KV）。
变压器能量传递的基本原理
变压器能量传递的基本原理变压器是一种电磁装置，可将电能从一个交流电路传递到另一个交流电路。
它的基本原理是利用电磁感应现象，通过变换电压和电流的比率来实现能量传递。
变压器一般由铁芯和两个相互绝缘的线圈组成，其中一个线圈称为主线圈，另一个线圈称为副线圈。
变压器的基本原理可以概括如下：1.电磁感应：当主线圈通电时，会在铁芯中产生一个交变磁场。
这个交变磁场会穿过副线圈，通过电磁感应作用，在副线圈中产生感应电动势。
2.感应电动势：根据法拉第电磁感应定律，当磁通量通过一个线圈时，如果磁通量发生变化，就会在该线圈中产生感应电动势。
由于变压器中主线圈中的电流是交流的，因此主线圈中的磁场也是交变的，从而在副线圈中产生交变的感应电动势。
3.恒定磁通量：为了保持副线圈中的感应电动势恒定，需要保持铁芯中的磁通量恒定。
变压器铁芯的设计和选择是为了确保尽量减小能量损耗，以提高能量传输的效率。
4.比例关系：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
副线圈中的感应电动势与主线圈中的电压成正比，而与主线圈中的电流成反比。
这就是为什么可以通过变压器来改变交流电压的原因。
5.能量传输：变压器通过改变线圈的匝数比，实现从低电压到高电压(步升变压器)或从高电压到低电压(步降变压器)的能量传输。
两个线圈之间的能量传递通过磁场的交感作用来实现，而不是直接通过导线连接。
总结起来，变压器能量传递的基本原理是通过电磁感应现象，利用交变磁场在副线圈中产生感应电动势，然后通过改变线圈的匝数比例实现从一个交流电路向另一个交流电路的能量传输。
变压器在电力输电和电子设备中广泛应用，对于能源的高效利用和稳定供电起着重要作用。
变压器的原理是什么
变压器的原理是什么
变压器的原理是利用电磁感应现象改变交流电的电压大小。
变压器由一个主线圈和一个副线圈组成，两个线圈通过铁芯（通常是铁心）连接。
当交流电通过主线圈时，线圈中产生一个交变的磁场。
这个交变的磁场会在铁芯中产生磁通量的变化。
根据法拉第电磁感应定律，磁通量的变化会在副线圈中产生感应电动势。
如果副线圈的匝数比主线圈少，那么感应电动势的大小就会下降，从而降低输出电压；如果副线圈的匝数比主线圈多，那么感应电动势的大小就会增加，从而提高输出电压。
由于变压器的工作原理是利用交流电的特点，所以只对交流电起作用，而对直流电无效。
变压器的效率一般很高，损耗很少，因此被广泛用于电力输送与变换、电子设备等领域。
需要注意的是，变压器的原理仅改变电压大小，不改变电的功率。
根据功率守恒定律，输入功率与输出功率相等，即电压越高，电流越小；电压越低，电流越大。
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第一节 变压器的工作原理 分类及结构
二.变压器的分类
1.变压器按用途一般分为电 力变压器和特种变压器 两大类 • 电力变压器可分为: 升压 变压器、降压变压器、配 电变压器、联络变压器等 电力变压器外形
第一节 变压器的工作原理 分类及结构
• 特种变压器可分为: 整流变压器、电炉变 压器、高压试验变压 器、控制变压器等
第一节 变压器的工作原理 分类及结构
2.变压器按相数可 分为单相和三相 变压器
三相变压器外观示 意图
分类
• 变压器的分类： • 1、按冷却方式分类：有自然冷式、风冷式、水冷 式、强迫油循环风（水）冷方式、及水内冷式等。 • 2、按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压 器、密封式变压器。 • 3、按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁 芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插 片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、 金属箔变压器、辐射式变压器等。
二、额定值
额定容量SN ( kVA )
指铭牌规定的额定使用条件下所能输出的视在 功率。
额定电流I1N 和I 2 N ( A ) 指在额定容量下，允许长期通过的额定电流。
在三相变压器中指的是线电流
额定电压U1N 和U2 N ( kV ) 指长期运行时所能承受的工作电压
U1N 是指加在一次侧的额定 电压,U 2 N 是指一次侧加 U1N ,二次的开路电压 .对三相变压器指的是线 电压.
按变压器选用导则的要求，冷却方 式的选择推荐如下
• 1、 油浸自冷 • 31500kVA及以下、35kV及以下的产品； • 50000kVA及以下、110kV产品。 • 2 、油浸风冷 • 12500kVA～63000kVA、35kV～110kV 产品； • 75000kVA以下、110kV产品； • 40000kVA及以下、220kV产品。
4.变压器的额定值 (1).额定容量 S • 变压器视在功率的惯用数值，以 VA，KVA，MVA 表示 (2).额定电压 U • 变压器各绕组在空载额定分接下端子间电压的保证值，对 于三相变压器额定电压系指线电压，以 V 或 KV 表示 (3).额定电流 I • 变压器的额定容量除以各绕组的额定电压所计算出来的线 电流值，以A表示 • 单相变压器的一次、二次绕组的额定电流为 I1N = S N/ U1N I2N = S N/ U2N • 三相变压器的一次、二次绕组的额定电流为 I1N = S N/ 3U1N I2N = S N/ 3 U2N (4).额定频率 • 我国工业用电频率为 50 HZ
将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝缘，担负着固定的 作用。 此外，还有储油柜、吸湿器、安全气道、净油器和气体继电器。
6.3 型号与额定值
一、型号
型号表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容， 表示方法为
如OSFPSZ-250000/220表明自耦三相强迫油循环风冷三绕组铜线有载 调压，额定容量250000kVA，高压额定电压220kV电力变压器。
变压器变比
• 当一次绕组上加上额定电压 U1N 时，一般规定此时二 次绕组开路电压将是额定电压 U2N ，因此可以认为， 变压器的电压比就是匝数比 • 在三相变压器中，电压比规定为高压绕组的线电压与 低压绕组的线电压之比
第五节 变压器等效电路参数的测定 一.空载试验
1.空载试验的目的：测定变压器的电压比 K、铁耗 pFe 以及等效电路中的励磁阻抗 Zm 2.单相变压器空载试验电路
二.短路试验
1.短路试验的目的：测定变压器等效电路中的短路参数
2.单相变压器短路试验电路 单相变压器短路试验的接线图如图所示
第六节 三相变压器
一.三相变压器的电路系统--连接组 （一）联结法 • 绕组的首端和末端的标志规定
1.星形联结用符号“Y（或 y)”表示 • 三个首端 A、B、C（或 a、b、c)向外引出 • 末端 X、Y、Z（或 x、y、z）连接在一起成为中性点 2.三角形联结用符号“D（或d）”表示 • 各相间联结次序为 A - X - C - Z - B - Y（或 a- x - c - z - b - y) • 从首端 A、B、C（或 a、b、c）向外引出
• 3、 强迫油循环风冷 • 50000～90000kVA、220kV产品。 • 4 、强迫油循环水冷 • 一般水力发电厂的升压变220kV及以上、 60MVA及以上产品采用。 • 5 、强迫导向油循环风冷或水冷(ODAF或ODWF) • 75000kVA及以上、110kV产品； • 120000kVA及以上、220kV产品； • 330kV级及500kV级产品。
1 1 1 1 2 2 2 2
• 请注意 图3-1 各物理量的参考方向确定。
第一节 变压器的工作原理 分类及结构
• 2.理想变压器 • 不计一次、二次绕组的电阻和铁耗，其间耦合系数 K=1 的变 压器称之为理想变压器 • 描述理想变压器的电动势平衡方程式为
第一节 变压器的工作原理 分类及结构
• 若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦 规律变化，则有 • 不计铁心损失，根据能量守恒原理可得 • 由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系 • 令 K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比），则
单相 : S N U1N I1N U 2 N I 2 N 三相 : S N 3U1N I1N 3U 2 N I 2 N
此外，额定值还有额定频率、效率、温升等。
第一节 变压器的工作原理 分类及结构
三.变压器的结构简介
1.铁心 • 铁心是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量 较高，厚度为 0.35 或 0.5 mm,表面涂有绝缘漆 的热轧或冷轧硅钢片叠装而成 • 铁心分为铁心柱和铁轭俩部分，铁心柱套有绕组； 铁轭闭合磁路之用 • 铁心结构的基本形式有心式和壳式两种
变压器
• 第一节 变压器的工作原理 分类及结构
第一节 变压器的工作原理 分类 及结构
一.变压器的工作原理
• 变压器---利用电磁感应原理，从一个电路向另一 个电路传递电能或传输信号的一种电器 • 是电力系统中生产，输送，分配和使用电能的重 要装置。 • 也是电力拖动系统和自动控制系统中 ，电能传递 或作为信号传输的重要元件
U1
u1 I 2
I
U2 +
1、原付绕组既有磁的联系，又有电的联系。 U2u2 2、能量传递，既有磁场传递的，又有直接传递的。
三相自耦变压器
三相自耦变压器
五、互感器 • 互感器是电流互感器和电压互感器的合称。 • 互感器的主要功能是: （1）可使仪表和继电器标准化。如电流互感器 副绕组的额定电流都是5A；电压互感器副绕 组的电压通常都规定为100V。 （2）可使测量仪表、继电器等二次设备与一次 主电路隔离。降低仪表及继电器的绝缘水平， 简化仪表构造，同时保证工作人员的安全。 （3）可以避免短路电流直接流过测量仪表及继 电器的线圈。
分类
• 8、按导电材质分类：有铜线变压器、铝线 变压器及半铜半铝、超导等变压器。 • 9、按调压方式分类：可分为无励磁调压变 压器、有载调压变压器。 • 10、按中性点绝缘水平分类：有全绝缘变 压器、半绝缘（分级绝缘）变压器。
变压器常用的冷却方式有以下几种：
• 1、油浸自冷(ONAN)； • 2、油浸风冷(ONAF)； • 3、强迫油循环风冷(OFAF)； • 4、强迫油循环水冷(OFWF)； • 5、强迫导向油循环风冷(ODAF)； • 6、强迫导向油循环水冷ODWF)
心式变压器结构示意图
第一节 变压器的工作原理 分类及结构
2.绕组 • 绕组是变压器的电路部分， 它是用纸包的绝缘扁线或 圆线绕成。 右图为交叠式 绕组 3.其他结构部件 • 以典型的油侵式电力变压 器为例，其他结构部件有: • 油箱、储油柜、散热器、 高压绝缘管套以及继电保 护装置等外形如下图
第一节 变压器的工作原理 分类及结构
6.2 基本结构
一、铁心
变压器的主磁路，为了提高导磁性能和减少铁损，用0.35mm厚、表面 涂有绝缘漆的硅钢片叠成。
二、绕组
变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。
三、油箱
油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油是冷却介质，又是绝 缘介质。油箱侧壁有冷却用的管子（散热器或冷却器）。
四、绝缘套管
2.单相变压器的联结 • 单相变压器或三相变压器中某相高、低压绕组的联结 组问题其实质为电路理论中互感线圈的同名端问题
由给定原理图确定变压器的连接组标号
（1）画原、副边相量图：原理图上字母从左向
右排列，相量图上为顺时针排列； （2）同一铁心柱上的两个相量，要么同相，要 么反相； （3）确定比较相量，即下标字母相同的原、副 边两个线电压。例如： UAB和uab，且相量方向 均为下标的第一个字母指向第二个字母； （4）旋转相量图，将原边线电压相量作为分针 指向钟表“12”，副边对应线电压相量所指的 字母即为连接组标号。
（二）联结组 • 三相绕组无论采用什么联结法，二次侧线电动势的 相位差总是30°的倍数，因此采用钟表面上12个数字 来表示 1.时钟表示法 • 把高压侧线电动势的相量作为分针，始终指着“12” 这个数字 • 而以低压侧线电动势的相量作为时针，它所指的数字 即表示高、低压侧线电动势相量间的相位差 • 这个数字称为三相变压器联结组的“标号”
1. 电流互感器
• 电流互感器简称CT（文字符号为TA，单二次绕组电流互感器图 形符号为 ），是变换电流的设备。 （1）工作原理和接线方式 • 电流互感器由一次绕组、铁芯、二次绕组组成。其结构特点是： 一次绕组匝数少且粗，有的型号还没有一次绕组，利用穿过其铁 芯的一次电路作为一次绕组（相当于1匝）；而二次绕组匝数很 多，导体较细。电流互感器的一次绕组串接在一次电路中，二次 绕组与仪表、继电器电流线圈串联，形成闭合回路，由于这些电 流线圈阻抗很小，工作时电流互感器二次回路接近短路状态。 电流互感器的变流比Ki用表示，则 • 式中，I1N、I2N分别为电流互感器一次侧和二次侧的额定电流值， N1、N2为其一次和二次绕组匝数。变流比一般表示成如100/5A形 式。