第4章认识变压器
变压器基础知识培训
k2 Z
I1
N2 N1
I2
N2
I2
∴变压器具有阻抗变换作用，常用在电子线路中进
行阻抗匹配。 通常可令：kZ=k2 ， kZ称为变压器阻抗变比。
变压器的功能
变压器功能有四个： ①. 电压变换的功能； ②. 电流变换的功能； ③. 阻抗变换的功能；
此外（双绕组变压器）还有： ④. 电气隔离的功能。
电气隔离功能，可保证必要的安全。
两个线圈中有两个端子为同名端，则另外两个端子 之间也是同名端；而1-4或2-3则称为“异名端”或“异 极性端”。所以说，线圈同名端的标记不是唯一的。
同名端的判别(交流法)
l交流法：
交流法接线如右图所示。电 压表两端电压 V = U1 －U2。
若1、3为同名端，因为U1、 U2 同相位，则V ＜ U1 ；
电压平衡方程
原边电压平衡方程根据基尔霍夫电压定律直接列 出：Ėσ1 = - j İ1Xσ1 —— 满足电磁感应定律
绕组电势Ė1不采用电 抗表示是因为带铁心线圈 的电抗为非线性的，不是 常数，只有进行小范围线 性处理后才能采用电抗X1 表示。
小范围线性处理：在工 作点附近进行。
注意：电势此时的性质是被当作电压降处理(电抗压降)。
目录
第一章 变压器的应用与结构 第二章 变压器的基本工作原理 第三章 三相电压的变换 第四章 特殊变压器
变压器的概述
为了供电、输电、配电的需要，就必须使用一种电气设
备把发电厂内交流发电机发出的交流电压变换成不同等级的 电压。这种电气设备就是变压器。
变压器是在法拉第电磁感应原理的基础上设计制造的一
磁势平衡方程
注意：因为变压器对电流的变换作用，磁势平衡方程 实际上就是电流平衡方程。若令电流İ′1= -（N1/N2）İ2 则：İ1=İ0+İ′1 —— 就是电流的平衡方程。
第4章变压器设计33
第4章变压器设计33第4章变压器设计33第四章变压器的设计与计算本章主要讲述干式电力变压器的设计原理。
我国制造的干式电力变压器，按制造工艺分主要有浸渍空气绝缘、环氧树脂浇注绝缘两类。
浸渍空气绝缘浸渍式干变的绕组型式与绕制工艺基本上与油浸式变压器绕组相同，区别在于绕组的导线绝缘、绝缘结构材料不同。
例如对于B级绝缘干式电力变压器，选用B级（耐热等级为130C ）的QZ-2/130聚脂漆包圆铜线、SBEB/130双玻璃丝包铜扁线；对于F级绝缘干式电力变压器，选用F级的SBEB/155双玻璃丝包铜扁线，SBEQB/155双玻璃丝包漆包扁铜线，SBMB/155双玻璃丝包薄膜包扁铜线等，对于H级绝缘干式电力变压器，选用H级的QZY-2/180厚漆膜聚脂亚胺漆包扁铜线及采用Nomex纸（美国杜邦公司生产的芳香族聚酰胺纸、H纸）包导线。
导线在绕线机上绕制成绕组后，浸渍以相应耐热等级的浸渍漆，经烘焙后构成绕组。
环氧树脂浇注绝缘 环氧树脂浇注绝缘干式变压器是20世纪60年代发展起来的新产品。
此种变压器的电气性能良好，防潮、耐污、超铭牌额定值运行能力强。
由于采用金属模具浇注绕组，因此其表面光滑，制造误差小。
其高压绕组为分段箔式绕组，低压绕组也采用箔式绕组。
绕组在真空状态下浇注后，加热固化成型。
4.1 干式电力变压器的标准干式电力变压器的标准是干式变压器设计的唯一依据，也是产品性能参数即质量要求的规范。
通常标准中规定了使用条件、定额、冷却方式和温升、绝缘水平、试验和技术要求等内容。
我国已发布并实施了GB6450—1986《干式电力变压器》。
该标准等效采用国际标准IEC726（1982）《干式电力变压器》。
本标准中引用了图4－1 干式变压器的结构图GB1094.1.2—1996《电力变压器》，GB1094.3.5—1995《电力变压器》中的有关条款。
对于干式电力变压器变压性能参数等发布并实施了GB/T 10228—1997《干式电力变压器技术参数和要求》，该标准规定了非包封，即浸渍式绕组的三相干式电力变压器（表4-1、表4-2）和包封，即环氧树脂浇注绝缘绕组（表4-3）的三相干式电力变压器技术参数的要求、试验方法及检测规则。
《变压器》课件
电磁感应定律是个关于电和磁相互作用关系的定律。它说明了当磁通量变化时，绕组中必然 会产生电动势。
变压器的性能参数
1
额定电压
2
变压器的输入电压和输出电压都有作
为额定电压。额定电压是外部环境对
变压器设计电气参数的要求。
3
短路阻抗
4
用于描述变压器的电学特性。短路阻
抗越大，变压器的输出电压和输出电
智能化发展
随着智能城市的建设，未来变 压器需支持更多的数据传输和 智能控制。
环保节能
变压器需支持可再生能源的接 入，使之更加稳定且环保。
产业整合
随着数字化、智能化的发展， 未来变压器需更多的与各行各 业紧密结合，更好地服务社会 各个领域。
结束语
再次感谢大家参与本次《变压器》课程。希望通过本次课，大家对变压器有了更深入的了解。谢谢大家！
消费电子产品
如充电器、便携式音响、通 信设备中也大量使用，令人 难以想象。
变压器的维护和保养
1 常见故障及处理方法
常见故障有短路、断路、中性点接地等，处理时需按照标准操作来。
2 维护保养要点
常规检查变压器的额定容量、平衡电压等参数，保持绝缘表面的清洁与干燥，及时处理 异常情况等。
变压器的未来发展趋势
按输磁路类型可以分为铁芯变 压器和空气芯变压器。
变压器的结构与工作原理
主要构成部分
变压器主要由铁心和绕组构成。铁芯通常采用硅钢片叠压而成，绕组则一般包括高压绕组和 低压绕组。
工作原理
当输入的交流电流在高压线圈中产生磁通量时，在低压线圈中也就会诱发相应大小的电动势， 从而将相应的电压输出。
流就越稳定。
5
额定容量
指变压器的最大容量，在运行中应远 离该容量以防止过载运行。
变压器基本知识
变压器基本知识变压器是一种电力设备，用于改变交流电的电压。
它是电力系统中不可或缺的一部分，广泛应用于电力输配电、电力变换、电力传输等领域。
本文将从变压器的基本原理、结构构造、工作原理和应用领域等方面介绍变压器的基本知识。
一、变压器的基本原理变压器的基本原理是利用电磁感应的原理，通过交变磁场的作用，将输入端的交流电能转换为输出端的交流电能，并且改变了电压的大小。
变压器的工作基于法拉第电磁感应定律，即磁场的变化会引起绕组中感应电动势的变化。
二、变压器的结构构造变压器主要由铁心和绕组组成。
铁心是由硅钢片叠压而成，用于提高磁路的磁导率和减小磁通损耗。
绕组则分为输入绕组和输出绕组，通过绕制在铁心上的线圈实现电能的转换。
三、变压器的工作原理变压器的工作原理是基于电磁感应的相互作用。
当输入绕组通过交流电时，会在铁心中建立一个交变磁场，进而感应输出绕组中的电动势。
根据电磁感应定律，当输出绕组的匝数较大时，输出电压就会降低；反之，当输出绕组的匝数较小时，输出电压就会升高。
四、变压器的应用领域变压器广泛应用于电力输配电、电力变换、电力传输等领域。
在电力输配电中，变压器起到调节电压的作用，将高电压输电线路上的电能通过变压器降压为适合家庭和工业用电的低电压。
在电力变换中，变压器用于将交流电转换为直流电，满足不同电器设备的供电需求。
在电力传输中，变压器则用于提高输电效率，减小线路损耗。
总结：本文从变压器的基本原理、结构构造、工作原理和应用领域等方面介绍了变压器的基本知识。
变压器作为电力系统中不可或缺的一部分，其重要性不言而喻。
希望通过本文的介绍，读者能够对变压器有更深入的了解，并能够在实际应用中灵活运用变压器的知识。
电工学原理 第4章 变压器
变压器是一种利用磁路传递电能的
设备。也就是说，变压器是利用电磁
感应原理，从一个电路向另一个电路
传递能量或传输信号的电器。
变压器的分类
升压变压器 降压变压器 电力变压器配电变压器 联络变压器 厂用变压器 变压器 整流变压器 1 中频变压器（ －8kHz） 高频变压器（几十kHz－几百kHz） 特种变压器 自耦变压器 电炉变压器
S N U 2 N I 2 N U 1N I 1N
三相变压器的额定容量
4. 额定频率fN
S N 3U 2 N I 2 N 3U1N I1N
变压器的工作频率。我国标准的工业用电频率为50Hz。 5．额定效率 N
P2 P2 P1 P2 PF PCu
从空载到额定负载，副边电压的变化程度可用电压变 化率来表示，即 U2
E1m N1m 2fN1m E1 E1m / 2 4.44 fN1m E2 m N 2m 2fN 2m E2 E2 m / 2 4.44 fN2m
电压变换
据基尔霍夫电压定律，对原、副绕组列出端电压 方程式如下： i =i
220 4.44 f ( N1 N 2 ) m
N1 N 2
则穿过铁芯中的主磁通 m 不变，变压器工作 状态不变，所以 U 3 20V 。
I 3NU 3N 1 20 I1 I 2 0.091A U 1N U 2 N 220
（4）应将1、3相联接，2、4相联接，然后接入 110V电源，此时 U 3 20V 。
铜损可通过短路实验测得，铁损可通过空载实验测得。
4.2 变 压 器
变压器的基本结构与工作原理
第4章-三绕组变压器和自耦变压器
m
2）基本方程式
当外施电压为正弦波且稳定运行 时，电压方程式为：
U 1
I
2
I1
N
1
N
2
U
I3
2
N
U
3
3
U I R j L I j M I j M I (4-3)
U I R L I j M I j M I 1 1 1j 1 1 1 2 2 1 3 3 (4-2)
U U IRj [1 ( LMMM 1 1 2 ) ] 1 2 1 1 2 3 3
IR [2 j ( LMMM 1 2 1 ) ] 2 2 2 3 3
IRj ( X ) IRj (2 X ) ( I Z IZ 46 ) 1 1 1 2 2 1 1 22
2 2 2 2 2 2 1 1 2 3 3
U I R j L I j M I j M I 4 2 ） 11 1 1 1 1 2 2 1 3 3 （
3 3 3
3 3
3 1 1
3 2 2
磁动势平衡方程式为：
N I N I N I N I 1 1 22 3 3 1 0
2 k13 L3 L3
M kM M 1 2 1 2 1 2 2 1
M kM M 1 3 1 3 1 3 21 3 1 3 2
折算到一次侧的电压方程式为：
（ U I R j L I j M I j M I 4 3 ） （ U I R j L I j M I j M I 4 4 ）
第四章 三绕组变压器和自耦变压器
(鲁科版)物理选修3-2课件：第4章-第2节-变压器
课 时 作 业
菜
单
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
(二)过程与方法 在探究变压比和匝数比的关系中培养学生运用物理理想 化模型分析、解决问题的能力．
教 学 方 案 设 计
(三)情感态度与价值观 1．使学生体会到能量守恒定律是普遍适用的． 2．培养学生实事求是的科学态度．
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
●课标解读 1． 知道几种常见变压器的构造， 理解变压器的工作原理．
教 学 方 案 设 计
2．探究理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的 关系． 3．了解变压器在生活中的应用，体会理想化模型在物理 学研究中的重要性．
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
电灯、电饭煲、洗衣机等家用电器需要 220 V 的电压， 机床上的照明灯需要 36 V 的安全电压． 一般半导体收音机的 电源电压不超过 10 V， 而电视机显像管却需要 10 000 V 以上
第4章电力变压器(答案)
第4章电力变压器答案1.变压器如何分类？答：电力变压器按功能分，有升压变压器和降压变压器两大类。
电力变压器按容量系列分，有R8系列和R10系列两大类。
电力变压器按相数分，有三相变压器和单相变压器。
2.变压器的主要组成部分有哪些？各有何作用。
答：变压器的主要结构包括器身、油箱、冷却装置、保护装置、出线装置和变压器油。
器身又称心体，是变压器最重要的部件，其中包括铁心、绕组、绝缘、引线、分接开关等部件。
铁心是变压器的磁路部分，绕组是变压器的电路部分，变压器的器身浸在充满变压器油的油箱里。
变压器油既是绝缘介质，又是冷却介质。
变压器的冷却装置是将变压器在运行中产生的热量散发出去。
变压器套管是将线圈的高、低压引线引到箱外的绝缘装置，它起到引线对地（外壳）绝缘和固定引线的作用。
储油柜的作用保证变压器油箱内充满油，减少了油与空气的接触面积，适应绝缘油在温度升高或降低时体积的变化，防止绝缘油的受潮和氧化。
吸湿器的作用是清除和干燥进入储油柜空气的杂质和潮气，呼吸器通过一根联管引入储油柜内高于油面的位置。
净油器是用来改善运行中绝缘油的性能，防止绝缘油继续老化的装置。
防爆管是变压器的安全装置，作为变压器内部故障时的过压力保护，安装在变压器的油箱盖上，规定800kVA以上的变压器必须装设。
气体继电器作为变压器内部故障的主保护。
当变压器内部发生故障产生气体或油箱漏油使油面降低时，气体继电器动作，发出信号，若事故严重，可使断路器自动跳闸，对变压器起保护作用。
变压器的温度计直接监视着变压器的上层油温。
油位计用来监视变压器油箱油位变化的装置。
分接开关用以改变线圈匝数，从而改变变压器的变压比，进行电压调整。
3.变压器的铁心为何必须接地？是否允许变压器的铁心多点接地，为什么？答：变压器在运行中，必须将铁心及各金属零部件可靠地接地，与油箱同处于地电位。
铁心及固定铁心的金属结构、零部件均处在强电场中，在电场作用下，它们具有较高的对地电位。