变压器工作原理及应用
变压器工作原理及应用
变压器工作原理及应用变压器是一种电器设备，用于改变交流电压的大小。
它的工作原理是基于电磁感应的原理。
变压器由两个线圈构成，一个是输入线圈（也称为原线圈或一次线圈），另一个是输出线圈（也称为副线圈或二次线圈）。
输入线圈通入交流电源，产生一个交变磁场。
这个交变磁场穿透到输出线圈中，从而在输出线圈中产生电动势，导致电流流动。
根据法拉第的电磁感应定律，输出线圈中的电压与输入线圈中的电压成正比，即电压的比例等于线圈的匝数比。
因此，输出线圈上的电压可以通过改变输入线圈和输出线圈的匝数比来调整。
变压器有很多应用。
以下是一些主要的应用领域：1.电力输送：变压器是电力输送和配电系统中不可或缺的组成部分。
发电厂产生的高电压的交流电在输送过程中使用变压器将其变压为低电压，以减少输送功率损耗。
然后在接近用户的地方，使用变压器将电压提高到需要的水平。
2.电子设备：变压器在各种电子设备中被广泛使用，比如电视机、电脑、手机充电器等。
这些设备需要有不同的电压供应，而变压器可以通过调整输入线圈和输出线圈的匝数比来提供所需的电压。
3.工业应用：变压器在工业领域中也有广泛的应用。
例如，变压器可用于电焊机、电炉、电动机等设备的供电。
通过变压器可以调整电压以满足不同设备的要求。
4.交通运输：交通运输行业也使用变压器。
例如，电车和地铁系统需要变压器来将高电压的交流电压转换为适用于牵引车辆的低电压。
5.可再生能源：随着可再生能源的快速发展，如风能和太阳能，变压器在这些领域中也具有重要作用。
这些能源产生的电力需要通过变压器转换为适合输送和分配的电压。
总结起来，变压器是一个重要的电力设备，通过改变电压的大小来满足不同设备和系统的需求。
它的应用范围广泛，涵盖了电力输送、电子设备、工业应用、交通运输和可再生能源等领域。
变压器的工作原理是基于电磁感应的原理，通过线圈之间的磁场耦合来实现电压的传递和变换。
第三章 变压器
铁芯形状
“口”形：芯式变压器， 绕组包围铁芯，大容量变压器
环形变压器，其铁芯由低铁损 冷轧硅钢带绕，具有损耗小、 效率高以及电磁干扰小的特点 在相同的参数下，环形变压器铁芯的体积最小
变压器的冷却：变压器工作时铁芯和绕组都会发热，因此必 须考虑冷却问题
小容量变压器：采用自然风冷，即依靠空气的自然对流 和辐射将热量散发
大容量变压器：采用油冷方式，将变压器浸入变压器油 内，使其产生的热量通过变压器油传给外壳而散发，变 压器油还具有良好的绝缘性能 • 在X线机设备中，高压变压器副绕组输出几十千伏以上的 高压，无论是副绕组对原绕组还是对铁芯等绝缘都有非常 高的要求。 • X线机的高压变压器就采用了油冷方式
(3-4)
Z1 K 2 Z 2
选取适当的变比K，可以把负载阻抗Z2等效变换到原绕组一 侧所需要的阻抗值Z1 在电子电路中，常使用变压器来实现阻抗匹配，以获得较高 的功率输出
四、变压器的主要参数 大型变压器的外壳通常附有铭牌来标明其型号及参数， 它是正确使用变压器的依据
1.原绕组的额定电压U1N：指当变压器按规定工作方式运行时 在原绕组上应加的电源电压值
(a)抽头式
(b)滑动式
(c)混合式
图3-7 x线机控制台的电源变压器
六、变压器绕组的同极性端
变压器的同极性端：变压器不同绕组在同一变化的磁通作用 下，其感应电动势的极性相同端，用符号“·”表示 在实际运用当中，有时需要将变 压器的两个(或多个)绕组连接起来 使用来适应不同的输入电压与满 足不同的输出电压要求
变压器讲解
阻抗电压和负载损耗: 双绕组变压器当一个绕组短接（一般为二次侧）另一绕组流 通额定电流而施加的电压称阻抗电压Uz。通常阻抗电压以额定 电压百分比表示 Uz%=(Uz/UN)*100% 一个绕组短接（一般为二次）。另一绕组流通额定电流时所 汲取的有功功率称为负载损耗PR. 负载损耗＝最大一对绕组的电阻损耗＋附加损耗 附加损耗包括绕组温度损耗，并绕导线的环流损耗，结构损 耗和引线损耗，其中电阻损耗也称为铜耗。
发电机并、解列前为何必须投入主变中性点 接地刀闸？ 1、主变为分级绝缘，中性点绝缘薄弱 2、并网时，开关三相分、合闸的非同期性， 主变中性点会有一定的冲击电压 3、所以合上主变中性点接地刀闸，在于保护 中性点绝缘。 一般来说220kV以上的主变中性点都是直接 接地的
额定电流： 变压器的额定电流是由绕组的额定容量除以该绕组的额 定电压及相应的系数（单相为1，三相为根号3）,而并得的 电流经绕组线端的电流。是指线电流。 空载电流和空载损耗: 空载电流是指当向变压器的一个绕组（一般是一次侧绕 组）施加额定频率的额定电压时，其它绕组开路，流经该绕 组线路端子的电流，称为空载电流I。 通常Io以额定电流的 百分数表示：Io%=(Io/IN) *100= 0.1~3% 空载电流的有功分量Ioa是损耗电流，所汲取的有功功率 称空载损耗Po，即指当以额定频率的额定电压施加于一个绕 组的端子上，其余各绕组开路时所汲取的有功功率。忽略空 载运行状态下的施电线绕组的电阻损耗时又称铁损。因此， 空载损耗主要决定于铁心材质的单位损耗。
1、变压器在运行中发生不正常的温升，应如 何处理？ 2、变压器不允许反送电？ 3、取油样用不用退出瓦斯保护？ 4、新变压器或大修后的变压器,为什么正式投 运前要做冲击试验?一般冲击几次? 5、发电机并、解列前为何必须投入主变中性 点接地刀闸？ 6、取油样用不用退出瓦斯保护？
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。
电力工程中的变压器的工作原理与应用
电力工程中的变压器的工作原理与应用电力工程中的变压器是一种非常重要的设备，它能将电能从一个电路传输到另一个电路。
变压器被广泛应用于各种电力设备和工业设备中，包括发电厂、变电站、电力输电线路、电动机等等。
本文将介绍变压器的工作原理和几种常见的应用。
一、变压器的工作原理变压器是一种利用电磁感应原理工作的设备，它可以将高电压和低电压之间的电能转换。
简单来说，变压器由两部分组成：一个是高压线圈，另一个是低压线圈。
当高压线圈中的电流改变时，会在另一个线圈中感应出一个电流。
这个过程被称为电磁感应。
变压器的工作原理可以用一个简单的公式来表示：Vp / Vs = Np / Ns其中，Vp是高压线圈的电压，Vs是低压线圈的电压，Np是高压线圈的匝数，Ns是低压线圈的匝数。
这个公式告诉我们，当高压线圈上的电压增加时，低压线圈上的电压也会相应地增加；反之亦然。
二、电力工程中变压器的应用1. 变压器在发电厂中的应用发电厂是变压器应用最广泛的地方之一。
在发电过程中，发电机产生高电压电流，这些电流需要转化成低电压电流才能被输送到电网。
这时候就需要用到变压器了。
变压器将高电压电流转化成低电压电流，然后送到变电站。
2. 变压器在变电站中的应用变电站收到来自发电厂的电流后，需要对它进行处理和分配。
这时候变压器再次发挥了作用。
变压器可以把电压从一个级别降到另一个级别。
3. 变压器在电力输电中的应用当电力需要从一个地方输送到另一个地方时，会使用电力输电线路。
电力输电线路需要用到高电压电流，这些电流需要再次转化成低电压电流才能被使用。
这时候，变压器再次发挥了作用，将高电压电流转化成低电压电流。
4. 变压器在工业设备中的应用除了在电力工程中使用外，变压器还广泛应用于工业设备中。
电动机需要稳定的电流才能运转，而变压器可以提供稳定的电流。
除此之外，变压器还可以用来控制电流，保护设备。
综上所述，电力工程中的变压器具有重要的应用价值。
本文介绍了变压器的工作原理和几种常见的应用。
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。
变压器的设计及其应用原理论文
变压器的设计及其应用原理论文1. 前言变压器是电气工程中常用的一种设备，广泛应用于电力系统、工业生产及家庭用电等领域。
本文将重点探讨变压器的设计原理及其在不同应用场景下的应用原理。
2. 变压器的设计原理2.1 基本原理变压器是基于电磁感应原理工作的，主要由线圈和铁芯组成。
当通过一根导线的电流变化时，会在其周围产生一个磁场，这个磁场会引起相邻导线中的电流变化，方式就是利用电磁感应原理。
2.2 线圈设计变压器的线圈设计是非常重要的一部分，主要包括匝数、导线截面积以及绝缘材料的选择。
匝数决定了变压器的输入输出电压比，通常通过改变线圈的匝数比例来实现不同的电压变换。
而导线截面积则决定了变压器的额定电流承载能力，需要根据实际负载条件来选择合适的截面积。
绝缘材料的选择是为了确保线圈能够承受额定电压并防止漏电。
2.3 铁芯设计变压器的铁芯设计也是十分重要的，主要包括铁芯材料选择和铁芯形状设计。
铁芯材料需要具有高磁导率和低磁滞损耗的特性，一般采用硅钢片作为铁芯材料。
铁芯形状设计需要考虑到磁路的闭合性和磁场分布的均匀性，以提高变压器的效率和性能。
3. 变压器在不同应用场景下的应用原理3.1 电力系统中的应用在电力系统中，变压器主要用于实现电压的升降级和电能的传输。
通过变压器，可以将发电厂产生的高电压电能升压传输到远处的配电站，然后再通过另一台变压器将电压降低供给用户。
变压器在电力系统中起到了电能传输的关键作用，提高了能源利用效率。
3.2 工业生产中的应用在工业生产中，变压器主要用于配电系统、焊接设备、电机驱动器等方面。
通过变压器，工业企业可以将高电压电能转换为适合不同设备使用的低电压，保证设备正常工作。
变压器在工业生产中发挥了重要作用，提高了生产效率和设备可靠性。
3.3 家庭用电中的应用在家庭用电中，变压器主要用于手机充电器、电视机、电脑等电子设备的适配器上。
通过变压器，可以将交流电转换为适合设备使用的直流电，并提供稳定的电压和电流。
变压器工作原理与应用
变压器工作原理与应用变压器是一种电气设备，它通过电磁感应原理来变换交流电压和电流。
它由一个磁性材料的铁芯和绕在铁芯上的两组线圈（称为一次线圈和二次线圈）构成。
一次线圈与电源相连，二次线圈与负载相连。
变压器的工作原理：变压器的工作原理基于两个基本原理：法拉第电磁感应定律和线圈的自感。
法拉第电磁感应定律指出，当一个线圈中的磁通量发生变化时，线圈中会产生感应电动势。
线圈的自感是指，当通过一个线圈的电流改变时，线圈会产生与电流变化方向相反的感应电动势。
在变压器中，一次线圈与交流电源相连，当电源输入电流时，电流会产生磁场。
这个磁场穿过铁芯，并进入二次线圈。
因为铁芯是一个磁导体，它能够加强磁场的作用。
在二次线圈中，磁场通过线圈的变化，产生了感应电动势。
如果有负载连接在二次线圈上，感应电动势将驱动电流流过负载。
根据法拉第电磁感应定律，变压器的输入电压和输出电压之间的比例取决于一次线圈和二次线圈的匝数比。
如果一次线圈匝数较高，而二次线圈的匝数较低，输出电压将比输入电压小，也就是所谓的降压变压器。
相反，如果一次线圈的匝数较低，而二次线圈的匝数较高，输出电压将比输入电压大，这是升压变压器。
通过改变线圈的匝数比，我们可以根据不同的需求来选择适当的变压器。
变压器的应用：变压器在电力传输和电能转换中发挥着重要的作用。
下面是一些主要应用领域：1.电力输配：变压器广泛应用于电力输配系统中。
在电网中，高电压用于长距离输电，而低电压用于家庭和工业用电。
变压器通过改变输配系统中的电压，从而实现电能的传输和分配。
2.电力变换：变压器也在电力变换系统中发挥关键作用。
例如，发电厂中的发电机会产生高压交流电，这些电能需要转换为适合输电和使用的低压交流电。
变压器被用于这个过程。
3.焊接和充电：在一些焊接和充电系统中，需要较高的电压和电流来提供足够的能量。
这时可以使用升压变压器，将输入电压升高到所需的级别。
4.电子设备：在一些电子设备中，如电视机、计算机和音响系统中，需要稳定的低电压供电。
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产品型号 额定容量 额定电压 额定电流 额定频率 相 数 联接组别 制造厂
S1=U1I1=440V·A S2=U2I2=440V·A
可见当变压器的功率损耗忽略不计时，输入功率 与输出功率相等，这符合能量守恒定律。
2018/10/14
变压器工作原理
变压器三相绕组接线 有两种： 1、星形联结
星形联结记作： “Y”或“y”
电质量有关。阻抗电压大，承受动稳定能力强，但负载损耗大。为了便于设计
线路上继电保护装置， Uz是固定的，不得任意更改。
变压器主要技术数据含义
•负载损耗
即变压器在短路试验状态下从电源吸收的功率。即将变压器一组线圈短接，
另一组线圈施加阻抗电压（使线圈产生额定电流），此时从电源线圈上所接的
功率表上测出的功率，即为负载损耗。 负载损耗主要是线圈导线的电阻损耗，线圈的附加损耗（包括导线的涡流损 耗和不完全换位损耗），引线损耗及钢铁结构中的杂散损耗。 当负载损耗计算值太小时，会使变压器体积和重量增大，从而使制造成本增 大。
变压器型号：SL 1000 / 10 三相 铝线 变压器型号： S9 – 1250 / 6 三相 设计序号 变压器型号：Zb -F-1600/ 35 组合式
冷却方式
高压边额定电压10kv 额定容量1000kv· A
高压边额定电压6kv 额定容量1250kv· A
高压边额定电压35kv 额定容量1600kv· A
图1－4电力变压器铭牌示意图
一次侧与二次侧电压电流比
U1 U2
=
N1 N2
I1 I2
=
N2 N1
一次侧与二次侧电压比等于 一次侧与二次侧绕组的匝数比 即所绕的圈数比 根据此比例式子可以看出 当一次输入电压一定时， 二次侧的电压或高或低， 不满足要求，设计时N2是 不变的，N1有三个档位可以 调节，当U2需要调大一点， 只能N1变小一点。否则反之。
一次侧与二次侧电流比等于 二次侧与一次侧绕组的匝数比 即所绕的圈数反比
二、仪用互感器 （一）电压互感器 实现用低量程的电 压表测量高电压。 ~u（被测电压）
保险丝 N1 （匝数多）
R
N2 （匝数少）
V
2018/10/14
注意：
1）二次绕组绝不允许短路，否则短路电流很大，将 互感器烧坏。为此应串联熔断器作短路保护； 2）铁心和二次绕组的一端必须可靠接地，以防一次 侧高压绕组绝缘损坏时，其带上高电压而触电； 3 ）电压互感器有一定的额定容量，使用时不宜接 过多的仪表，否则将影响互感器的准确度。
2018/10/14
变压器主要技术数据含义
•阻抗电压
定义：变压器二次绕组短接，一次绕组通额定电流（此时二次短接电流也
达到二次额定电流），在一次侧施加的电压称阻抗电压Uz，通常以百分数表示
。阻抗电压百分数Uz（%）= Uz/ UNХ100%。 阻抗电压Uz大小与变压器成本、性能及一二次绕组结构、系统稳定性和供
例1 已知一变压器N1=800，N2=200，U1=220V，I2=8A， 负载为纯电阻，忽略变压器的漏磁和损耗，求变压器的副 边电压U2，原边电流I1，输入和输出功率。
解：变压比 副边电压 K=N1/N2=800/200=4 U2=U1/K=220/4=55V
原边电流
输入功率 输出功率
I1=I2/K=8/4=2A
到达目的地后再用变压器把电压降低以便用户使用, 以此减少传输过 程中电能的损耗; 在电子设备和仪器中常用小功率电源变压器改变市
电电压, 再通过整流和滤波, 得到电路所需要的直流电压; 在放大电路
中用耦合变压器传递信号或进行阻抗的匹配等等。 变压器虽然大小悬 殊, 用途各异, 但其基本结构和工作原理却是相同的。
变压器主要技术数据含义
• 空载损耗
铁芯中的有功损耗。
变压器损耗=空载损耗+负载损耗
各种型号的变压器负载损耗相差不大，损耗的差别主要在于空载损 耗，即铁芯部分产生的损耗，因此改善铁芯的设计结构和工艺水平尤为 重要。
变压器主要技术数据含义
•空载电流
空载运行时所消耗的电流，它有两个分量：有功分量和无功分量。 有功分量：空载运行时在一次线圈和铁芯中产生有功损耗的电流 无功分量：空载运行时在铁芯中产生磁通的励磁电流 从安全运行和经济运行上看，空载电流越小越好。 随着铁芯结构的改进和硅钢片性能的改善，空载电流趋于下降。
变压器工作原理
首先强调一下纪律： 1、手机调成振动或静音 2、不大声喧哗或讨论 3、不迟到早退
谢谢大家配合！
2015年1月23日
变压器工作原理
变压器及其工作原理
变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件, 它具有变压、 变流和变阻抗的作用。 变压器的种类很多, 应用十分广泛。 比如在电
力系统中用电力变压器把发电机发出的电压升高后进行远距离输电,
2018/10/14
变压器工作原理
例：SCB10型脱硫干式变压器 »干式电力变压器型号及含义 »SCB10—1600/6
»SC:三相固体成型 （环氧树脂）
»B:低压箔式线圈 »10:设计序号 »1600kVA:额定容量 »6kV:额定高压电压
变压器工作原理 • 压器的铭牌参数：
• 每台变压器都有一铭牌，上面标注着型号、额定值及其它 数据，便于用户了解变压器的运行性能。
2018/10/14
（二）电流互感器 实现用低量程 的电流表测量大电 流。 i1 （被测电流）
N1 （匝数少）
N2 （匝数多）
R
i2 被测电流=电流表读数 N2/N1
2018/10/14
A
注意：
1 ）二次绕组绝不许开路，否则一次绕组中流过的大电 流使铁心过热而烧坏绕组绝缘； 二次绕组中因匝数很 多，将产生高电压，可能将绝缘击穿，危及安全。 2 ）在运行中若要拆下电流表，应先将二次绕组短路后 再进行。 3 ）铁心和二次绕组的一端必须可靠接地，以免绝缘损 坏时，高压侧电压传到低压侧，危及仪表及人身安全。 4）电流表内阻抗应很小，否则影响测量精度。