变压器基础知识介绍共118页文档
变压器的基础知识
变压器的基础知识一.变压器：是一种静止的电机，它利用电磁感应原理将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。
换句话说，变压器就是实现电能在不同等级之间进行转换。
二.结构：铁心和绕组：变压器中最主要的部件，他们构成了变压器的器身。
铁心：构成了变压器的磁路，同时又是套装绕组的骨架。
铁心由铁心柱和铁轭两部分构成。
铁心柱上套绕组，铁轭将铁心柱连接起来形成闭合磁路。
铁心材料：为了提高磁路的导磁性能，减少铁心中的磁滞、涡流损耗，铁心一般用高磁导率的磁性材料——硅钢片叠成。
硅钢片有热轧和冷轧两种，其厚度为0.35～0.5mm，两面涂以厚0.02～0.23mm的漆膜，使片与片之间绝缘。
绕组：绕组是变压器的电路部分，它由铜或铝绝缘导线绕制而成。
一次绕组（原绕组）：输入电能二次绕组（副绕组）：输出电能他们通常套装在同一个心柱上，一次和二次绕组具有不同的匝数，通过电磁感应作用，一次绕组的电能就可传递到二次绕组，且使一、二次绕组具有不同的电压和电流。
其中，两个绕组中，电压较高的我们称为高压绕组，相应的电压较低的称为低压绕组。
从高、低压绕组的相对位置来看，变压器的绕组又可分为同心式、交迭式。
由于同心式绕组结构简单，制造方便，所以，国产的均采用这种结构，交迭式主要用于特种变压器中。
其他部件：除器身外，典型的油锓电力变压器中还有油箱、变压器油、绝缘套管及继电保护装置等部件。
三.额定值额定值是制造厂对变压器在指定工作条件下运行时所规定的一些量值。
额定值通常标注在变压器的铭牌上。
变压器的额定值主要有：1.额定容量S N额定容量是指额定运行时的视在功率。
以 VA 、kVA 或MVA 表示。
由于变压器的效率很高，通常一、二次侧的额定容量设计成相等。
2.额定电压U 1N 和U 2N正常运行时规定加在一次侧的端电压称为变压器一次侧的额定电压U 1N 。
二次侧的额定电压U 2N 是指变压器一次侧加额定电压时二次侧的空载电压。
变压器基础知识
变压器基础知识1、什么叫变压器?在交流电路中，将电压升高或降低的设备叫变压器，变压器能把任一数值的电压转变成频率相同的我们所需的电压值，以满足电能的输送，分配和使用要求。
例如发电厂发出来的电，电压等级较低，必须把电压升高才能输送到较远的用电区，用电区又必须通过降压变成适用的电压等级，供给动力设备及日常用电设备使用。
2、变压器是怎样变换电压的?变压器是根据电磁感应制成的。
它由一个用硅钢片(或矽钢片)叠成的铁芯和绕在铁芯上的两组线圈构成，铁芯与线圈间彼此相互绝缘，没有任何电的联系。
将变压器和电源一侧连接的线圈叫初级线圈(或叫原边)，把变压器和用电设备连接的线圈叫作次级线圈(或副边)。
当将变压器的初级线圈接到交流电源上时，铁芯中就会产生变化的磁力线。
由于次级线圈绕在同一铁芯上，磁力线切割次级线圈，次级线圈上必然产生感应电动势，使线圈两端出现电压。
因磁力线是交变的，所以次级线圈的电压也是交变的。
而且频率与电源频率完全相同。
经理论证实，变压器初级线圈与次级线圈电压比和初级线圈与次级线圈的匝数比值有关，可用下式表示：初级线圈电压/次级线圈电压=初级线圈匝数/次级线圈匝数 说明匝数越多，电压就越高。
因此可以看出，次级线圈比初级线圈少，就是降压变压器。
相反则为升压变压器。
3、变压器设计有哪些类型?按相数分有单相和三相变压器按用途分有电力变压器，专用电源变压器，调压变压器，测量变压器(电压互感器、电流互感器)，小型电源变压器(用于小功率设备)，安全变压器.按结构分有芯式和壳式两种。
线圈有双绕组和多绕组，自耦变压器。
按冷却方式分有油浸式和空气冷却式。
4、变压器部件是由哪些部分组成的?变压器部件主要是由铁芯、线圈组成，此外还有油箱、油枕、绝缘套管及分接开头等。
5、变压器油有什么用处?变压器油的作用是：(1)、绝缘作用(2)、散热作用(3)、消灭电弧作用6、什么是自耦变压器?自耦变压器只有一组线圈，次级线圈是从初级线圈抽头出来的，它的电能传递，除了有电磁感应传递外，还有电的传送，这种变压器硅钢片和铜线数量比一般变压器要少，常用作调节电压。
变压器基础知识
变压器基础知识变压器基础知识-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII变压器基础知识有哪些变压器基础知识有哪些第一章：通用部分1.1 什么是变压器？答：变压器是借助电磁感应，以相同的频率，在两个或更多的绕组之间，变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。
1.2 什么是局部放电？答：局部放电是指高压电器中的绝缘介质在高压电的作用下，发生在电极之间但未贯通的放电。
1.3 局放试验的目的是什么？答：发现设备结构和制造工艺的缺陷，例如：绝缘内部局放电场过高，金属部件有尖角；绝缘混入杂质或局部带有缺陷，防止局部放电对绝缘造成损坏。
1.4 什么是铁损？答：变压器的铁损又叫空载损耗，它属于励磁损耗而与负载无关，它不随负载大小而变化，只要加上励磁电压后就存在，它的大小仅随电压波动而略有变化。
包括铁心材料的磁滞损耗、涡流损耗以及附加损耗三部分。
1.5 什么是铜损？答：负载损耗又称铜损，它是指在变压器一对绕组中，一个绕组流经额定电流，另一个绕组短路，其他绕组开路时，在额定频率及参考温度下，所汲取的功率。
1.6 什么是高压首端？答：与高压中部出头连接的2至3个饼，及附近的纸板、相间隔板等叫做高压首端（强调电气连接）。
1.7 什么是高压首头？答：普通220kV变压器高压线圈中部出头一直到高压佛手叫做高压首头（强调空间位置）。
1.8 什么是主绝缘它包括哪些内容答：主绝缘是指绕组（或引线）对地（如对铁轭及芯柱）、对其他绕组（或引线）之间的绝缘。
它包括：同柱各线圈间绝缘、距铁心柱和铁轭的绝缘、各相之间的绝缘、线圈与油箱的绝缘、引线距接地部分的绝缘、引线与其他线圈的绝缘、分接开关距地或其他线圈的绝缘、异相触头间的绝缘。
1.9 什么是纵绝缘它包括哪些内容答：纵绝缘是指同一绕组上各点（线匝、线饼、层间）之间或其相应引线之间以及分接开关各部分之间的绝缘。
它包括：桶式线圈的层间绝缘、饼式线圈的段间绝缘、导线线匝的匝间绝缘、同线圈引线间的绝缘、分接开关同触头间的绝缘。
变压器基础知识
变压器基础知识1．什么叫变压器？变压器是一种用于交流电能转换的电气设备。
它可以把一种交流电压、交流电流的电能转换成相同频率的另一种交流电压、交流电流的电能。
2．变压器在电力系统中的主要作用是什么？变压器在电力系统中的主要作用是变换电压，以利于电能的传输。
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；电压经降压变压器降压后，获得各级用电设备的所需电压，以满足用户使用的需要。
3．简述变压器的基本原理变压器几乎在所有的输变电系统中都要用到，变压器虽种类较多，但其工作原理相同，根据不同的使用场合（不同的用途），变压器的绕制工艺会有不同的要求。
变压器的功能主要有：电压变换、阻抗变换、隔离及稳压（磁饱和变压器）等。
变压器常用的铁心形状一般有E形和C形。
图1-1是变压器的基本工作原理，当一个正弦交流电压U1 加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流I1并产生交变磁通φ1,沿着铁心穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。
在次级线圈中感应出互感电势U2，同时φ1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1，E1的方向与所加电压U1的方向相反而幅度相近，从而限制了I1的大小。
为了保持磁通φ1的存在就需要有一定的电能消耗,并且变压器本身也有一定的损耗,尽管此时次级线圈没接负载,而初级线圈中仍有一定的电流,这个电流我们称为“空载电流”.图1-1 变压器的基本工作原理图如果变压器次级接上负载,次级线圈就产生电流I2,并因此而产生磁通φ2, φ2的方向与φ1相反,起了互相抵消的作用,使铁心中总的磁通量有所减少,从而使初级自感电势E1减少,其结果使I1增大,可见初级电流与次级负载有密切关系.当次级负载电流加大时, I1增加,并且φ1增加部分正好补充了被所抵消的那部分磁通,以保持铁心里总磁通量不变.如果考虑变压器的损耗,可以认为一个理想的变压器,次级负载消耗的电功率也就是初级人电源取得的电功率.变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压,但是不能改变允许负载消耗的功率.4.简述电力变压器的基本构成电力变压器由器身、油箱、冷却装置、出线装置及调压装置等几部分组成：①器身包括铁心、绕组、绝缘结构及引线等；②油箱包括本体（箱盖、箱壁和箱底）和一些附件（放油阀门、小车、油样油门、接地螺栓及铭牌等）；③冷却装置包括散热器和冷却器；④保护装置包括储油柜、油位计、安全气道、吸湿器、测温元件、净油器及气体继电器等；⑤出线装置包括高压套管、低压套管等；⑥调压装置即分接开关，分为无载调压和有载调压装置。
变压器基本知识
王金花
变压器的基本知识
一 变压器的基本结构、分类及铭牌 二 变压器的工作原理及运行分析 三 单相变压器的连接组别 四 其他用途变压器
王金花
一 变压器的基本结构、分类及铭牌
作业：
1.变压器有哪些部件？各部件的作用是什么？
王金花
一 变压器的基本结构、分类及铭牌
变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子线路中应用广泛。
心式变压器: 结构 心柱被绕组所包围，如图（a）所示。 特点 心式结构的绕组和绝缘装配比较容易， 所以电力变压器常常采用这种结构。
铁心 绕组 绕组 铁心
(I) (I)
王金花
高压绕组 低压绕组 (a) 心式
低压绕组 (b) 壳式
高压绕组
一 变压器的基本结构、分类及铭牌
非晶合金铁心变压器的特点 立体卷铁心变压器的特点 非晶合金与硅钢片变压器相比， 铁心和线圈需在专用设备上卷制，减少了 由人工制造造成的质量波动，质量稳定可 空载损耗下降70%至80%，空载
王金花
二 变压器的工作原理及运行分析
（一）变压器的工作原理
铁心
+ –
i1
Φ
u2
– +
i2
ZL
二次 绕组
u1
N1 单相变压器
一次 绕组
N2
一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。 工作过程： 王金花
u 1 i 1 Φ u 2 i 2
二 变压器的工作原理及运行分析
（二） 变压器的运行
1. 电磁关系
2 1
i2 + e2 + Z + u2 –e –2 – N2 有载时，铁心 中主磁通是 由一次、二次 绕组磁通势共 同产生的合成 磁通。 d i eσ2 Lσ2 2 dt
变压器基本知识介绍
2.1 一层密绕：布线只占一层，紧密的线与线间没有空隙，整 齐不可交叉堆积(如图6.1)
高频变压器制作方法
2.2 均等绕：在绕线范围内以相等的间隔进行绕线；间隔误差在20% 以内算合格(如图6.2)
2.3 多层密绕：在一个绕组一层无法绕完，必须绕至第二层或二层以 上
低频类变压器制作方法介绍
三、 配线
低频有针脚式和引脚式两种，其配线方法也不 相同（详情参见作业指导书）
低频类变压器制作方法介绍
四、 焊 锡
1. 操作步骤 1.1 将Pin 脚沾适量助焊剂。 1.2 焊锡：将脚插入锡槽，深度如下图所示。 1.3 焊锡后不得有漏焊、虚焊现象且焊锡光亮 2. 注意事项 2.1 焊锡时部间约为2-3秒，如果线包接有保险丝，不可焊得太久 2.2 焊温（作业指导书要求） 2.3 锡温需每隔两个小时测试并记录
变压器材料介绍
三、胶带（Tape）
2.高压测试：在测试条件AC4.0KV,50Hz 1mA 1min 下，将3圈胶 带均匀缠绕在导电圆棒上，使胶带与圆棒紧密接触，高压表 笔一支接圆棒，另一支接触胶带表面，胶带不击穿。
变压器材料介绍
四、漆包线（WIRE）
1.漆包线是一条铜线（或导体）经由处理将凡立水被覆在铜线 表面，由于凡立水有绝缘功能，此时铜线经由缠绕变成线圈， 即可用于电磁感应的各种应用 2.我们常用的漆包线：直焊性聚氨酯漆包线（QA）、聚酯漆包 线（QZ）、聚胺基甲酸脂漆（UEW）、聚脂瓷漆包线（PEW）等 3.漆包线耐热等级分为：A级（105°C）、E级（120°C）、B 级（130°C）、F级（155°C）、H级（180°C） 4.漆包线常识：2UEW 耐温120°C，可以直接焊锡；而PEW 耐 温155°C，180°C，焊锡时须脱漆皮
变压器的基础知识
3.额定电压：变压器长时间运行所能承受的工作电压。 4.额定电流：变压器在额定容量下，允许长期通过的工作电流。 5.空载损耗：变压器在二次开路、一次侧施加额定电压时，变压器铁芯所产
生的有功损耗。
6.负载损耗：将变压器的二次绕组短路，流经一次绕组的电流为额定电流时， 变压器绕组所消耗的有功功率。
变压器的基础知识
变压器(Transformer)
• 为什么要使用变压器，变压器是用在哪里的？ • 为什么电网分为很多电压等级？ • 为什么使用交流电才能变压？ • 为什么要变压？怎么变？ • 『变压』的原理为何？主要用到的定律是什么？ • 变压器的构造是什么？
。。。。。。
目录
主要内容
变压器的历史 变压器的原理 变压器的分类 变压器的结构 变压器检修的基本知识
相数（D单相；S三相）
冷却方式（J-油浸自冷，亦可 不标；G-干式空气自冷；G-干 式浇注绝缘；F-油浸风冷；S油浸水冷）
特殊使用环境代号（一般不 标；TH-湿热；TA-干热）
高压绕组的额定电压等级（kV） 额定容量（kVA） 设计序号 调压方铜线不标；L-铝线）
变压器的历史
1831年，法拉第感应定律
N
d dt
感应电动势 磁通量变化
法拉第 Faraday(1791~1867)
史上最早的变压器
法拉第环(第一个变压器)
1831年8月29日，法拉第利用 一个直径6寸的铁环，外面绕着 二个铜线圈，其中一个线圈的 一端接到伏特电池，另一个线 圈则接到电流计。当电池一通 电流，电流计上也马上出现短 暂反方向的电流。这个著名的 实验就是史上第一个变压器。
变 压 器
3、双击原理图元件库文档图标，就可以进入原 理图元件库编辑工作界面，如下图所示。
二、 元件库编辑器界面简介
原理图元件库编辑器界面主要由元件管理器 、主工具栏、菜单、常用工具栏、编辑区等组成 。
在编辑区有一个十字坐标轴，将元件编辑区 划分为四个象限。象限的定义和数学上的定义相 同，即右上角为第一家限，左上角为第二象限， 左下角为第三象限，右下角为第四象限，一般我 们在第四象限进行元件的编辑工作。
• (1)空载运行及电压比一次绕组接交流电源，二次绕组开路的运行方 式称为空载运行，如图3一2所示。此时，一次绕组的电流i01称为励磁 电流，由于im是按正弦规律变化的，因此由它在铁芯中产生的磁通中 也是按正弦规律变化的，在交变磁通中的作用下，在一、二次绕组中 分别产生感应电动势e1、e2
•设
，则可根据电磁感应定律计算出
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第二节 单相变压器
• 解 已知U1= 220V ,U2=22V,戈=2 100匝 • 所以 •又 • 所以
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第二节 单相变压器
• 例3一2某晶体管收音机输出变压器的一次绕组匝数N1= 230匝，二次 绕组匝数N2 = 80匝，原来配有阻抗为8Ω的扬声器，现在要改接为4Ω 的扬声器，问输出变压器二次绕组的匝数应如何变动(一次绕组匝数 不变)。
• 解设输出变压器二次绕组变动后的匝数为N'2 • 当R'L= 4Ω时
• 根据题意Ri=R'i，即
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第二节 单相变压器
• 2.额定值 • (1)额定电压U1N和U2N(V)额定电压U1N是指根据变压器的绝缘强度
和允许发热而规定的一次绕组的正常工作电压。额定电压U2N是指一 次绕组加额定电压时，二次绕组的开路电压。 • (2)额定电流I1N和I2N(A)指根据变压器的允许发热条件而规定的绕组长 期允许通过的最大电流值。 • (3)额定容量SN ( VA)指变压器在额定工作状态下，二次绕组的视 在功率。忽略损耗时，额定容量 • 二、单相变压器的同名端及其判断 • 所谓同名端是指在同一交变磁通的作用下，两个绕组上所产生的感 应电压瞬时极性始终相同的端子，同名端又称同极性端，常以“*” 或“·”标记。判断同名端可根据如下方法: