第二节 变压器的工作原理
第二章 电力变压器及运行
三、变压器的主要技术参数
• 1．额定容量SN • 变压器额定容量是指变压器额定情况下的视在功率，单位用VA、 kVA或MVA表示，并采用R8或R10容量系列。 • 2．额定电压U1N/U2N • U1N是一次侧额定电压。U2N是二次侧额定电压，即当一次侧施 加额定电压U1N时，二次侧开路时的电压。对三相变压器，额定电 压均指线电压，单位用V或kV表示。 • 3．额定电流I1N/I2N • 由发热条件决定的允许变压器一、二次绕组长期通过的最大电 流。对三相变压器，额定电流均指线电流，单位用A或kA。 • 4．短路阻抗Zk • 在额定频率及参考温度下，给变压器的一对绕组施加一短路 电压（即使得该绕组电流达到额定值时的电压），将另一个绕组短 路，其他绕组开路，此时所求得的该绕组端子之间的等效阻抗就是 变压器的短路阻抗。
• 主变压器型式及相关参数 • （1）变压器型式：三相式、强迫油循环、强迫风冷、双 线圈铜绕组无激磁调压油浸式低损耗升压变压器、户外式； • • • • • • • （2）型号：SFP10-780000/220； （3）系统最高工作电压(高压侧/低压侧)：252kV/23kV； （4）额定容量：780MVA； （5）额定电压(高压侧/低压侧)： 242/22kV； （6）额定电流(高压侧/低压侧)： 1861/20470A； （7）空载电流：≤0.2%； （8）阻抗电压：20%(允许偏差：＜±5％)；
• • • • • • • • •
四、变压器的连接组标号
• 1．三相绕组的连接方法 • （1）星形连接法；（2）顺序三角形连接； （3）逆序三 角形连接。
2．三相变压器的连接组标号
（1） Y，y0连接组标号
（2） Y，d11连接组标号
五、变压器的冷却方式
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
第三章 电力变压器(高压特种电工培训)
2021年4月27日9时0分
二、变压器的结构
中小型油浸电力变压器典型结构如图3-1所示。 1.铁芯 （1）铁芯结构 变压器的铁芯是磁路部分。 由铁芯柱和铁轭两部分组成。铁芯的机构分为
心式和壳式两种。
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（2）铁芯材料 由于铁芯为变压器的磁路，所以其材料 要求导磁性能好，导磁性能好，才能使铁损小。
查一次。容量在630kVA以下的变压器，可适当延长巡视周期，但变 压器在每次合闸前及拉闸后应检查一次。 8）有人值班的变配电所，每班都应检查变压器的运行状态。 9）对于强油循环水冷或风冷变压器，不论有无值班，都应每小时巡 视一次。 10) 负荷急剧变化或变压器发生短路故障后，都应增加特殊巡视。
根据变压器的大小分为吊器身式油箱（6300kVA以下） 和吊箱壳式油箱（又称钟罩式油箱，8000kVA以上）两种。
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6.冷却装置 变压器冷却装置是起散热作用的。 7.储油柜（又称油枕）主要是当油箱油面降低时给油箱 补油的装置，它通过管道和瓦斯继电继电器与油箱相连。 8.安全气道（又称防爆管，现在被压力释放阀代替） 9.吸湿器（装有变色硅胶，颜色由蓝变白，粉红色） 10.气体继电器 11.高、低压绝缘套管
5.额定容量 变压器的容量为视在功率，单位为 kVA。
单相变压器视在功率为：
S N U1N I1N U 2N I 2N
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三相变压器视在功率为：
SN 3U1N I1N 3U 2N I2N
一般容量在630kVA以下的为小型电力变压器； 800~6300kVA的为中型电力变压器； 8000~63000kVA为大型电力变压器； 90000kVA及以上的为特大型电力变压器。
高中人教物理选择性必修二第3章第2节变压器
第三章 交变电流 第3节 变压器一、理想变压器及变压原理和规律1．理想变压器的特点(1)原、副线圈的电阻不计，不产生热量．(2)变压器的铁芯无漏磁，原、副线圈磁通量无差别．(3)变压器自身的能量损耗不计，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率． 2．工作原理原线圈上加交变电压时铁芯中产生交变磁场，即在副线圈中产生交变磁通量，从而在副线圈中产生交变电动势；当副线圈接负载时，副线圈相当于交流电源向外界负载供电．从能量转化角度看，变压器是把电能转化为磁场能，再将磁场能转化为电能的装置，一般地说，经过转化后电压、电流均发生了变化．3．电压关系由于不计原、副线圈的电阻，因此原线圈两端的电压U 1＝E 1，副线圈两端的电压U 2＝E 2，所以U 1U 2＝n 1n 2.当有n 组线圈时，则有：U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3…4．功率关系对于理想变压器，不考虑能量损失，P 入＝P 出． 5．电流关系由功率关系，当只有一个副线圈时，I 1U 1＝I 2U 2，得I 1I 2＝U 2U 1＝n 2n 1.当有多个副线圈时，I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3＋…，得I 1n 1＝I 2n 2＋I 3n 3＋….[特别提醒](1)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用．(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的周期和频率． (3)理想变压器关系中的U 1、U 2、I 1、I 2均为有效值或最大值．瞬时值和平均值不成立 (4)变压器的输入功率总等于所有输出功率之和（5）变压器匝数多的接高压，导线细；匝数少的接低压，导线粗 6．制约关系(1)电压：副线圈电压U 2由原线圈电压U 1和匝数比决定． (2)功率：原线圈的输入功率P 1由副线圈的输出功率P 2决定． (3)电流：原线圈电流I 1由副线圈电流I 2和匝数比决定．【例题1】如图所示，理想变压器原线圈与一10 V 的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a 和b .小灯泡a 的额定功率为0.3 W ，正常发光时电阻为30 Ω.已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09 A ，可计算出原、副线圈的匝数比为________．流过灯泡b 的电流为________A.【答案】：10∶3 0.2[解析]根据P ＝U 2R 和P ＝I 2R 得灯泡a 两端的电压U 2＝PR ＝0.3×30 V ＝3 V ，通过灯泡a 的电流I a＝P R＝0.330 A ＝0.1 A ，根据U 1U 2＝n 1n 2得原、副线圈匝数之比n 1n 2＝U 1U 2＝103，根据I 1I 2＝n 2n 1，得副线圈上的电流I 2＝n 1n 2I 1＝103×0.09 A ＝0.3 A ，根据I 2＝I a ＋I b ，得流过灯泡b 的电流为I b ＝I 2－I a ＝0.2 A.【例题2】如图，理想变压器原线圈输入电压u ＝U m sin ωt ，副线圈电路中R 0为定值电阻，R 是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U 1和U 2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I 1和I 2表示．下列说法正确的是( )A ．I 1和I 2表示电流的瞬时值B ．U 1和U 2表示电压的最大值C ．滑片P 向下滑动过程中，U 2不变、I 1变大D ．滑片P 向下滑动过程中，U 2变小、I 1变小 【答案】C[解析]交流电压表和交流电流表显示的示数都为有效值，A 、B 错误．由于输入端电压U 1和理想变压器匝数比不变，所以U 2不变．滑片P 向下滑动过程中，电阻变小，电流I 2变大，输出功率变大，则输入功率变大，电流I 1变大，C 正确，D 错误，故选C.【例题3】.(多选)(2016·高考全国卷Ⅲ)如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a 和b.当输入电压U 为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是( )A ．原、副线圈匝数比为9∶1B．原、副线圈匝数比为1∶9C．此时a和b的电功率之比为9∶1D．此时a和b的电功率之比为1∶9【答案】：AD[解析]设灯泡的额定电压为U0，输入电压为灯泡额定电压的10倍时灯泡正常发光，则变压器原线圈的电压为9U0，变压器原、副线圈的匝数比为9∶1，选项A正确，选项B错误；由9U0I a＝U0I b得，流过b灯泡的电流是流过a灯泡电流的9倍，根据P＝UI，a、b灯泡的电功率之比为1∶9，选项C错误，选项D正确．1．关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()A．通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈2．(多选)为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示．当开关S闭合后()A．A1示数变大，A1与A2示数的比值不变B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变3．如图所示，一只理想变压器，原线圈中有一个抽头B，使n1＝n2，副线圈中接有定值电阻R.当原线圈从AC端输入电压为U的正弦交流电压时，副线圈中电流为I，当原线圈从AB端输入电压为U的正弦交流电压时，副线圈中电流为I′.那么I′与I的比值等于()A．4∶1B．1∶4C．2∶1 D．1∶24.如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数为n 1＝800和n 2＝200的两个线圈，上线圈两端与u ＝51sin 314t V 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是( )A ．2.0 VB ．9.0 VC ．12.7 VD ．144.0 V5.如图所示，一理想变压器原线圈匝数n 1＝1 100匝，副线圈匝数n 2＝220匝，交流电源的电压u ＝2202·sin 100πt (V)，电阻R ＝44 Ω，电压表、电流表为理想电表，则下列说法不正确的是( )A ．交流电的频率为50 HzB ．电流表A 1的示数为0.2 AC ．电流表A 2的示数为2 AD ．电压表的示数为44 V6.如图所示为理想变压器，三个灯泡L 1、L 2、L 3都标有“5 V 5 W ”字样，L 4标有“5 V 10 W ”字样，若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2和ab 间电压应为( )A ．2∶1,25 VB ．2∶1,20 VC ．1∶2,25 VD ．1∶2,20 V7．如图甲、乙所示的电路中，当A 、B 接有效值为10 V 的交流电压时，C 、D 间电压的有效值为4 V ；当M 、N 接10 V 直流电压时，P 、Q 间的电压也为4 V ．现把C 、D 接4 V 交流电压，P 、Q 接4 V 直流电压，下列表示A 、B 间和M 、N 间电压的是( )A. 10 V ,10 VB. 10 V ,4 VC. 4 V,10 VD. 10 V,08、（多选）心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其部分电路可简化为大电阻R 1与交流电源串联，该电源输出的电压有效值为U 0，如图所示，心电图仪与一个理想变压器的初级线圈相连，一个扬声器(可等效为一个定值电阻R 2)与该变压器的次级线圈相连．若R 2的功率此时最大，下列说法正确的是( )A ．大电阻R 1两端电压为U 02B ．理想变压器初级线圈与次级线圈的匝数比值为R 1R 2C ．交流电源的输出功率为U 202R 1D ．通过扬声器的电流为U 021R 1R 29.(多选)如图所示，L 1、L 2是高压输电线，图中两电表示数分别是220 V 和10 A ，已知甲图中原、副线圈匝数比为100∶1，乙图中原、副线圈匝数比为1∶10，则( )A ．甲图中的电表是电压表，输电电压为22 000 VB ．甲图是电流互感器，输电电流是100 AC ．乙图中的电表是电压表，输电电压为22 000 VD ．乙图是电流互感器，输电电流是100 A10.（多选）调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示．线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上．AB 间加上正弦交流电压U ，移动滑动触头P 的位置，就可以调节输出电压．在输出端连接了滑动变阻器R 和理想交流电流表，滑动变阻器的滑动触头为Q .则( )A ．保持P 的位置不动，将Q 向下移动时，电流表的示数变大B ．保持P 的位置不动，将Q 向下移动时，电流表的示数变小C ．保持Q 的位置不动，将P 沿逆时针方向移动时，电流表的示数变大D ．保持Q 的位置不动，将P 沿逆时针方向移动时，电流表的示数变小11.如图所示，理想变压器输入的交流电压U 1＝220 V ，有两组副线圈，其中n 2＝36匝，标有“6 V ，9 W ”“12V ,12 W”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光．求：(1)原线圈的匝数n 1和另一副线圈的匝数n 3； (2)原线圈中电流I 1.12．如图甲为一理想变压器，ab 为原线圈，ce 为副线圈，d 为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的ut 图象如乙图所示．若只在ce 间接一只R ce ＝400 Ω的电阻，或只在de 间接一只R de ＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式； (2)求只在ce 间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I 1； (3)求ce 和de 间线圈的匝数比n cen de.1．【答案】：C【解析】：通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S 不变，故磁通量Φ变化，A 错误；因理想变压器无漏磁，故B 错误；由互感现象知C 正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原副线圈通过磁场联系在一起，故D 错误．2．【答案】：AD【解析】：交流电源的电压有效值不变，即V 1示数不变，因U 1U 2＝n 1n 2，故V 2示数不变，V 1与V 2示数的比值不变，D 对．S 闭合使负载总电阻减小，I 2＝U 2R ，所以I 2增大．因I 1I 2＝n 2n 1，所以A 1示数增大，A 1与A 2示数的比值不变，A 对．3．【答案】：C【解析】：当电压由AC 端输入改为由AB 端输入后，副线圈上的电压加倍，电阻R 是定值电阻，所以副线圈中的电流加倍．4.【答案】：A【解析】：若未考虑铁芯的漏磁因素，上线圈电压有效值U 1＝512V ≈36 V ，按变压器的变压比U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝9.0 V ，而实际上副线圈磁通量Φ2<Φ1，由U ＝n ΔΦΔt 得U 1n 1>U 2n 2，则应选A.5【答案】：C【解析】：由交流电源的电压瞬时值表达式可知，ω＝100π rad/s ，所以频率为50 Hz ，A 项说法正确；理想变压器的电压比等于线圈匝数比，即U 1U 2＝n 1n 2，其中原线圈电压的有效值U 1＝220 V ，U 2＝n 2n 1U 1＝44 V ，故D 项说法正确；I 2＝U 2R ＝1 A, 故C 项说法错误；由电流比与线圈匝数比成反比，即I 2I 1＝n 1n 2，所以I 1＝n 2n 1I 2＝0.2 A ，故B 项说法正确．6.【答案】：A【解析】：要使得L 1、L 2、L 3和L 4都正常发光，副线圈的电压应为10 V ．若L 1也能正常发光，则原线圈的电流应是副线圈的12，所以由I 2I 1＝n 1n 2可知n 1∶n 2＝2∶1，再由U 1U 2＝n 1n 2可知原线圈的电压为20 V ，U ab ＝U 1＋U L1＝25 V ，所以选项A 正确．7．【答案】：B【解析】：题图甲是一个自耦变压器，当A 、B 作为输入端，C 、D 作为输出端时，是一个降压变压器，两边的电压之比等于两边线圈的匝数之比．当C 、D 作为输入端，A 、B 作为输出端时，是一个升压变压器，电压比也等于匝数比，所以C 、D 接4 V 交流电压时，A 、B 间将得到10 V 交流电压．题图乙是一个分压电路，当M 、N 作为输入端时，上下两个电阻上的电压跟它们电阻的大小成正比．但是当把电压加在P 、Q 两端时，电流只经过下面那个电阻，上面的电阻中没有电流通过，M 、P 两端也就没有电势差，即M 、P 两点的电势相等．所以当P 、Q 接4 V 直流电压时，M 、N 两端的电压也是4 V ．如果M 、N 或P 、Q 换成接交流电压，上述关系仍然成立，因为在交流纯电阻电路中欧姆定律仍然适用．8、【答案】：ACD【解析】：设理想变压器初级线圈和次级线圈的匝数分别为n 1、n 2，初级线圈和次级线圈的电流分别为I 1、I 2，R 2的功率为P ，则有P ＝I 22R 2＝－I 21R 1＋I 1U 0，由于此时扬声器有最大功率，则I 1＝U 02R 1、I 2＝U 021R 1R 2，选项D 正确；此时大电阻R 1两端电压I 1R 1＝U 02，选项A 正确；理想变压器的初级和次级线圈的匝数比值为n 1n 2＝I 2I 1＝R 1R 2，选项B 错误；交流电源的输出功率为I 1U 0＝U 202R 1，选项C 正确，故本题选A 、C 、D. 9.【答案】：AD【解析】：甲图是电压互感器，电表是电压表，故B 错误；根据匝数比U 1U 2＝n 1n 2，有U 1＝n 1n 2U 2＝1001×220V ＝22 000 V ，故A 正确；乙图是电流互感器，电表是电流表，故C 错误；只有一个副线圈的变压器，电流比等于匝数的反比I 1I 2＝n 2n 1，有I 1＝n 2n 1I 2＝101×10 A ＝100 A ，故D 正确．10.【答案】：BC【解析】：当P 的位置不动时，U 2＝n 2n 1U 1不变，将Q 向下移动，R 接入电路的阻值变大，由I 2＝U 2R 知I 2减小，故选项B 正确；保持Q 的位置不动，R 接入电路的阻值就不变，将P 沿逆时针方向移动，则n 2增多，U 2增大，所以I 2也增大，故选项C 正确．11.【答案】：(1)1 320匝 72匝 (2)0.095 A 【解析】：(1)由于两灯泡均正常发光， 所以有U 2＝6 V ，U 3＝12 V根据原、副线圈电压与匝数的关系，由U 1U 2＝n 1n 2，U 2U 3＝n 2n 3得n 1＝U 1U 2n 2＝2206×36＝1 320匝n 3＝U 3U 2n 2＝126×36＝72匝．(2)由于P 入＝P 出，P 出＝P 2＋P 3 所以P 入＝P 2＋P 3，即I 1U 1＝P 2＋P 3则I 1＝P 2＋P 3U 1＝9＋12220A ≈0.095 A.12．【答案】：(1)u ab ＝400sin 200πt V (2)0.28 A(3)43【解析】：(1)由乙图知ω＝200π rad/s ， 电压瞬时值 u ab ＝400sin 200πt V. (2)电压有效值U 1＝U m2＝200 2 V ，理想变压器P 1＝P 2，原线圈中的电流I 1＝P 1U 1≈0.28 A.(3)设ab 间匝数为n 1，根据变压器规律有 U 1n 1＝U ce n ce ，U 1n 1＝U den de ， 由题意有U 2ce R ce ＝U 2deR de ，联立可得n cen de＝R ce R de ＝43.。
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。
第十三章第二节 变压器 远距离输电
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
n1 U1 解析：选 A.由变压原理 ＝ 可得 U1 n2 U2 ＝110 V，即电压表示数为 110 V．由 P
入
＝P 出，灯泡正常发光可得 P 入＝U1I1＝
22 P 出＝22 W，I1＝ A＝0.2 A，故 A 正 110 确.
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
因为输电线上损耗的功率占总功率的比 P1 n1 2 · R线 P n2R 2 U1 n2 ΔP I2R线 1 1 线 例为 ＝ ＝ ＝ 2 2 P1 P1 P1 U1n2 ∝P1，所以随发电厂输出功率变大，该 值变大，D 正确．
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
属材料制造输电线．此外，还要尽可
横截面积 能增加导线的__________．
(2)另一个途径是减小输电导线中的
电流 _____，由P＝IU可知，当输送功率一
电压 定时，提高_____可以减小输电电流
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
3．远距离高压输电(如图13－2－2 所示) 由于发电机本身的输出电压不可能很 高，所以采用高压输电时，在发电站 升压变压器 内需用_____________升压到几百千 伏 后再向远距离送电，到达用电区再用 降压变压器 ____________降到所需的电压．
电压为220 V，额定功率为22 W；原
线圈电路中接有电压表和电流表．现
闭合开关，灯泡正常发光．若用U和I
分别表示此时电压表和电流表的读数,
则( )
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
A．U＝110 V，I＝0.2 A B．U＝110 V，I＝0.05 A C．U＝110 D．U＝110 2 V，I＝0.2 A 2 V，I＝0.2 2 A
第2章 变压器的工作原理和运行分析
SN SN ，I 2 N 3U 1 N 3U 2 N
注意！对于三相系统，额定值都是指线间值。
第二节 变压器空载运行
空载：一次侧绕组接到电源，二次侧绕组开路。 一、电磁现象
u1
Φm
i0
Φ 1σ
e1 e1σ
N1
N2
e2
u20
i
二、参考方向的规定
e
i i
e
e
三、变压原理、电压变比
对于变压器的原边回路，根据电路理论有：
u1 i0 r1 e1 e1
空载时 i0r1 和 e1σ 都很小，如略去不 计，则 u1 = - e1 。设外加电压 u1 按 正弦规律变化，则 e1 、Φ 和e2 也都 按正弦规律变化。 设主磁通 m sin t ，则：
u1
Φm
u1
Φm
e1
e2
ωt 0 180° 360°
现在的问题是，要产生上述大小的主磁通 Φm ，需 要多大（什么样）的激磁电流 Im ？
励磁电流的大小和波形受磁路饱和、磁滞及涡 流的影响。
1、磁路饱和对励磁电流的影响
mm mm
i0 tt
00
i0i0 tt
00
i0 i0
tt
tt
磁路不饱和时，i0 ∝φ，其波形为正弦波。
磁路饱和时，i0与φ 不成线性关系，φ越大，磁路 越饱和，i0/φ比值越大，励磁电流的波形为尖顶波。
六、漏抗 漏电势的电路模型与励磁特性的电路模型类似， 只是漏磁通所经路径主要为空气，磁阻大，磁通量 小，磁路不饱和，因此可以忽略漏磁路的铁耗，即 漏电势的电路模型中的等效电阻为零，即漏电势
第二篇变压器
第二篇变压器第一章电力变压器变压器是一种静止电器，它利用电磁感应原理，把一种电压、电流的交流电能，变换为同频率的另一种电压、电流的交流电能。
变压器的种类有许多，这里主要讲述在电力系统中作为输、配电用的电力变压器。
并结合我厂变压器的配置和使用情况，主要介绍变压器的基本工作原理、基本结构、试验、投运、停运及事故处理等一些情况。
第一节基本工作原理变压器基本工作原理可用下图说明：变压器是应用电磁感应原理来进行能量转换的，其结构部分主要是两个（或两个以上）互相绝缘，且匝数不等的绕组，套装在一个由良好导磁材料制成的闭合铁芯上；两个绕组之间通过磁场而耦合，但在电的方面没有直接联系（自耦变除外），能量的转换以磁场作媒介。
在两个绕组中，一个绕组接入交流电源，另一个绕组接负载。
接入交流电源的绕组称为原绕组，也称原边或一次侧；接负载的绕组，称为副绕组，也称副边或二次侧绕组。
当原绕组接入交流电源时，原绕组中将流过交流电流，并在闭合铁芯中产生交变磁通，其频率与电源频率相同。
闭合铁芯中的磁通同时交链原、副绕组，根据电磁感应定律，原、副绕组中分别感应出相同频率的电动势。
副绕组内感应出电动势，便向负载供电，实现了电能的传递。
原、副绕组中感应电动势的大小正比于各自的匝数，同时也近似等于各自侧的电压，只要原、副绕组匝数不等，便可使原、副边具有不同的电动势和电压，变压器就是利用原、副绕组匝数不等实现变压的。
变压器在传递电能的过程中，原、副边的电功率基本相等。
当两侧电压不等时，两侧电流势必不等，高压侧电流小，低压侧的电流大，故变压器在改变电压的同时，也改变了电流。
概括地说，变压器利用电磁感应原理，借助具有不同匝数的原、副绕组之间的磁耦合作用，从而改变原、副边的电流、电压的大小，而不改变频率，以实现交流电能传递的目的。
第二节变压器的型号及其技术数据每台变压器都在醒目位置上设有一个铭牌，上面标明了变压器的型号和额定值。
所谓额定值，是指制造厂按照国家标准，对变压器正常使用时有关参数所做的限额规定。
500kV变压器原理及结构(自耦变压器)
c)在正常情况下，主变压器不允许超过铭牌的额定值运行。正常运行时，变压器的外加一 次电压可比额定电压高，但不宜超过额定电压的110%。
d)500kV #2主变三侧582167、20267接地开关为快速接地开关，30267为普通接地开关， 合上以后主变三侧接地，只有在主变检修时才能将此三把接地开关合上。
变压器日常巡视检查应包括以下内容：
a)500kV#2主变正常送电时，按调度令从500kV侧对主变充电(充电时不投断路器充电保护) ，空载运行正常后，在220kV侧并列。停电时先停35kV侧、再停220kV侧、最后停 500kV侧。
b)500kV#2主变220kV侧电压互感器、避雷器配备有独立隔离开关和接地开关，编号分别 为2029、2028、20297、20287，主变正常运行时电压互感器、避雷器的独立隔离开 关应合上。隔离开关的作用是当电压互感器或避雷器需要检修时，起到隔离作用。
变压器日常巡视检查应包括以下内容：
j)为了防止油劣化过速以及绝缘老化，强油循环变压器上层油温最高不得超过85℃，绕组 温度最高不得超过105℃；正常监视油面温度不超过75℃，绕组温度不超过95℃。
k)长期停用及检修后的变压器，投入运行前，应对变压器及其保护，信号装置进行全面的 检查，应核对保护连接片投切是否正确。
自耦变压器运行原理 结构及运行注意事项
1
第一节 工作原理、分类及结构
一、变压器的工作原理 • 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一种电器
要部件——铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕 组只有磁耦合而没有电的联系
电力变压器的结构及工作原理
1 . 铁芯
铁芯片间的绝缘是把芯柱和铁轭的截面分成许多细条 形的小截面，使磁通垂直通过这些小截面时，感应出 的涡流很小，产生的涡流损耗也就很小。 铁芯片间无绝缘时，磁通垂直通过的截面很大，感应 的涡流大，截面厚度增加1倍，涡流损耗将增大至4倍。 铁芯片间绝缘过小时，片间电导率增大，穿过片间绝 缘的泄漏电流增大，将增加附加的介质损耗。
➢ 夹紧装置在结构上应能可靠地压紧线圈、支撑 引线、装置器身的绝缘件，并应具有器身在油 箱中的定位结构。
整理课件
1 . 铁芯
➢ 夹紧时的力要均匀，铁芯片的边缘应不出现翘 起，铁芯片的接缝尽量要严合，在铁芯励磁时 噪声要尽量小。
➢ 为防止铁芯多点接地和减少漏磁通在结构钢件 中产生涡流损耗，结构钢件应用绝缘件与铁芯 本体隔开，并尽可能远离漏磁区。在结构钢件 中更不能形成交链主磁通下的“短路匝”。
整理课件
8、性能水平代号（设计序号）
性能水 平代号
7 8
9
10 11
电压等 级 kV
6、10 ≥35 6、10 ≥35 6、10
6、10
≥35 6、10 ≥35 6、10 ≥35
性能参数
空载损耗
负载损耗
符合GB/T 6451组Ⅱ
符合GB/T 6451 符合GB/T 6451组Ⅰ
符合GB/T 6451
整理课件
1 . 铁芯
铁芯的结构形式和用途
中间为两个芯柱，两边为 旁轭，可降低上、下轭高， 有助于减少附加损耗，但 电工钢片用量更多，体积 大。有时是在旁轭上安装 调压和励磁线圈。它是派 生结构。
适用于高压和超高压大容 量单相电力变压器。
单相两柱旁轭式叠铁芯
整理课件
1 . 铁芯
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物理（电工电子类）(修订版)
第六章 电磁感应 电磁波
启辉器 灯管
镇流器 ~220V
物理（电工电子类）(修订版)
在电路突然断开瞬间，镇 流器中产生一个瞬时高压，它的 方向和原电压方向一致，两者叠 加起来加在荧光灯灯管两端，使 水银蒸气受激放电，同时发出紫 外线，使涂在管壁上的荧光粉发 出可见光。荧光灯开始发光之后 镇流器的自感电动势就起到降压 和限流作用，确保荧光灯正常发 光。
第六章 电磁感应 电磁波
当开关闭合时，加在启辉器上的电压，使其中的氖
气辉光放电。辉光放电产生的热量，使U形动触片发生 形变，跟静触片接触，把电路接通，这时镇流器和灯管
的灯丝中有电流通过。
电路接通后，启辉器中的氖 气停止放电，U形触片逐渐变冷、 收缩，与静触片分离，电路突然
U形动触片 静触片
断开。
启辉器
荧光灯灯管结构：荧光灯灯管内充有稀薄的水银蒸 气和微量的惰性气体（如氩），灯管内壁上的涂有荧光 粉，灯管的两端有灯丝、灯头、灯脚 。
物理（电工电子类）(修订版)
第六章 电磁感应 电磁波
荧光灯的启动、工作过程
启辉器
灯管 镇流器
U形动触片 静触片
~220V 荧光灯的电路图
启辉器
物理（电工电子类）(修订版)
必须掌握的公式 变压器的原、副线圈中的电压、电流的关系
U1 N1 U2 N2
I1 N2 I2 N1
物理（电工电子类）(修订版)
2． 变压器的工作原理 变压器的工作原理是利用 互感现象改变交流电压。
闭 合 铁 心
原线圈
副线圈
变压器的主 要组成部分：变 压器由闭合铁心 和绕在铁心上的 原、副线圈组成。
物理（电工电子类）(修订版)
第六章 电磁感应 电磁波
3． 变压器的原、副线圈中的电压关系 在变压器工作时，原线圈和副线圈中的电压跟它们 的线圈匝数成正比，即
第六章 电磁感应 电磁波
第二节 变压器的工作原理 荧光灯的工作原理
变压器是怎样变压的？日光
灯是怎样工作的？
？
物理（电工电子类）(修订版)
第六章 电磁感应 电磁波
一、变压器
1．互感现象 由于一个线圈中电流改变而使另一个 线圈中产生感应电动势的现象，叫做互感现象。
物理（电工电子类）(修订版)
第六章 电磁感应 电磁波
第六章 电磁感应 电磁波
小知识 电感器的分类
电感器：把漆包线一圈圈紧密绕起来，两端各引出一 只脚，称为电感线圈，简称电感器。
Байду номын сангаас电感器可按结构、工作频率、用途分类。
物理（电工电子类）(修订版)
第六章 电磁感应 电磁波
小知识 电动自行车的“心脏”
永磁电动机：是指电机线圈采用永磁体激磁，不采 用线圈激磁的电动机。
自感现象的危害：例如在断电时会引起很大的自感 电动势，使开关或其他触点处产生火花放电或弧光放电， 烧坏开关，甚至危及工作人员的安全，所以要及时采取 有效的安全防护措施。
制作特殊电阻时用双线绕法，是为 了将自感现象的影响减弱到最小程度。
物理（电工电子类）(修订版)
第六章 电磁感应 电磁波
3．荧光灯的工作原理 荧光灯是利用镇流器的自感 现象来工作的。
变压器按用途、按线圈结构、按相数、按冷却方式、 按变压器容量、按工作频率、按其用途、按铁心（磁心） 形状等可把变压器分成各种各样类型的变压器。
电力变压器
整流变压器
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小型变压器
第六章 电磁感应 电磁波
二、 荧光灯
1．自感现象 由于导体本身的电流变化而产生的 电磁感应现象，称为自感现象。
永磁电动机能节省励磁 线圈工作时消耗的电能，提 高了电机转换效率，这对使 用车载有限能源的电动车来 讲，可以降低行驶电流，延 长续行里程。
物理（电工电子类）(修订版)
第六章 电磁感应 电磁波
作业：观察日光灯电路，分析日光灯镇流器的作 用和原理；举例说明自感现象在生产、生活中的应用。
小结 本节学习了自感、互感现象，了解了自感电动势 的概念、变压器、荧光灯的工作原理。 要求同学们理 解自感、互感的概念、变压器的工作原理并掌握变压 器原副线圈的匝数与电压和电流的关系。
U1 N1 U2 N2
升压变压器：当N2>N1
时，则U2>U1，变压器使电
压升高，这种变压器叫升压 U1
U2
变压器；
物理（电工电子类）(修订版)
第六章 电磁感应 电磁波
降压变压器：当N2<N1时，则U2<U1，变压器使电压 降低，这种变压器叫降压变压器；
隔离变压器：当
N2=N1时，则U2=U1，
这种变压器叫隔离变
U1
U2
压器（用来实现负载
与电网隔离）。
物理（电工电子类）(修订版)
第六章 电磁感应 电磁波
4． 变压器原、副线圈中的电流关系 变压器工作时，原线圈和副线圈中的电流跟它们的 线圈匝数成反比，即
I1 N2 I2 N1
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第六章 电磁感应 电磁波
小知识 变压器的分类
2．自感电动势 在自感现象中产生的感应电动势， 称为自感电动势。
自感电动势与线圈中电流的变化率成正比。在线圈 中电流的变化率一定的条件下，自感电动势的大小与线 圈的自感系数成正比。自感系数是表征线圈阻碍电流变 化强弱的物理量，常用L来表示。
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第六章 电磁感应 电磁波
线圈的自感系数L是由线圈的匝数、长度、有无铁 心决定的。线圈的匝数越多，横截面积越大，线圈越长， 自感系数越大；有铁心的线圈自感系数比没有铁心的大 得多。