电机拖动基础变压器章节
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大学电机与拖动课程第四章变压器
变压器正常工作时产生的热量 导致温度升高，影响变压器的 性能和寿命。
噪声
变压器运行时产生的声音大小 ，影响使用舒适度。
02
变压器的结构
变压器的绕组
01
绕组是变压器中的重要组成部分，负责传输和变换电能。
02
绕组通常由绝缘铜线或铝线绕制而成，根据变压器的容量和电
压等级，绕组的匝数和线径会有所不同。
绕组分为高压绕组和低压绕组，分别连接电源和负载，实现电
变压器的种类与用途
种类
电力变压器、电压互感器、电流互感 器、调压器等。
用途
用于电力系统中的电压变换、功率传 输、线路保护等，也用于电机控制、 实验室等领域。
变压器的性能指标
电压比
变压器输入与输出电压之比， 表示变压器的电压变换能力。
效率
变压器传输的功率与输入功率 之比，反映变压器的能量损耗 。
温升
04
变压器的应用
电力系统中的变压器
电压变换
电力系统中的变压器用于将发电机的输出电压升高或 降低，以满足输电和配电的需求。
阻抗匹配
变压器在电力系统中起到阻抗匹配的作用，使电流能 够顺畅地传输。
隔离与保护
变压器可以隔离电源与负载，提高系统的安全性和稳 定性。
工业中的变压器
01
电机控制
工业中使用的变压器为电机提供 所需的电压和电流，实现电机的 启动、调速和制动。
03
压的变换。
变压器的铁芯
铁芯是变压器中的磁路部分，由 导磁性能良好的硅钢片叠装而成。
铁芯的作用是提供磁通路径，并 通过磁场将输入的电能转换为输
出的电能。
铁芯的尺寸、厚度和片数会影响 变压器的性能和效率。
变压器的油箱和其他部件
噪声
变压器运行时产生的声音大小 ，影响使用舒适度。
02
变压器的结构
变压器的绕组
01
绕组是变压器中的重要组成部分，负责传输和变换电能。
02
绕组通常由绝缘铜线或铝线绕制而成，根据变压器的容量和电
压等级，绕组的匝数和线径会有所不同。
绕组分为高压绕组和低压绕组，分别连接电源和负载，实现电
变压器的种类与用途
种类
电力变压器、电压互感器、电流互感 器、调压器等。
用途
用于电力系统中的电压变换、功率传 输、线路保护等，也用于电机控制、 实验室等领域。
变压器的性能指标
电压比
变压器输入与输出电压之比， 表示变压器的电压变换能力。
效率
变压器传输的功率与输入功率 之比，反映变压器的能量损耗 。
温升
04
变压器的应用
电力系统中的变压器
电压变换
电力系统中的变压器用于将发电机的输出电压升高或 降低，以满足输电和配电的需求。
阻抗匹配
变压器在电力系统中起到阻抗匹配的作用，使电流能 够顺畅地传输。
隔离与保护
变压器可以隔离电源与负载，提高系统的安全性和稳 定性。
工业中的变压器
01
电机控制
工业中使用的变压器为电机提供 所需的电压和电流，实现电机的 启动、调速和制动。
03
压的变换。
变压器的铁芯
铁芯是变压器中的磁路部分，由 导磁性能良好的硅钢片叠装而成。
铁芯的作用是提供磁通路径，并 通过磁场将输入的电能转换为输
出的电能。
铁芯的尺寸、厚度和片数会影响 变压器的性能和效率。
变压器的油箱和其他部件
电机与拖动大学课程 第三章 变压器1
第三章 变压器
变压器是一种静止的电气设备， 通过电磁耦合作用，把 电能或信号从一个电路传递到另一个电路。通常用来改变 电压的大小，故叫变压器，有时用于电气隔离。
分类
本章学 习重点
电力变压器（升压、降压、配电）
按用途
特种变压器（电炉、整流）
仪用互感器（电压、电流互感器、 脉冲变压器，阻抗匹配变压器）
(2)额定电压U1N/U2N U1N为额定运行时原边接线端点间应施加的电压。U2N为原边施
加额定电压时副边出线端间的空载电压。单位为V或者kV。三 相变压器中，额定电压指的是线电压。指有效值。
(3)额定电流I1N/I2N 是变压器在额定容量和额定电压下所应提供的电流，在三相变 压器指线电流。单位为A/kA。指有效值。
考虑漏磁通和原边绕组的电阻时，变压器空载运行时相 量形式表示的电压平衡方程式：
U1 I0R1 (E1 ) (E1) I0R1 jI0 x1 (E1)
I0 (R1 jx1 ) (E1) I0Z1 (E1)
U20 E2
R1：原边绕组电阻；
Z1＝R1＋jX1σ为原边绕组漏阻抗
五、空载运行的等效电路和相量图
E2m N2m
有效值：
E2 E2m / 2 4.44 f1N2m
相量表示：
E2 j4.44 f1N2m
.
m
.
. E2 E1
变压器中，原、副绕组电动势E1和E2之比称为变压器 的变比k.
k E1 4.44 N1 f1 m N1 E2 4.44 N2 f1 m N2
由于.
U1 E1 U2 E2
变压器原边接在电源上， 副边接上负载的运行情况，称为负载 运行。
一、物理过程
变压器接通负载 副边电流 副边磁势 原边电动势改变 原边电流改变
变压器是一种静止的电气设备， 通过电磁耦合作用，把 电能或信号从一个电路传递到另一个电路。通常用来改变 电压的大小，故叫变压器，有时用于电气隔离。
分类
本章学 习重点
电力变压器（升压、降压、配电）
按用途
特种变压器（电炉、整流）
仪用互感器（电压、电流互感器、 脉冲变压器，阻抗匹配变压器）
(2)额定电压U1N/U2N U1N为额定运行时原边接线端点间应施加的电压。U2N为原边施
加额定电压时副边出线端间的空载电压。单位为V或者kV。三 相变压器中，额定电压指的是线电压。指有效值。
(3)额定电流I1N/I2N 是变压器在额定容量和额定电压下所应提供的电流，在三相变 压器指线电流。单位为A/kA。指有效值。
考虑漏磁通和原边绕组的电阻时，变压器空载运行时相 量形式表示的电压平衡方程式：
U1 I0R1 (E1 ) (E1) I0R1 jI0 x1 (E1)
I0 (R1 jx1 ) (E1) I0Z1 (E1)
U20 E2
R1：原边绕组电阻；
Z1＝R1＋jX1σ为原边绕组漏阻抗
五、空载运行的等效电路和相量图
E2m N2m
有效值：
E2 E2m / 2 4.44 f1N2m
相量表示：
E2 j4.44 f1N2m
.
m
.
. E2 E1
变压器中，原、副绕组电动势E1和E2之比称为变压器 的变比k.
k E1 4.44 N1 f1 m N1 E2 4.44 N2 f1 m N2
由于.
U1 E1 U2 E2
变压器原边接在电源上， 副边接上负载的运行情况，称为负载 运行。
一、物理过程
变压器接通负载 副边电流 副边磁势 原边电动势改变 原边电流改变
精品课件-精品课件--电机与拖动基础-5第五章变压器
上海理工大学电气学
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变压器铁心结构的两种基本形式
1. 芯式
图5—6 三相 心式变压器的 铁心与绕组
2.壳式
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图5—7 单相 壳式变压器示意
图 1—铁心柱； 2—铁轭；3—绕
组
18
心式变压器的铁心与绕组实物照
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19
壳式变压器的铁心与绕组实物照 照片
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显然：K>1时为降压变压器， K<1为升压变压器。
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13
5.1.2 变压器的基本结构
变压器的种类繁多， 结构各有特点，但铁心和绕组 是组成变压器的两个主要部分。
本节以油浸式电力变 压器为例，简要介绍变压器的 结构。图5—3给出了油浸式电 力变压器的总图。
1—铭牌；2—信号式温度计；3—吸湿器；4—油表；
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43
从电路方面看变压器
从电路方面看：在一次侧，铁心磁通 中感应的电势为：
和 在1一次绕组
d
e1 N1 dt
e1
N1
d1
dt
（5—1） （5—2）
式中， e1 称为一次侧漏电势。
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44
一次侧电路方程
根据图（5—10）中的正方向，依据基尔霍夫定律可得 一次侧电路方程为：
磁动势为
，这一磁动势将产
生变压器的空载磁通，由于变i0压N1器实 际磁路的原因，空载磁通要分成两个
不同的磁路闭合，一部分为沿铁心闭
合主磁通 ，另一部分沿变压器油
箱壁和变压器油（或空气）闭合的漏
磁通 。
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1
42
漏磁通的特点
电机及拖动基础第三章 变压器
中山火炬职业技术学院
3.1.4 变压器的铭牌与主要系列
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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
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1. 变压器的型号与主要系列
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1、变压器的分类
电力变压器（升压、降压、配电） 也可按铁心 结构、相数 特种变压器（电炉、整流）
按用途
仪用互感器（电压、电流 互感器、脉冲变压器，阻 抗匹配变压器） 实验用变压器（高压、调压）
或变压器冷 却方式划分
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连接发电机与电网的升压变压器 与电网相连 连接发电机的 的高压出线端 封闭母线
4、 I 2 和 m 符合右手螺旋定则 5、 U 和 I 按发电机惯例，发出电功率
2
2
6、I 1 和 I 2 均由同名端流入
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N1、N2分别为一次、二次绕组的匝数； U1为一次绕组的额定电压；I0为一次绕组的空载电流； Φ、Φ1σ分别为主磁通和漏磁通； E1、E1σ、E2分别 为一次绕组感应电势、漏感电势和二次绕组感应电 势；U20为二次绕组空载电压。
组的接线图。
本章教学重点和难点
重点：
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1.理解在不同运行状态下I0、I1和I2等参数的物理意
义； 2.变压器的基本方程式、等值电路、相量图； 3.三相变压器的联接组别。 难点：
变压器负载运行时各量之间的关系。
变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电磁感 应,将一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一 种电压等级的交流电能。确切地说，它具有变压、 变流、变换阻抗和隔离电路的作用。
电机与拖动基础第三章资料
第三章 变压器
二、额定值
额定容量 SN ( kVA )
额定电流 I1N / I2N ( A )
指铭牌规定的额定使用条件指在额定容量下，允许长期通过的额定 下所能输出的视在功率。 电流。在三相变压器中指的是线电流
额定电压U1N / U2N ( kV ) 指长期运行时所能承受的工作电压
U1N 是指一次侧所加的额定电压，U2是N 指一次侧加额定电压时二 NhomakorabeaΦ
i1
U1
i2
u1
只要(1)磁通有
u1
e1
e2 u2
Z
L
变化量;(2)一、二 次绕组的匝数不同，
u2 就能达到改变压的
U2
目的。
第三章 变压器
二、分类 按用途分：电力变压器和特种变压器。 按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压
器、三绕组变压器和多绕组变压器。
按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。 按铁心结构分：心式变压器和壳式变压器。 按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。
PFe Bm2 f 1.3
空载损耗约占额定容量的0.2%~1%，而且随变压器容量的 增大而下降。为减少空载损耗，改进设计结构的方向是采用优 质铁磁材料：优质硅钢片、激光化硅钢片或应用非晶态合金。
第三章 变压器
3.2.3 空载时的电动势方程、等效电路和相量图
一、电动势平衡方程和变比 1、电动势平衡平衡方程 （1）一次侧电动势平衡方程
第三章 变压器
变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电磁感应,将 一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等 级的交流电能.
3.1 变压器的基本工作原理和结构 3.2 单相变压器的空载运行 3.3 单相变压器的负载运行
《电机及拖动基础》课件第3章
如图3-1所示。这两个绕组间只有磁的耦合而没有电的联系， 且具有不同的匝数，其中接入交流电源的绕组称为一次绕组， 其匝数为N1；与负载相接的绕组称为二次绕组，其匝数为N2。
图3-1 变压器的工作原理示意图
当一次绕组外加电压为u1的交流电源，二次绕组接负载时， 一次绕组将流过交变电流i1，并在铁芯中产生交变磁通Φ，该 磁通同时交链一、二次绕组，并在两绕组中分别产生 感应电动势e1、e2，从而在二次绕组两端产生电压u2和电流i2。 通常按电工惯例规定各物理量的正方向如图3-1所示。若不计 变压器一、二次绕组的电阻和漏磁通，不计铁芯损耗，即认 为是理想变压器，根据电磁感应定律可得
图3-13 变压器的负载运行原理图
3.3.1 负载运行时的物理情况
1. 电磁关系
故变压器负载运行时，铁芯中的主磁通是由一、二次绕组
的磁动势
共同建立的，负载运行时的电磁关系可用
图3-14 表示。
图3-14 变压器负载运行时的电磁关系
2. 感应电动势 由主磁通产生的感应电动势为式(3-8)，由漏磁通产生的感 应电动势为
2. 变压器的额定值
1) 额定容量SN 额定容量SN是指变压器在额定工作条件下输出能力的保证 值，即视在功率，单位为 V·A 或 kV·A。对三相变压器而言， 额定容量指三相容量之和。
2) 额定电压U1N和U2N 额定电压U1N是根据变压器的绝缘强度和允许发热条件规 定的一次绕组允许施加的电压；U2N是指变压器一次绕组加额 定电压，二次绕组开路时的端电压， 单位为V或kV。对三相 变压器而言，额定电压是指线电压。
(3-10)
3) 空载电流
变压器的空载电流 包含两个分量，一个是无功分量
，与主磁通 同相，其作用是建立变压器的主磁通，因
图3-1 变压器的工作原理示意图
当一次绕组外加电压为u1的交流电源，二次绕组接负载时， 一次绕组将流过交变电流i1，并在铁芯中产生交变磁通Φ，该 磁通同时交链一、二次绕组，并在两绕组中分别产生 感应电动势e1、e2，从而在二次绕组两端产生电压u2和电流i2。 通常按电工惯例规定各物理量的正方向如图3-1所示。若不计 变压器一、二次绕组的电阻和漏磁通，不计铁芯损耗，即认 为是理想变压器，根据电磁感应定律可得
图3-13 变压器的负载运行原理图
3.3.1 负载运行时的物理情况
1. 电磁关系
故变压器负载运行时，铁芯中的主磁通是由一、二次绕组
的磁动势
共同建立的，负载运行时的电磁关系可用
图3-14 表示。
图3-14 变压器负载运行时的电磁关系
2. 感应电动势 由主磁通产生的感应电动势为式(3-8)，由漏磁通产生的感 应电动势为
2. 变压器的额定值
1) 额定容量SN 额定容量SN是指变压器在额定工作条件下输出能力的保证 值，即视在功率，单位为 V·A 或 kV·A。对三相变压器而言， 额定容量指三相容量之和。
2) 额定电压U1N和U2N 额定电压U1N是根据变压器的绝缘强度和允许发热条件规 定的一次绕组允许施加的电压；U2N是指变压器一次绕组加额 定电压，二次绕组开路时的端电压， 单位为V或kV。对三相 变压器而言，额定电压是指线电压。
(3-10)
3) 空载电流
变压器的空载电流 包含两个分量，一个是无功分量
，与主磁通 同相，其作用是建立变压器的主磁通，因
电机及拖动基础 第5版 第三章 变压器
dΦ dt
一次绕组N1
二次绕组N2
互相绝缘且匝数不同只有
磁的耦合而没有电的联系
e1
u 1
i 0
F 0
Φ
e2
改变N1、N2，就可达 到改变电压的目的。
可向负载供电 u2
《电机及拖动基础》(4版) 变压器
二、变压器的应用和分类
1、变压器的应用
电力系统中应用的变压器称作电力变压器，它是电力系统 中的重要设备。如果输电线路输送的电功率Ｐ及功率因数cosφ
一定，Ｕ越高时，则线路电流Ｉ越小，输电线的截面积 ，节
省材料，减小投资和降低运行费用。由于发电厂的交流发电机 受绝缘和工艺技术的限制，通常输出电压为10.5、16kV或更高 的20、27kV，而一般高压输电线路的电压为110、220、330、 500、800、1000kV，因此需用升压变压器将电压升高后送入 输电线路。当电能输送到用电区后，为了用电安全，又必须用 降压变压器将输电线路上的高电压降低为配电系统的配电电压， 然后再经过降压变压器降压后供电给用户。电力系统的多次升 压和降压，使得变压器的应用相当广泛。
本章主要叙述一般用途的电力变压器有工作原 理、分类、结构和运行特性。
《电机及拖动基础》(4版) 变压器
电力变压器
电源变压器
控制变压器
三相干式变压器
调压器
《电机及拖动基础》(4版) 变压器
第一节 变压器的基本工作原理和结构
一、变压器的基本工作原理
根据电磁感应原理
e1＝
－
N 1
dΦ dt
e2＝
－
N 2
《电机及拖动基础》(4版) 变压器
三相电力系统 的变压器应用
电厂、电 升压 高压
《电机与拖动》第3章-变压器精选全文
15
3.2 变压器的结构和工作原理
一、 变压器的基本结构及分类
1．变压器的基本结构
电力变压器结构示意图如图3-8所示。
铁心：由铁芯柱和铁轭构成，既是变压器的支撑骨架，
变
又是它的主磁路。
压
器 的 组
绕组：变压器的电路部分，分为同心绕组和交叠式绕组，分别 如图3-12、3-13所示。
成 附件：由油箱、绝缘套管、分接开关、储油柜、安全气道构
图3-3 自藕变压器
图3-4 电压互感器
图3-5 电流互感器
8
任务1 变压器的外形观察与铭牌解读
2、观察变压器的铭牌
阅读变压器铭牌中各项参数，了解其铭牌参数的含义，将铭牌数 据记录在表3-1中中
产品型压 高压 低压
表1-1 直流电动机的铭牌数据
额定频率 冷却方式
（3）按相数分类：分为单相变压器、三相变压器和多相变压器。
（4）按冷却介质和冷却方式分类：分为干式变压器、油浸变压器和 充气式冷却变压器。
19
3.2 变压器的结构和工作原理
二、变压器的基本工作原理
变压器的结构是在一个闭合铁芯上套有两个绕组，其原理如图
3-14所示。
这两个绕组具有不同的匝数且互相绝
缘，两绕组间只有磁的耦合而没有电的联
（1）型号 变压器的型号表示一台变压器的系列形式和产品规 格，包括变压器结构特点、额定容量、电压等级、冷却方式等内容。 变压器的型号用字母和数字表示，其各位字母或数字的含义如图3-16 所示。
图3-16 电力变压器型号含义说明
22
3.2 变压器的结构和工作原理
（2）变压器主要系列 目前我国生产的变压器系列产品有SJL1 （三相油浸自冷式铝线电力变压器）、SFPL1（三相强油风冷铝线变 压器）、SFPSL1（三相强油风冷三铝线电力变压器）等，目前国内自 己设计并大量生产的产品系列有SL7（三相油浸自冷式铝线电力变压 器）、S7（三相油浸自冷式铜线电力变压器）、SCL1（三相环氧树脂 浇注干式变压器）以及SF7、SZ7、SZL7等系列。
3.2 变压器的结构和工作原理
一、 变压器的基本结构及分类
1．变压器的基本结构
电力变压器结构示意图如图3-8所示。
铁心：由铁芯柱和铁轭构成，既是变压器的支撑骨架，
变
又是它的主磁路。
压
器 的 组
绕组：变压器的电路部分，分为同心绕组和交叠式绕组，分别 如图3-12、3-13所示。
成 附件：由油箱、绝缘套管、分接开关、储油柜、安全气道构
图3-3 自藕变压器
图3-4 电压互感器
图3-5 电流互感器
8
任务1 变压器的外形观察与铭牌解读
2、观察变压器的铭牌
阅读变压器铭牌中各项参数，了解其铭牌参数的含义，将铭牌数 据记录在表3-1中中
产品型压 高压 低压
表1-1 直流电动机的铭牌数据
额定频率 冷却方式
（3）按相数分类：分为单相变压器、三相变压器和多相变压器。
（4）按冷却介质和冷却方式分类：分为干式变压器、油浸变压器和 充气式冷却变压器。
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3.2 变压器的结构和工作原理
二、变压器的基本工作原理
变压器的结构是在一个闭合铁芯上套有两个绕组，其原理如图
3-14所示。
这两个绕组具有不同的匝数且互相绝
缘，两绕组间只有磁的耦合而没有电的联
（1）型号 变压器的型号表示一台变压器的系列形式和产品规 格，包括变压器结构特点、额定容量、电压等级、冷却方式等内容。 变压器的型号用字母和数字表示，其各位字母或数字的含义如图3-16 所示。
图3-16 电力变压器型号含义说明
22
3.2 变压器的结构和工作原理
（2）变压器主要系列 目前我国生产的变压器系列产品有SJL1 （三相油浸自冷式铝线电力变压器）、SFPL1（三相强油风冷铝线变 压器）、SFPSL1（三相强油风冷三铝线电力变压器）等，目前国内自 己设计并大量生产的产品系列有SL7（三相油浸自冷式铝线电力变压 器）、S7（三相油浸自冷式铜线电力变压器）、SCL1（三相环氧树脂 浇注干式变压器）以及SF7、SZ7、SZL7等系列。
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第五章 变压器
本章以普通双绕组电力变压器为主要研究对象， 介绍变压器原理结构，内部电磁关系的数学描述(运动 方程和等效电路)，研究单相变压器的运行性能、三相 变压器的特殊问题、特殊变压器的理论。
各种小型变压器
油浸式电力变压器
5.1 概述
5.1.1 变压器的作用及分类 5.1.2 变压器的结构 5.1.3 变压器的铭牌数据
叠片时，把每层钢片的接缝错开——减小铁心磁回路间隙， 减小变压器的励磁电流。例：单相铁心叠片
铁心结构分为芯式铁心 和壳式铁心。电力变压器常用芯式， 小容量电源变压器和电讯变压器常用壳式。
二. 绕组——变压器电路
用包有绝缘的铜或铝导线绕制而成，导线的形状可 以是扁的，也可以是圆的。
按照高、低绕组互相间的布置以及绕组在铁柱上的 安排方法，分成：同心式和交叠式
(四)按铁心的结构形式分类 心式变压器：广泛应用 壳式变压器：容量很小的电源变压器
(五)按高、低压绕组的布置方式分类 同心式(筒式、螺旋式、连续式)：广泛应用 交叠式(盘式)：大型电炉变压器
心式变压器结构示意图
单相心式变压器
铁轭
低压绕组
同心式绕组
铁心柱
高压绕组
三相心式变压器
特点：铁轭靠着绕组的顶面和底面，不包围绕组侧面；结构简单， 绕组的装配及绝缘容易，被绝大部分国产变压器采用。
干式空气自冷变压器 干式浇铸绝缘变压器
油浸变压器——以变压器油为冷却介质
油浸自冷变压器 油浸风冷变压器 油浸水冷变压器 强迫油循环风冷变压器 强迫油循环水冷变压器
(六)按绕组使用的金属材料来分 铜线变压器(常用) 铝线变压器(中、小型变压器) (七)按调压方式分类 无励磁无载调压变压器 有励磁无载调压变压器 有载调压变压器
整流变压器
隔离变压器
大电流变压器
非晶合金铁心中频变压器
5.1.2 变压器的结构
变压器的主要结构是铁心和绕组，装配在一起，统 称为变压器器身。
铁心是变压器的磁路部分，绕组是变压器的电路部 分。
下面以油浸式变压器说明变压器的主要结构。
一. 铁心——变压器磁路
铁心用0.27mm，0.3mm，0.35mm的热轧或冷轧高硅钢片或 非晶合金叠成，片间绝缘——减小磁滞和涡流损耗；
220kV 110kV
35kV
10kV
负 载
0.38kV 6kV
负 载
二、分类 变压器按使用环境可以分为电力变压器、互感器和特种变
压器，这里我们主要介绍电力变压器。 (一)按用途分类(在电力输配电系统中的用途) 升压变压器 降压变压器 配电变压器 联络变压器(连接几个不同电压等级的电力系统) 厂用电变压器(供发电厂本身用电)
器身、出线装置，油箱、冷却装置、保护装置
油箱及保护装置
1、变压器油：从石油中分离出的矿物油，起绝缘和冷却 的作用，变压器油的绝缘强度比空气好。
2、储油柜(油枕)：降低油箱内油受潮和老化的速度 3、吸湿器：装有活性氧化铝和硅胶，受潮变色 4、油表：观察油的温度和颜色 5、信号式温度计：查看油箱内温度 6、安全气道：长钢筒，顶部装有一定厚度的玻璃或酚醛
自耦-O
单相-D；
三相-S
油浸-无；
风冷-F； 水冷-S
油自然循环-无； 强迫油循环-P；强迫油导向循环-D
无励磁-无；
有载调压-Z；
铜线-无；
铝线-L
SL—500/10：三相油浸自冷双绕组铝线500千伏安10千伏； SFPL—63000/110：三相强迫油循环风冷式双绕组铝线 63000千伏安110千伏
纸板，下面与主油箱相连。
三 相 油 浸 式 变 压 器 结 构 示 意 图
7、气体继电器（瓦斯继电器）：保护作用，在储油柜 与主油箱的连接通道内。主要有浮筒式和开口杯式， 目前常用开口杯式。
至信号
接 地
至开关
油箱
储油柜
5.1.3 变压器的型号及铭牌
变压器产品型号的定义：
双绕组-无；
三绕组-S；
器、信号式温度计、气体继电器等
三 相 油 浸 式 变 压 器 结 构 示 意 图
器身、出线装置，油箱、冷却装置、保护装置
套管
变压器引线从油箱内穿过油箱盖时的绝缘装置，使高 低压引线和接地的油箱绝缘。
一般为瓷质，外形为多级伞形，10kV～35kV套管采用 充油结构
35kV绝缘套管
三 相 油 浸 式 变 压 器 结 构 示 意 图
(二)按相数分类
单相变压器
U1
三相变压器
U2
多相变压器
u1
u2
U1
三 相 组 式
U2
u1 V1 u2 V2
三相三芯式
V1
W1
V2
W2
v1
w1
v2
w2
v1 W1
w1
v2 W2
w2
(三)按每相绕组结构分类 双绕组变压器：每一相有两个绕组 三绕组变压器：每一相有三个绕组(联络变压器) 自耦变压器：原、副边共用一部分绕组
绕组线圈
大型电力油浸变压器内部结构
三. 油浸式电力变压器的结构
器身：铁心、线圈、绝缘结构、引线和分接开关等。 出线装置：高压套管，低压套管等 油箱：油箱本体（箱盖、箱壁和箱底）、附件（放油
阀门、小车、接地板、铭牌等） 冷却装置：散热器或冷却器 保护装置：储油柜（油枕）、油表、安全气道、吸湿
单相心式变压器实物图
C型浇注立式变压器
壳式变压器结构示意图
单相壳式变压器
铁轭
低压绕组
铁柱
三相壳式变压器
高压绕组
交叠式绕组
特点：铁轭不仅包围绕组的顶面和底 面，还包围绕组侧面；制造工艺复杂， 使用材料较多，除容量小的电源变压 器外，很少采用壳式结构。
单相壳式变压器实物图
(六)根据变压器冷却方式分类 干式变压器——以空气为冷却介质
5.1.1 变压器的作用及分类
一、作用 变压器是一种静止的电气设备，它利用电磁感应原
理，将一种交流电压的电能转换成同频率的另一种交流 电压的电能。
电力变压器是电力系统中输配电力的主要设备，能 把发电厂发出的电能经济地传输，合理地分配及安全地 使用。
电力系统中电力变压器对电能的传输示意图
发电机
~
10kV
特种变压器 特种变压器不用在电力传输系统中，用于根据冶
金、矿山、化工、交通等部门的不同要求，提供各种 特种电源或作其他用途。 整流变压器(用于交变直的场合) 电炉变压器(用于电能变热能的场合) 高压试验变压器 供矿井下配电用的矿用变压器 中频变压器(供1000~8000Hz交流系统使用) 船用变压器 小容量控制变压器
本章以普通双绕组电力变压器为主要研究对象， 介绍变压器原理结构，内部电磁关系的数学描述(运动 方程和等效电路)，研究单相变压器的运行性能、三相 变压器的特殊问题、特殊变压器的理论。
各种小型变压器
油浸式电力变压器
5.1 概述
5.1.1 变压器的作用及分类 5.1.2 变压器的结构 5.1.3 变压器的铭牌数据
叠片时，把每层钢片的接缝错开——减小铁心磁回路间隙， 减小变压器的励磁电流。例：单相铁心叠片
铁心结构分为芯式铁心 和壳式铁心。电力变压器常用芯式， 小容量电源变压器和电讯变压器常用壳式。
二. 绕组——变压器电路
用包有绝缘的铜或铝导线绕制而成，导线的形状可 以是扁的，也可以是圆的。
按照高、低绕组互相间的布置以及绕组在铁柱上的 安排方法，分成：同心式和交叠式
(四)按铁心的结构形式分类 心式变压器：广泛应用 壳式变压器：容量很小的电源变压器
(五)按高、低压绕组的布置方式分类 同心式(筒式、螺旋式、连续式)：广泛应用 交叠式(盘式)：大型电炉变压器
心式变压器结构示意图
单相心式变压器
铁轭
低压绕组
同心式绕组
铁心柱
高压绕组
三相心式变压器
特点：铁轭靠着绕组的顶面和底面，不包围绕组侧面；结构简单， 绕组的装配及绝缘容易，被绝大部分国产变压器采用。
干式空气自冷变压器 干式浇铸绝缘变压器
油浸变压器——以变压器油为冷却介质
油浸自冷变压器 油浸风冷变压器 油浸水冷变压器 强迫油循环风冷变压器 强迫油循环水冷变压器
(六)按绕组使用的金属材料来分 铜线变压器(常用) 铝线变压器(中、小型变压器) (七)按调压方式分类 无励磁无载调压变压器 有励磁无载调压变压器 有载调压变压器
整流变压器
隔离变压器
大电流变压器
非晶合金铁心中频变压器
5.1.2 变压器的结构
变压器的主要结构是铁心和绕组，装配在一起，统 称为变压器器身。
铁心是变压器的磁路部分，绕组是变压器的电路部 分。
下面以油浸式变压器说明变压器的主要结构。
一. 铁心——变压器磁路
铁心用0.27mm，0.3mm，0.35mm的热轧或冷轧高硅钢片或 非晶合金叠成，片间绝缘——减小磁滞和涡流损耗；
220kV 110kV
35kV
10kV
负 载
0.38kV 6kV
负 载
二、分类 变压器按使用环境可以分为电力变压器、互感器和特种变
压器，这里我们主要介绍电力变压器。 (一)按用途分类(在电力输配电系统中的用途) 升压变压器 降压变压器 配电变压器 联络变压器(连接几个不同电压等级的电力系统) 厂用电变压器(供发电厂本身用电)
器身、出线装置，油箱、冷却装置、保护装置
油箱及保护装置
1、变压器油：从石油中分离出的矿物油，起绝缘和冷却 的作用，变压器油的绝缘强度比空气好。
2、储油柜(油枕)：降低油箱内油受潮和老化的速度 3、吸湿器：装有活性氧化铝和硅胶，受潮变色 4、油表：观察油的温度和颜色 5、信号式温度计：查看油箱内温度 6、安全气道：长钢筒，顶部装有一定厚度的玻璃或酚醛
自耦-O
单相-D；
三相-S
油浸-无；
风冷-F； 水冷-S
油自然循环-无； 强迫油循环-P；强迫油导向循环-D
无励磁-无；
有载调压-Z；
铜线-无；
铝线-L
SL—500/10：三相油浸自冷双绕组铝线500千伏安10千伏； SFPL—63000/110：三相强迫油循环风冷式双绕组铝线 63000千伏安110千伏
纸板，下面与主油箱相连。
三 相 油 浸 式 变 压 器 结 构 示 意 图
7、气体继电器（瓦斯继电器）：保护作用，在储油柜 与主油箱的连接通道内。主要有浮筒式和开口杯式， 目前常用开口杯式。
至信号
接 地
至开关
油箱
储油柜
5.1.3 变压器的型号及铭牌
变压器产品型号的定义：
双绕组-无；
三绕组-S；
器、信号式温度计、气体继电器等
三 相 油 浸 式 变 压 器 结 构 示 意 图
器身、出线装置，油箱、冷却装置、保护装置
套管
变压器引线从油箱内穿过油箱盖时的绝缘装置，使高 低压引线和接地的油箱绝缘。
一般为瓷质，外形为多级伞形，10kV～35kV套管采用 充油结构
35kV绝缘套管
三 相 油 浸 式 变 压 器 结 构 示 意 图
(二)按相数分类
单相变压器
U1
三相变压器
U2
多相变压器
u1
u2
U1
三 相 组 式
U2
u1 V1 u2 V2
三相三芯式
V1
W1
V2
W2
v1
w1
v2
w2
v1 W1
w1
v2 W2
w2
(三)按每相绕组结构分类 双绕组变压器：每一相有两个绕组 三绕组变压器：每一相有三个绕组(联络变压器) 自耦变压器：原、副边共用一部分绕组
绕组线圈
大型电力油浸变压器内部结构
三. 油浸式电力变压器的结构
器身：铁心、线圈、绝缘结构、引线和分接开关等。 出线装置：高压套管，低压套管等 油箱：油箱本体（箱盖、箱壁和箱底）、附件（放油
阀门、小车、接地板、铭牌等） 冷却装置：散热器或冷却器 保护装置：储油柜（油枕）、油表、安全气道、吸湿
单相心式变压器实物图
C型浇注立式变压器
壳式变压器结构示意图
单相壳式变压器
铁轭
低压绕组
铁柱
三相壳式变压器
高压绕组
交叠式绕组
特点：铁轭不仅包围绕组的顶面和底 面，还包围绕组侧面；制造工艺复杂， 使用材料较多，除容量小的电源变压 器外，很少采用壳式结构。
单相壳式变压器实物图
(六)根据变压器冷却方式分类 干式变压器——以空气为冷却介质
5.1.1 变压器的作用及分类
一、作用 变压器是一种静止的电气设备，它利用电磁感应原
理，将一种交流电压的电能转换成同频率的另一种交流 电压的电能。
电力变压器是电力系统中输配电力的主要设备，能 把发电厂发出的电能经济地传输，合理地分配及安全地 使用。
电力系统中电力变压器对电能的传输示意图
发电机
~
10kV
特种变压器 特种变压器不用在电力传输系统中，用于根据冶
金、矿山、化工、交通等部门的不同要求，提供各种 特种电源或作其他用途。 整流变压器(用于交变直的场合) 电炉变压器(用于电能变热能的场合) 高压试验变压器 供矿井下配电用的矿用变压器 中频变压器(供1000~8000Hz交流系统使用) 船用变压器 小容量控制变压器