大学课件-电机与电气控制技术(全套)

4.油箱及其附件
油箱由钢板焊接而成，中小型变压器多采用桶 式油箱，而大型变压器为了便于检修，多采用钟罩 式油箱。
为了保证变压器安全运行，变压器还设有安全 保护装置，包括储油柜、吸湿器、安全气道、气体 继电器等。变压器的检测装置包括油位器和测温元 件等。
此外，油箱盖上还装有分接开关，用来改变绕 组的匝数以调节变压器的输出电压。
2.绕组
绕组是变压器传递电能的电路部分，常用包有 绝缘材料的铜线或铝线绕制而成。在变压器中，工 作电压高的绕组称为高压绕组，工作电压低的绕组 称为低压绕组。
实际变压器的高、低压绕组是套装在同一铁心 柱上，高、低压绕组在铁心柱上的排列方式有同心 式和交叠式两类，如图1-7。
3.绝缘套管
绝缘套管是变压器绕组的引出装置，安装在变 压器的油箱上。变压器绕组的引出线从油箱内引到 油箱外时，必须穿过瓷质的绝缘套管，以保证带电 的引线与接地的油箱绝缘。绝缘套管的结构取决于 电压等级，1kV以下的变压器采用实心瓷套管；10 -35kV的变压器采用空心充气或充油式套管；110kV 及以上的变压器采用电容式套管。
• 1.2.2 变压器的基本结构
电力变压器主要由铁芯、绕组、绝缘套管、油 箱及其附件等部分构成。
1.铁芯
铁芯是变压器的磁路部分，又是绕组的支撑骨 架。铁芯由铁芯柱和铁轭两部分构成，铁轭将铁芯 连接起来形成闭合磁路。
为了提高磁路的导磁性能，减少铁芯中的磁滞 损耗和涡流损耗。铁芯一般用高磁导率的铁磁性材 料制成。目前，变压器铁芯大部分采用0.35－0.5mm 厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠装而成。铁芯的结 构分为心式和壳式两种，如图1-6所示。
SN U1N I1N U2N I2N
三相变压器的额定容量为：
SN 3U1N I1N 3U2N I2N
2）额定电压U1N和U2N
U1N为一次绕组的额定电压，它是根据变压器 的绝缘强度和允许发热条件而规定的一次绕组正常 工作电压值。U2N为二次绕组的额定电压，它是当 一次绕组加上额定电压，而变压器分接开关置于额 定分接头处，二次绕组的空载电压值。对于三相变 压器，额定电压指的是线电压，单位为V或kV。
B H
• 1.1.2 几个基本电磁定律
1.电磁感应定律
1）导体切割磁力线感应电动势
感应电动势的方向由 右手定则来确定
当直导线有电流通过时，在其周围就存在着磁 场，如图1-2所示。用以产生磁场的电流称为励磁 电流，磁场的方向与励磁电流方向之间的关系用右 手螺旋定则判定，如图1-3所示。
2）线圈中磁通变化感应电动势 一个线圈位于磁场中，当线圈所交链的磁 通发生变化时，线圈中将感应电动势，这种电动势
按相数可分为单相变压器、三相变压器和多相 变相器。
按冷却介质和冷却方式可分为油浸式变压器 （包括油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环冷却 式）、干式变压器、充气式变压器。
按容量大小可分为 小型变压器（l0－630kVA）； 中型变压器（800－6300kVA）； 大型变压器（8000－63000kVA）； 特大型变压器（90000kVA及以上）。
变压器是一种静止电器，它根据电磁感应原 理，将一种电压等级的交流电能变换成同频率的另 一种电压等级的交流电能。
• 1.2.1 变压器的用途与类型
1.变压器的用途
变压器的主要用途是变换电压，此外还有变换 电流、变换阻抗的作用，在电力系统和电子设备中 得到广泛的应用。
变压器是电力系统中电能传输、分配和使用的 主要电气设备，电力系统中用于升、降电压的变压 器叫做电力变压器。
BS
3.磁导率
磁导率：衡量各种材料对磁通传导能力大小的 物理量，称为磁导率(μ)，单位为H/m(亨利/米)。
相对磁导率：其他介质的磁导率μ和真空的磁 导率μ0的比值，称为该物质的相对磁导率，用μr 表示。其中真空的磁导率为μ0=4流与其产生的磁 场之间的数量关系而引入的物理量，单位为A/m （安/米）。它的方向与磁感应强度B相同，大小关 系为
• 1.2.3 变压器的额定值和型号
变压器的铭牌上标明了变压器的型号及各种额 定数据，以便正确、合理地使用变压器，使变压器 安全、合理经济地运行。
1.变压器的额定值
1）额定容量SN SN表示变压器在额定工作条件下的输出能力， 它指的是变压器的视在功率，单位为V·A或kV·A。 单相变压器的额定容量为：
称为变压器电动势。若线圈匝数为N，则感应电动
势为
e N d
dt
该感应电动势的方向由楞次定律决定，即产 生的感应电动势的方向始终与磁通变化的方向相 反。
2.电磁力定律
载流导体放置在磁场 中，导体会受到电磁力的作 用。电磁力的方向由左手定 则确定。如图1-4所示。
1.2 变压器的结构和基本工作原理
1.变压器的类型
按用途可分为电力变压器（升压变压器、降压 变压器、联络变压器和厂用变压器）、仪用互感器 （电压互感器和电流互感器）、特种变压器（如调 压变压器、试验变压器、电炉变压器、整流变压 器、电焊变压器等）。
按绕组数目可分为双绕组变压器、三绕组变压 器、多绕组变压器和自耦变压器。
按磁路结构可分为芯式变压器和壳式变压器。
项目1 变压器
教学目标
⑴ 了解变压器的用途、结构、种类和工作原理。 ⑵ 掌握变压器变电压、变电流和变阻抗的原理。 ⑶ 了解变压器的联接组别和并联运行的条件。 ⑷ 理解变压器铭牌的含义；学会正确使用常用的变
压器。
1.1 磁路和电磁感应定律
• 1.1.1 磁路的几个物理量
磁路：磁场磁通的闭合路径。
1.磁感应强度
用于表示某点磁场强弱的量称为磁感应强度， 用B表示。磁感应强度是一个矢量，它的方向即为 磁场的方向。各点的磁感应强度大小相等、方向相 同的磁场为均匀磁场。磁力线越密，磁感应强度越 大，所以磁感应强度又称磁通密度。磁感应强度的 单位为T（特斯拉）或Wb/m2（韦伯/米2）。
2.磁通
穿过磁场中某一个截面的磁感应强度的大小叫 做磁通，用Φ表示，单位为Wb（韦伯） 。穿过垂 直于磁场方向某截面S的磁通Φ等于磁感应强度B （如果不是均匀磁场，则取B的平均值）与该面积S 的乘积。即