变压器结构原理
变压器的结构原理
V1
V2
次绕组两端电压并讨
论这两端电压的关系
b.研究一次绕组和二次绕组中电流关系的实验 连接如右图所示的
电路，用电流表测出
A1
A2
变压器一次绕组和二
次绕组中的电流，并
试讨论它们的关系。
a.研究一次绕组和二次绕组两端电压关系的实验
次数 1 2 3 4 5
U1
V1
V2
实U验2 结论：一次绕组和二次绕组两端电压之比
三、理想变压器的规律及应用：
①电压关系： U 1 n 1 U 2 n2
→ U1决定 U2
②电流关系： I 1
n 2
I
n
P出决定P入
• 变压器损耗、材料
• 损耗
• 当变压器的初级绕组通电后，线圈所 产生的磁通在铁芯流动，因为铁芯本身也 是导体，在垂直于磁力线的平面上就会感 应电势，这个电势在铁芯的断面上形成闭 合回路并产生电流，好像一个旋涡所以称 为“涡流”。这个“涡流”使变压器的损 耗增加，并且使变压器的铁芯发热变压器 的温升增加。由“涡流”所产生的损耗我 们称为“铁损”。另外要绕制变压器需要 用大量的
等于这两个绕组的匝数比。
b.研究原线圈中电流和副线圈中电流的关系的实验
次数 1 2 3 4 5
A1
A2
A1
实验A2 结论：一次绕组和二次绕组中的电流跟它
们的匝数成反比。
二、变压器的工作原理：
理想变压器的条件: 1.忽略漏磁 2.忽略原副线圈电阻 3.忽略铁心发热
原线圈
副线圈
∽ U1 E1
n1
n2
E2 U2 ∽ R
变压器的分类
按用途
电力变压器（升压、降压、配电） 特种变压器（电炉、整流） 仪用互感器（电压、电流 互感器、脉冲变压器，阻 抗匹配变压器）
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
变压器的结构和工作原理
变压器的结构和⼯作原理变压器是利⽤电磁感应原理传输电能、信号的器件。
它具有变压、变流、变阻抗、隔离的作⽤，种类繁多应⽤⼴泛。
例如：1.电⼒系统中，升压远距离输电（如：10KV输电线路），⽤户端降压供电（如：220V市电）；2.实验室利⽤⾃耦变压器改变电源电压；3.测量上利⽤变压器扩⼤对交流电压、电流的测量范围；4.电⼦设备和仪器中利⽤变压器提供多种电压和传递信号并隔离电路上的联系。
变压器虽然⼤⼩悬殊，⽤途各异，但基本结构和⼯作原理是相同的。
变压器的结构变压器由铁芯和绕组两个基本部分组成，如下图所⽰，是它的⽰意图和符号。
变压器的结构⽰意图与符号这是⼀个简单的双绕组变压器，在⼀个闭合的铁芯上套有两个绕组，绕组与绕组之间以及绕组与铁芯之间都是绝缘的。
绕组通常⽤绝缘的铜线或铝线绕成，其中⼀个绕组与电源相连，称为⼀次绕组，另⼀个绕组与负载相连，称为⼆次绕组。
为了减少铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗，变压器的铁芯⼤多⽤0.35～0.5 mm厚的硅钢⽚叠成，为了降低磁路的磁阻，⼀般采⽤交错叠装⽅式，即将每层硅钢⽚的接缝错开。
如下图所⽰为⼏种常见的铁芯形状。
⼏种常见的铁芯形状变压器按铁芯和绕组的组合⽅式，可分为⼼式和壳式两种，如下图所⽰。
变压器的结构形式⼼式变压器的铁芯被绕组所包围，它的⽤铁量⽐较少，多⽤于⼤容量的变压器，如电⼒变压器。
壳式变压器的绕组被铁芯锁包围，它的⽤铁量⽐较多，但不需要专门的变压器外壳，常⽤于⼩容量的变压器，如各种电⼦设备和仪器中的变压器。
变压器的⼯作原理变压器的⼯作原理，我们将从空载运⾏、负载运⾏、阻抗变换，三种情况进⾏讲述。
1.空载运⾏如下图所⽰，变压器的空载运⾏⽰意图。
变压器的空载运⾏变压器的⼀次绕组接上交流电压【u1】，⼆次侧开路，这种运⾏状态称为空载运⾏。
这时⼆次绕组中的电流i2=0，电压为开路电压【u20】，⼀次绕组通过的电流为空载电流【i10】，各量的⽅向按习惯参考⽅向选取。
上图中【N1】为⼀次绕组的匝数，【N2】为⼆次绕组的匝数。
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。
变压器工作原理图
变压器工作原理图
首先，我们来看一下变压器的基本结构。
变压器由铁芯和线圈
组成，铁芯上有两个或两个以上的线圈，分别为输入端线圈和输出
端线圈。
输入端线圈通常称为初级线圈，输出端线圈称为次级线圈。
当输入端施加交流电压时，通过铁芯的磁耦合作用，将电压传递到
输出端，实现电压的升降。
其次，我们来看一下变压器的工作原理。
当交流电压加到初级
线圈上时，产生的交变磁场会感应次级线圈中的电动势，从而在次
级线圈中产生交流电压。
根据电磁感应定律，当磁通量发生变化时，感应电动势会产生。
通过变压器的磁耦合作用，输入端的电压被传
递到输出端，实现电压的变换。
在变压器工作原理图中，通常会标注输入端和输出端的电压、
电流参数，以及变压器的型号、额定功率等信息。
通过工作原理图，我们可以清晰地了解变压器的工作状态和参数特性，为变压器的选
型和应用提供重要参考。
除此之外，变压器工作原理图中还会标注变压器的接线方式，
包括星形接线和三角形接线。
星形接线适用于需要将电压升高的情
况，而三角形接线适用于需要将电压降低的情况。
通过工作原理图，我们可以清晰地了解变压器的接线方式，为实际应用提供指导。
总的来说，变压器工作原理图是理解变压器工作原理和应用的
重要工具，通过工作原理图，我们可以清晰地了解变压器的结构、
工作原理、参数特性和接线方式，为变压器的选型和应用提供重要
参考。
希望本文对您有所帮助，谢谢阅读！。
变压器的工作原理、结构和常见故障
变压器的结构、组成和维护保养一、变压器的主要类型⑴按绕组分为：ϕ双绕组变压器κ三绕组变压器λ自耦变压器⑵按相数分为：ϕ单相变压器κ三相变压器λ多相变压器(3)按用途分为：ϕ升压变压器κ降压变压器λ隔离变压器(4)按冷却方式ϕ油浸自冷变压器κ干式空气自冷变压器λ油浸风冷变压器μ油浸水冷变压器二、工作原理利用电磁感应的原理来改变交流电压的装臵，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能传递或作为信号传输的重要元件。
三、变压器的结构1、一次绕组（原绕组）－电源侧2、二次绕组（副绕组）－负载侧3、变压器铁心－磁路部分四、变压器组成部分1.铁心铁心由心柱和铁轭两部分组成。
心柱用来套装绕组，铁轭将心柱连接起来，使之形成闭合磁路。
为减少铁心损耗，铁心用厚0.30-0.35mm的硅钢片叠成，片上涂以绝缘漆，以避免片间短路。
按照铁心的结构，变压器可分为心式和壳式两种。
2.绕组定义：变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线（铜或铝）绕成。
一次绕组：输入电能的绕组。
二次绕组:输出电能的绕组。
高压绕组的匝数多,导线细；低压绕组的匝数少，导线粗。
从高,低压绕组的相对位臵来看,变压器的绕组可分为同心式和交迭式。
同心式结构：同心式绕组的高、低压绕组同心地套装在心柱上。
特点：同心式绕组结构简单、制造方便，国产电力变压器均采用这种结构。
交迭式结构：交迭式绕组的高、低压绕组沿心柱高度方向互相交迭地放臵。
特点：交迭式绕组用于特种变压器中。
3.油/油箱/冷却/安全装臵器身装在油箱内，油箱内充满变压器油。
变压器油是一种矿物油，具有很好的绝缘性能。
变压器油起两个作用：①在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间起绝缘作用。
②变压器油受热后产生对流，对变压器铁心和绕组起散热作用。
油箱有许多散热油管，以增大散热面积。
为了加快散热，有的大型变压器采用内部油泵强迫油循环，外部用变压器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱。
这些都是变压器的冷却装臵。
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。
第三章 变压器
Zk
Uk Ik
Rk
pk
I
2 k
Xk
Z
2 k
Rk2
绕组的电阻时随温度而变的，故经过计算的到的短路参数应 根据国家标准规定折算到参考温度。
三 、相量图
根据T形等效电 路，可以画出相应 的相量图。
四 、近似等效电路图
RK、XK和ZK分别称为短路电阻、短路电抗和短路阻抗。
单相变压器基本方法总结
分析计算变压器运行的方法：
基本方程式：变压器电磁关系的数学表达式。 等效电路：基本方程式的模拟电路。 相量图：基本方程式的图示表示。
三者是统一的，一般定量计算用等效电路，讨论各 物理量之间的相位关系用相量图。
E2 KE2
E2 KE2
U 2 KU 2
（二）电流的归算 电流归算的原则：归算前后二次侧磁动势保持不变。
N2'I2' N2I2
（三）阻抗的归算
I 2
I2 K
阻抗归算的原则：归算前后电阻铜耗及漏感中无功功率不变。
I 22 R2
I
2 2
R2
I22 X 2
I
2 2
X
2
R2
I
2 2
I22
R2
K 2R2
S7-315/10 三相（S）铜芯10KV变压器,容量315KVA,设计序号7为节 能型.
SJL-1000/10 三相油浸自冷式铝线、双线圈电力变压器，额定容量为 1000千伏安、高压侧额定电压为10千伏。
我国生产的各种变压器主要系列产品有：S7、SL7、S9、 SC8等。其中SC8型为环氧树脂浇注干式变压器。
同心式绕组 1—铁心柱 2—铁轭 3—高压线圈 4—低压线圈
交叠式绕组 1—低压绕组 2—高压绕组
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1、变压器在电力系统中主要作用是什么？
【代码】10622006
【答案】主要作用是更换电压，以利于功率的传输。
电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高送电经济性，达到远距离送电的目的，而降压则能满足各级使用电压的用户需要。
2、什么叫涡流？涡流的产生有哪些害处？
【代码】10624015
【答案】
（1）当交流电流通过导线时，在导线周围会产生交变的磁场。
交变磁场中的整块导体的内部会产生感应电流，由于这种感应电流在整块导体内部自成闭合回路，很象水的旋涡，所以称做涡流。
（2）涡流不但会白白损耗电能，使用电设备效率降低，而且会造成用电器（如变压器铁芯）发热，严重时将影响设备正常运行。
3、变压器为什么不能使直流电变压？
【代码】10624023
【答案】变压器能够改变电压的条件是，原边施以交流电势产生交变磁通，交变磁通将在副边产生感应电势，感应电势的大小与磁通的变化率成正比。
当变压器以直流电通入时，因电流大小和方向均不变，铁芯中无交变磁通，即磁通恒定，磁通变化率为零，故感应电势也为零。
这时，全部直流电压加在具有很小电阻的绕组内，使电流非常之大，造成近似短路的现象。
而交流电是交替变化的，当初级绕组通入交流电时，铁芯内产生的磁通也随着变化，于是次级圈数大于初级时，就能升高电压；反之，次级圈数小于初级时就能降压。
因直流电的大小和方向不随时间变化，所以恒定直流电通入初级绕组，其铁芯内产生的磁通也是恒定不变的，就不能在次级绕组内感应出电势，所以不起变压作用。
4、什么是涡流？它有什么利弊？
【代码】
【答案】答：在通电导体的范围或在通电线圈中的导电物体，由于受电流所产生的变化磁场的作用，而在导电物体内部产生了感应电流，这种电流以磁通的轴线为中心呈涡流旋形态，故称涡流。
在电机、变压器设备中，由于涡流的存在，会使铁芯发热，温度升高，造成电能损耗，设备容量不能充分利用。
涡流在生产实践中也有有利的方面。
例如感应型测量仪表（例如电度表）上的铝圆盘的旋转，就是靠铝圆盘上的涡流和电磁铁的变化磁通相互作用为动力而转动的。
另外，感应电炉炼钢，就是利用金属中产生的涡流，来加热和溶解金属的。
5、变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用 0.35mm厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭成？
【代码】
【答案】答：变压器的铁心构成变压器的磁路，同时又起着器身的骨架作用。
为了减小铁心损耗，
采用 0.35mm厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭成。
6、变压器一次绕组若接在直流电源上，二次绕组会有稳定直流电压吗？为什么？
【代码】
【答案】答：不会。
因为接直流电源，恒定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通，其变化率
为零，不会在绕组中产生感应电动势。
7、变压器有哪些主要部件，其功能是什么？
【代码】
【答案】答：铁心：构成变压器的磁路,同时又起着器身的骨架作用。
绕组：构成变压器的电路,它是变压器输入和输出电能的电气回路。
分接开关：变压器为了调压而在高压绕组引出分接头,分接开关用以切换分接头,从而
实现变压器调压。
油箱和冷却装置：油箱容纳器身,盛变压器油,兼有散热冷却作用。
绝缘套管：变压器绕组引线需借助于绝缘套管与外电路连接，使带电的绕组引线与接地
的油箱绝缘。
8、什么是三相变压器的联结组别，影响组别的因素有哪些？
【代码】
【答案】答：三相变压器的连接组别用来反映三相变压器对称运行时，高、低压侧对应的线电动势（线电压）之间的相位关系。
影响组别的因素不仅有绕组的绕向、首末端标记，还有高、低压侧三相绕组的连接方式。
9、使用电流互感器须注意哪些事项？
【代码】
【答案】答：
①二次侧绝对不许开路。
②二次绕组连同铁心必须可靠接地。
③二次绕组串联的负载阻抗值不可超过额定值。
10、使用电压互感器须注意哪些事项？
【代码】
【答案】
答：
①二次绕组可靠接地。
②二次绕组不允许短接。
③二次绕组并联负载阻抗不可过小。
11、为什么变压器只能改变交流电压而不能用来改变直流电压?如果把变压器绕组误接在直流电源上，会出现什么后果?
因为变压器是利用电磁感应原理工作的，对于交流电来讲，它能产生交变磁通，通过磁路耦合，在副绕组中产生感应电势。
而直流电压不能产生交变磁通，所以不能改变直流电压。
如果误将直流电源接入绕组，因绕组电阻很小，会将绕组烧毁。
12、变压器三相绕组之间是Y接法还是△接接法是如何判断的?
若三相绕组的末端连在一起，而首端引出线头接电源(或负载)则为Y接。
若是把一相绕组的首端和另一相绕组的末端相互连接而成闭合回路，再从三个联接点引出端线接电源，即为△接法。
13、自耦变压器有什么特点?应用时要注意什么问题?
自耦变压器的原、副绕组的电路直接连在一起，高压侧的电气故障会波及低压侧，是很不安全的。
使用时，需把原副边的公用端接零线，外壳必须接地。
14、电压互感器与变压器有何不同?
电压互感器的工作原理与电力变压器相同，但由于用途不同，因此，在设计时有不同的要求。
通常电力变压器在电压误差上虽有一定的要求，但其电压变化率较大，一、二次电压间的相角差也可以不考虑。
而电压互感器的误差要求则比电力变压器严格，电压变化率极小。
电压互感器二次线圈仅供给仪表或继电器的电压线圈。
15、电压互感器二次回路为什么要一点接地?
电压互感器的一次线圈接于高压系统，如果在运行中，电压互感器的绝缘发生击穿，高电压将窜入二次回路，这时除损坏二次设备外还会威胁到电气运行人员的人身安全。
因此，为了保障二次设备和人身安全，要求电压互感器的二次回路有一点接地。
16、运行中发现低压电流互感器二次侧开路后应如何处理?
尽可能及时停电进行处理。
不允许停电时，应尽量减小一次侧负荷电流，然后在保证人体与带电体保持安全距离的前提下，使用绝缘工具在开路点用短路线将电流互感器二次回路短路，再将开路点排除，此后将短路线拆除。
在操作过程中都要有人监护。
17、为什么变压器的低压绕组在里边，而高压绕组在外边？
答：变压器高低压绕组的排列方式，是由多种因素决定的。
但就大多数变压器来讲，是把低
压绕级布置在高压绕组的里边。
这主要是从绝缘方面考虑的。
理论上，不管高压绕组或低压绕组怎样布置，都能起变压作用。
但因为变压器的铁芯是接地的，由于低压绕组靠近铁芯，从绝缘角度容易做到。
如果将高压绕组靠近铁芯，则由于高压绕组电压很高，要达到绝缘要求，就需要很多多的绝缘材料和较大的绝缘距离。
这样不但增大了绕组的体积，而且浪费了绝缘材料。
再者，由于变压器的电压调节是靠改变高压绕组的抽头，即改变其匝数来实现的，因此把高压绕组安置在低压绕组的外边，引线也较容易。
18、运行中的变压器应做哪些巡视检查？
答：①、声音是否正常；②、检查变压器有无渗油、漏油现象、油的颜色及油位是否正常；
③、变压器的电流和温度是否超过允许值；④、变压器套管是否清洁，有无破损裂纹和放电痕迹；⑤、变压器接地是否良好。
19、变压器各主要参数是什么？
答：（ 1 ）额定电压；（ 2 ）额定电流；（ 3 ）额定容量；（ 4 ）空载电流；（ 5 ）空载损耗；（ 6 ）短路损耗；（ 7 ）阻抗电压；（ 8 ）绕组连接图、相量图及连接组标号。
20、为什么将变压器绕组的温升规定为 65 ℃？
答：变压器在运行中要产生铁损和铜损，这两部分损耗全部转化为热量，使铁芯和绕组发绝缘老化。
影响变压器的使用寿命，因此国标规定变压器绕组的绝缘采用 A 级绝缘、绕组的温升为 65 ℃。
21、停用电压互感器应注意什么？
答：应注意以下几点：
（ 1 ）首先应考虑该电压互感器所带的保护及自动装置，为防止误动可将有关的保护及自动装置停用；（ 2 ）如果电压互感器装有自动切换器装置或手动切换装置，其所带的保护及自动装置可以不停用；（ 3 ）停用电压互感器，应将二次侧熔断器取下，防止反充电。
22、什么叫磁场和磁感应强度？写出磁感应强度公式
答：在磁铁周围的空间存在一种特殊的物质，它能表现一种力的作用，这一特殊物质叫磁场。
反映磁场强弱的物理量称为磁感应强度（或磁通密度），用 B 表示，在磁场中将长度为 1 、电流为 I的直导体，放在与磁场方向垂直的某一点，当它受到的作用力为 F 时，则磁感应强度为 B=F/IL 。
磁感应强度是一个向量，其方向就是该点的磁场方向，它的单位是特斯拉，简称“特”，用符号T 表示，工程上一般用高斯（ GS ）做单位。