变压器的结构
变压器基本结构
变压器基本结构变压器是一种将电能从一个电路转移到另一个电路的电气设备。
变压器是交流电能系统的重要组成部分，广泛应用于电力系统、通信系统、计算机、家用电器、工业控制等领域。
在实际应用中，变压器承担着很重要的任务，它们将一种电压水平转换为另一种电压水平，以便适应不同的负荷要求。
在变压器的工作过程中，电能通过电磁感应传递，在转换电压的同时，还能隔离输入和输出电路，从而保证了电气安全。
本文将介绍变压器的基本结构。
1. 磁路结构变压器的磁路结构包括环形磁心和铁芯。
磁心是由硅钢片组成的环形结构，用于传递磁场。
铁芯是由铁磁材料制成的绕组固定支架，其作用是支撑磁心。
铁芯和磁心的组合形成了变压器的磁路，同时也决定了变压器的功率和性能。
2. 主绕组和副绕组变压器的主绕组和副绕组由导线绕制而成。
主绕组通常是高电压侧或输入侧的绕组，副绕组通常是低电压侧或输出侧的绕组。
主绕组和副绕组之间通过磁路耦合相互作用。
3. 绝缘结构为了保证变压器的安全可靠，主绕组和副绕组之间需要有绝缘结构来隔离它们。
通常采用油浸式绝缘，也就是用绝缘油将绕组包围起来。
绝缘油既能隔离绕组，又能冷却变压器。
4. 冷却结构变压器在工作过程中会发热，需要采取有效的冷却措施进行散热。
变压器的冷却结构包括自然冷却和强制冷却两种形式。
自然冷却是利用空气流动进行散热，强制冷却则是通过外部冷却器或风扇来强制散热。
5. 外壳结构为了保护变压器内部结构，并且防止操作人员触电，变压器还需要外壳结构进行保护，常用的材料有钢板、铝板等。
外壳还包括观察窗、跳闸机构等设备。
总之，变压器是一种非常重要的电气设备，广泛应用于工业和民用领域。
其基本结构包括磁路结构、主绕组和副绕组、绝缘结构、冷却结构和外壳结构等部分。
变压器的性能和功率主要取决于磁心、绕组和绝缘结构的质量和设计。
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一种电力设备，它可以将交流电的电压从一个电路传递到另一个电路，同时保持电功率不变。
变压器的结构和工作原理是非常重要的，因为它们决定了变压器的性能和应用范围。
一、变压器的结构变压器的结构主要由铁芯、绕组、绝缘材料和外壳组成。
1. 铁芯铁芯是变压器的主要结构部件，它由硅钢片叠压而成。
铁芯的作用是提供一个磁路，使得变压器的磁通可以顺利地传递。
铁芯的材料选择非常重要，因为它会影响变压器的效率和损耗。
2. 绕组绕组是变压器的另一个重要部件，它由导线绕制而成。
绕组分为一次绕组和二次绕组，它们分别连接到输入电源和输出负载。
绕组的数量和大小取决于变压器的功率和电压等级。
3. 绝缘材料绝缘材料是变压器的保护层，它可以防止电流泄漏和短路。
绝缘材料通常由纸板、绝缘漆和绝缘纸组成。
4. 外壳外壳是变压器的外部保护层，它可以防止灰尘、水和其他杂质进入变压器内部。
外壳通常由金属或塑料制成。
二、变压器的工作原理变压器的工作原理基于电磁感应定律，它可以将一个电路的电压转换为另一个电路的电压。
变压器的工作原理可以分为两个部分：磁路和电路。
1. 磁路变压器的磁路由铁芯和绕组组成。
当一次绕组通电时，它会产生一个磁场，这个磁场会穿过铁芯并传递到二次绕组。
由于二次绕组和一次绕组的匝数不同，所以二次绕组会产生一个不同的电压。
2. 电路变压器的电路由一次绕组、二次绕组和负载组成。
当一次绕组通电时，它会产生一个电流，这个电流会通过二次绕组并驱动负载。
由于二次绕组的电压不同，所以负载会产生一个不同的电流。
变压器的工作原理可以用下面的公式表示：V1 / V2 = N1 / N2其中，V1和V2分别表示一次绕组和二次绕组的电压，N1和N2分别表示一次绕组和二次绕组的匝数。
这个公式表明，当一次绕组的电压和匝数变化时，二次绕组的电压也会相应地变化。
三、变压器的应用变压器是一种非常重要的电力设备，它被广泛应用于电力系统、工业生产和家庭用电等领域。
变压器的结构
变压器的结构(一)铁心铁心是变压得的磁路部分，为了提高导磁性能及减小磁滞、涡流损耗，铁心通常采用厚0.35mm或0.5 mm且表面涂有绝缘漆的硅钢片叠制而成。
(二)绕组和分接头开关绕组是变压器的电路部分，大多用包有绝缘的银导线绕制而成。
通常将高、低乐绕组同心地套装在铁心柱上，为便于绝缘，一般低压侥组在里面，高压绕组套在外面。
为了能在一定范围内调节变压器输出电压，变压器高压绕组一一般设有抽头(分接头)，通过改变分接头开关的位置，可改变高乐绕组的有效臣数，从而改变变压器的变比，以调节输出电压。
分接开关的操作柄设在油箱顶上，分为无载调压(无激磁压)和有载调压。
前者必须在变压器停电的情况下切换。
中小型变压器有三个分接头，其调压范围为±5%、±2.5%、0。
(三)油箱和散热器油箱内放置铁心、绕组和分接头开关，并盛满作为绝缘和传热介质的变压器油。
变压器油是一种从石油中提炼出来的绝缘油，要求十分纯净，不能含杂质和水分。
变压器运行时，电流通过绕组产生钢损以及铁心中的磁滞和涡流损耗产生的铁损都要产生热量。
为避免温升过高，油箱四周焊有散热片，以增加做热面积。
容量较大的变压器在油箱外装设空气自冷的散热器。
容量更大的变压器可加风冷(散热器上加风扇)或理迫油循环(用油泵使油循环)风冷。
巨型变压器采用强迫油循环水冷(用油泵使油经水冷却器冷却并循环)和水内冷(绕组果用空心导线绕制，内通冷却水)，其油箱外壁不需要再装散热器，可使体积大为减小。
(四)油枕、吸湿器、防爆管和瓦斯缝电器油枕又名储油柜，装在油箱盖上方，油枕下部用油管与油箱相联，箱内的油充满至油枕高度的一半左右，与空气接触面积也就局限于油枕内的较小油面，以减轻油的受潮和氧化。
在变压器温度变化时，油枕提供变压器油热胀冷缩的余地，使油箱内始终充满油。
油枕内油面高度可从油表上看出。
吸湿器是一个玻璃圆筒,内装硅胶或氧化钙等吸潮物质，有小管与油枕上部空间相通，空气从吸湿器下部进人，经吸湿器吸除水分后才进入油枕。
变压器结构
• 800~6300kV A 的变压器应装有压力保 护装置,当内部压力达到50kPa 时(对一 般结构之油箱) 应可靠释放压力.
十一、气体继电器
• 气体继电器又称为瓦斯继电器，是变压 器的一种保护装置，安装在油箱与储油 柜的连接管道中，当变压器内部发生故 障时（如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事 故、油箱漏油使油面下降较多等）产生 的气体和油流，迫使气体继电器动作。 轻者发出信号，以便运行人员及时处理。 重者使断路器跳闸，以保护变压器。
§1-1 变压器的基本结构
• 变压器是一种静止的电气设备，它通过 电磁感应的作用，把一种电压的交流电 能变换成频率相同的另一种电压的交流 电能。
• 在电力系统中和生产生活中，变压器应 用非常广泛。
油浸式变压器在电力系统使用最为广 泛，三相油浸式电力变压器的外形如图 。 其基本结构可分成以下几个部分：铁心、 绕组、绝缘套管、油箱及其他附件等。 铁心和绕组是变压器的主要部件，称为 器身，如图 ，器身放在油箱内部。
所以，只要匝数不同，就可得到不同输出电压， 这就变压器的变压原理。
n2> n1时，U2>U1，这种变压器叫做升压变压器． n2< n1时，U2<U1，这种变压器叫做降压变压器．
（３）电流关系
由于不存在各种电磁能量损失，输入功 率等于输出功率 P1=P2，即：U1I1= U2I2 所以：
I1 U 2 n2 I 2 U1 n1
电磁感应是变压器工作的基础.
• 对于理想变压器有：
P1=P2 ,
I1 U 2 n2 I 2 U1 n1
• 习题：1、变压器能否用来变直流？ • 2、叙述的变压器基本结构与原理。
• 谢谢！
十、防爆管（安全气道）
变压器的结构及工作原理
变压器的结构及工作原理变压器是一种用于将电能从一种电压转换为另一种电压的电气设备。
它是电力系统中非常常见的设备之一，被广泛应用于发电厂、变电站、工业生产和民用电力系统中。
变压器的结构和工作原理十分重要，下面详细介绍。
一、变压器的结构变压器由两个或更多的线圈通过铁芯相互连接而成。
主要包括以下部分：1.铁芯：变压器的铁芯由硅钢片组成，可有效减小磁滞和涡流损耗。
铁芯的形状包括E型、I型和C型等，用于支撑和保护线圈。
2.一次线圈（主绕组）：也称为原线圈或输入线圈，接收电源端的输入电能。
一次线圈一般由较粗的导线绕制而成。
3.二次线圈（副绕组）：也称为输出线圈，输出变压器转换后的电能。
二次线圈一般由较细的导线绕制而成。
4.绝缘材料：用于在不同线圈之间提供电气绝缘，避免相互之间的短路。
5.冷却装置：用于散热，以保证变压器的工作温度不超过允许范围。
常见的冷却方式包括自然冷却（静风冷却）和强制冷却（风扇冷却、冷水冷却等）。
二、变压器的工作原理变压器基于电磁感应的原理工作，其主要过程是通过变化的磁场引起线圈中的电压变化。
1.变流原理：根据法拉第电磁感应定律，当一次线圈中的电流变化时，会在铁芯中产生一个变化的磁场。
这个磁场穿过二次线圈，并在其中引起电动势的产生。
根据电磁感应定律，产生的电动势与变化的磁场强度成正比。
2.变压原理：根据楞次定律，一次线圈和二次线圈中的电流方向是相互反的。
当一次线圈接通电源时，通过它的电流会在铁芯中产生一个磁场。
这个磁场会在二次线圈中引起电动势的产生，并使得二次线圈中的电流流动。
变压器的输入电压和输出电压之比等于输入线圈的匝数和输出线圈的匝数之比。
即：输入电压/输出电压=输入线圈匝数/输出线圈匝数3.近似理想性：在实际的变压器中，我们可以近似认为主线圈和副线圈之间没有电阻，也没有电感。
这样，变压器的损耗可以忽略不计，输出电压会完全等于输入电压。
4.变压器的效率：实际的变压器会有一定的损耗，主要包括铁损耗和铜损耗。
变压器结构图解
变压器结构图解变压器的基本结构部件是铁心和绕组，由它们组成变压器的器身。
为了改善散热条件，大、中容量变压器的器身浸入盛满变压器油的封闭油箱中，各绕组与外电路的连接则经绝缘套管引出。
为了使变压器平安牢靠地运行，还设有储油柜、气体继电器和平安气道等附件。
(一)铁心铁心既作为变压器的磁路;又作为变压器的机械骨架。
为了提高导磁性能、削减交变磁通在铁心中引起的损耗，变压器的铁心都采纳厚度为0.35-0.5mm的电工钢片叠装而成。
电工钢片的两面涂有绝缘层，起绝缘作用。
大容量变压器多采纳高磁导率、低损耗的冷轧电工钢片。
电力变压器的铁心一般都采纳心式结构，其铁心可分为铁心柱(有绕组的部分)和铁轭(联接两个铁心柱的部分)两部分。
绕组套装在铁心柱上，铁轭使铁心柱之间的磁路闭合。
在铁心柱与铁轭组合成整个铁心时，多采纳交叠式装配，使各层的接缝不在同一地点，这样能削减励磁电流，但缺点是装配简单，费工费时。
在一般变压器中，铁心柱截面采纳外接圆的阶梯形。
只有当变压器容量很小时才采纳方形。
沟通磁通在铁心中会引起涡流损耗和磁滞损耗，使铁心发热。
在大容量变压器的铁心中，往往设置油道。
铁心浸在变压器油中，当油从油道中流过时，可将铁心中的热量带走。
(二)绕组绕组是变压器的电路部分，用来传输电能，一般分为高压绕组和低压绕组。
接在较高电压上的绕组称为高压绕组;接在较低电压上的绕组称为低压绕组。
从能量的变换传递来说，接在电源上，从电源汲取电能的绕组称为原边绕组(又称一次绕组或初级绕组);与负载连接，给负载输送电能的绕组称副边绕组(又称二次绕组或次级绕组)。
绕组一般是用绝缘的铜线绕制而成。
高压绕组的匝数多、导线横截面小;低压绕组的匝数少、导线横截面大。
为了保证变压器能够平安牢靠的运行以及有足够的使用寿命，对绕组的电气性能、耐热性能和机械强度都有肯定的要求。
绕组是根据肯定规律连接起来的若干个线圈的组合。
依据高压绕组和低压绕组相互位置的不同，绕组结构型式可分为同心式和交叠式两种。
第三章 变压器的结构
二、铁心的有关概念
（4）填充系数：又称利用系数，是指由阶梯形组成
的铁心柱的截面积与芯柱外接圆面积之比值。在 一定的直径下，铁心柱的截面积越大，即阶梯级 数越多，则填充系数越大。但阶梯的级数越多， 叠片的规格也越多，从而使铁心的制造工艺复杂化。
三、铁心的装配方法
（1）直接缝 特点：是加工和叠片 都比较方便，搭接面 积大，因此所叠装的 铁心结构强度好、整 体性强、不易变形。 但只能用于热轧硅钢 片。
6、铁心用硅钢片简述
对硅钢片的表面处理 硅钢片涂绝缘漆，其目的是限制涡流回路，使涡流只能在一 片中流动，这样涡流回路阻抗较大，限制了涡流的数值。 对硅钢片的绝缘漆层要求是： 1）涂刷均匀，漆膜光滑不宜过厚（漆膜过厚要降低叠片系 数），附着力强，能抗冲击和弯曲。 2）要求漆膜具有良好的绝缘性、耐热性、防潮性，并且要 求干燥快。 对硅钢片的厚度选用： 通常在0.23~0.5mm左右。ABB公司常用有0.23mm和0.3mm 两种，目的是为了限制硅钢片的涡流损耗以及由此而引起主磁 通的削弱。
4、常用铁心的结构特征及其适用范围
（3）单相二柱旁轭式叠铁心（四柱铁心） 应用：高压和超高压大容量单相电 力变压器。
（4）三相三柱式叠铁心 应用：各种三相变压器。它是三相 变压器最广泛应用的典型结 构。
4、常用铁心的结构特征及其适用范围
（5）三相三柱旁轭式 叠铁心（五柱铁心） 应用：大容量三相电力 变压器。主要是 用来降低铁心的 高度，便于运输
变压器叠片全斜接缝
三、铁心的装配方法
全斜接缝
四、铁心的夹紧
1、夹紧的目的 铁心的夹紧主要是为了能承受器身起吊时 的重力及变压器在发生短路时，绕组作用 到铁心上的电动力； 可以防止变压器在运行中，由于硅钢片松 动而引起的振动噪声。
干式变压器的结构及主要部件
干式变压器的结构及主要部件干式变压器是一种常见的电力变压器，它与油浸式变压器相比，具有更好的环保性能和更高的安全性能。
干式变压器的结构和主要部件如下：一、结构干式变压器的结构主要由铁芯、绕组、外壳和附件组成。
1. 铁芯：铁芯是干式变压器的主要部件之一，它由多个硅钢片叠压而成。
铁芯的作用是提供磁通路径，使变压器能够将电能从一个电压等级转换到另一个电压等级。
2. 绕组：绕组是干式变压器的另一个主要部件，它由导线绕制而成。
绕组的作用是将电能从一个电压等级传递到另一个电压等级。
绕组通常分为高压绕组和低压绕组两部分。
3. 外壳：外壳是干式变压器的保护部件，它由钢板焊接而成。
外壳的作用是保护变压器内部的部件不受外界环境的影响。
4. 附件：附件是干式变压器的辅助部件，它包括温度控制器、保护装置、接地装置等。
附件的作用是保证变压器的安全运行。
二、主要部件1. 铁芯铁芯是干式变压器的主要部件之一，它由多个硅钢片叠压而成。
铁芯的作用是提供磁通路径，使变压器能够将电能从一个电压等级转换到另一个电压等级。
铁芯的质量直接影响变压器的性能和效率。
2. 绕组绕组是干式变压器的另一个主要部件，它由导线绕制而成。
绕组的作用是将电能从一个电压等级传递到另一个电压等级。
绕组通常分为高压绕组和低压绕组两部分。
高压绕组通常由细导线绕制而成，低压绕组通常由粗导线绕制而成。
3. 外壳外壳是干式变压器的保护部件，它由钢板焊接而成。
外壳的作用是保护变压器内部的部件不受外界环境的影响。
外壳通常具有良好的防腐蚀性能和防水性能。
4. 附件附件是干式变压器的辅助部件，它包括温度控制器、保护装置、接地装置等。
附件的作用是保证变压器的安全运行。
温度控制器可以监测变压器的温度，当温度超过一定值时，会自动切断电源，以保护变压器不受过热的影响。
保护装置可以监测变压器的电流和电压，当电流或电压超过一定值时，会自动切断电源，以保护变压器不受过载的影响。
接地装置可以将变压器的金属外壳接地，以保证变压器的安全运行。
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变压器的结构
变压器中最主要的部件是铁心和绕组，它们构成了变压器的器身。
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0.35~0.50mm 的硅钢片叠成。
变压器铁心的叠法，偶数层刚好压着奇数层的接缝(铁心回路不能有间隙，这样才能尽可能减小变压器的励磁电流，因此两层铁心叠片的接缝要相互错开)。
2.绕组
绕组是变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成。
其中输入电能的绕组称为一次烧组(或原绕组)，输出电能的绕组称为二次绕组(或副绕组)，它们通常套装在同一心柱上。
一次和二次绕组具有不同的匝数、电压和电流，其中电压较高的绕组称为高压绕组，电压较低的称为低压绕组。
高压绕组的匝数多、导线细，低压绕组的匝数少、导线粗。
从高、低压绕组的相对位置来看，变压器的绕组可分成同心式和交迭式两类。
同心式绕组的高、低压绕组同心地套装在心柱上，如图2.4所示。
交迭式绕组的高、低压绕组沿心柱高度方向互相交迭地放置，交迭式绕组用于特种变压器中。
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。
3.变压器油、油箱和冷却装置
电力变压器绕组与铁心装配完后用夹件紧固，形成变压器的器身。
变
压器器身装在油箱内，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:绝缘和冷却。