变压器结构和基本原理
变压器基本工作原理和结构
例一：SL7—500/10 低损耗三相油浸自冷双绕组铝线，额定容量 500KVA，高压侧额定电压10KV级电力变压器
例二：SFPL——63000/110 三相强迫油循环风冷双绕组铝线，额定容量 63000KVA，高压侧额定电压110KV级电力变压器
电流，三相变压器指的是线电流值。单位用A或kA。
额定频率（HZ)—电力变压器的额定频率是50Hz
效率、温升
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额定值的关系
单相变压器
S N U 1 N I 1 NS N U 2 N I 2 N
三相变压器
S N 3 U 1 N I 1 NS N 3 U 2 N I 2 N
低压引比线一般用纯瓷套管，高压引线一般 用充油或电容式套管
套管外形常做成伞形，电压越高、级数愈多图。3.1.21绝缘套管
第三十二页，共114页。
五、保护装置
储油柜——储油柜使变压器油与空气接触面变小，减缓了变 压器油的氧化和吸收空气水分的速度。从而减缓了油的变质。
气体继电器——故障时,热量会使变压器油汽化，触动气体继电器发 出报警信号或切断电源
铁芯表面
70
温度计法
油(顶层)
55
温度计法
•绕组最高允许温度为105 ℃ 第三十九页，共114页。
作业
P121 3.4 3.6
本节重点——工作原理、基本结构
下次课内容——单相变压器的空载运行
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？问题
日常生活中的电能是怎样来的？ 为什么要高压输电？ 变压器可以传输直流电能吗？
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三、变压器的发热和冷却
变压器工作原理、结构,变压器分类、变压器主要特征、变压器用途
变压器详解一、变压器的结构及相关原理1.变压器的结构：变压器由线圈绕组（浸漆铜线），铁芯(硅钢片)，阻燃骨架等组成。
一般而言，变压器还有一个壳，主要用来起屏蔽和固定作用。
一般的变压器具有一个初级绕组，一个或多个次级绕组，线圈绕在铁芯上，给初级绕组加上交流电，由于电磁感应的原理，在次级绕组上则有电压输出。
2.变压器的相关原理：给变压器初级绕组加上交流电后，在次级绕组周围则产生交变的磁场。
初级绕组通电后产生的磁力线绝大部分由铁芯构成回路（铁芯的磁阻远小于空气的磁阻）。
次级绕组绕在铁芯上，这样它的线圈切割磁力线而产生感应电动势，结果在次级绕组两端有电压输出。
无论在铁芯上绕几个次级绕组，次级绕组上都会切割磁力线而产生感应电动势。
二.变压器的类别1.按功能分：包括开关变压器，升压变压器，降压变压器和隔离变压器等。
2.按装配方式分：包括插针式变压器，嵌入式变压器，有外壳固定式变压器等。
三 .变压器常用参数及表示方法n--------变压器的匝比N2------次级绕组的匝数（匝数：绕组的圈数）N1------初级绕组的匝数U2------次级绕组的输出电压U1-----初级绕组的输入电压I2------次级绕组的输出电流I1------初级绕组的输入电流P1-----初级输入功率P2-----次级输出功率Z2-----变压器的负载阻抗Z1-----变压器的初级输入阻抗τ-----放电时间常数T------电源周期 T=1/ff-----电源频率f=1/TR-----从电流流入的方向看进去的等价负载阻抗UR----等价于负载阻抗的IR-----等价负载阻抗R的输入电流Ui-----稳压器的输入电压Uo----稳压器的输出电压四、变压器的用途变压器是用在连接外接电源及用电器之间的一种电器，做电源使用。
一般的电子电路及电子设备都要用到变压器。
我们美的通过降压变压器提供的交流电源；经过整流—>滤波—>稳压的后滤去其不稳定的脉冲干扰成分，提供一种稳定的直流电压，使电子电路与设备之间保持正常的工作和运行。
主变压器工作原理、基本机构和实验项目相关知识培训讲解
电瓷 电工层压木板
绝缘纸板
变压器的主要部件 --分接开关
4.分接开关（调压装置）
变压器的调压方式分无载调压和有载调压两种。需停电后才能调整分接头电压 的称无载调压；可以带电调整分接头电压的称有载调压。
间短路。 ④提供变压器实际的变压比，以判断变压器能否并
列运行。
变压器常见试验项目及标准
3、绕组连同套管的介质损耗试验；
试验标准：不大于出厂值的130% 试验目的：油纸绝缘是有损耗的，在交流电压作用下有极化损耗和电导损 耗，通常用tgδ来描述介质损耗的大小，且tgδ与绝缘材料的形状、尺寸无关， 只决定于绝缘材料的绝缘性能，所以作为判断绝缘状态是否良好的重要手段之 一。绝缘性能良好的变压器的tgδ值一般较小，若变压器存在着绝缘缺陷，则 可将变压器绝缘分为绝缘完好和有绝缘缺陷两部分，当有绝缘缺陷部分的体积 （电容量）占变压器总体积（电容量）的比例较大时，测量的tgδ也较大，说 明试验反映绝缘缺陷灵敏，反之不灵敏。所以tgδ试验能较好地反映出分布性 绝缘缺陷或缺陷部分体积较大的集中性绝缘缺陷，例如变压器整体受潮或老化、 变压器油质劣化以及较大面积的绝缘受潮或老化、绕组上附着油泥及严重的局 部缺陷等。由于套管的体积远小于变压器的体积，在进行变压器tgδ试验时， 即使套管存在明显的绝缘缺陷，也无法反映出来，所以套管需要单独进行tgδ 试验。tgδ试验是反映变压器的整体绝缘性能，一般对判断局部绝缘缺陷是不 灵敏的.
变压器常见试验项目及标准
4、接线组别检查；
变压器常见试验项目及标准
5、绕组连同套管的绝缘电阻试验；
变压器结构和基本原理
强调：磁通与产生它的电流之间符合右手螺旋定则；电
动势与感应它的磁通之间符合右手螺旋定则，电流正方向 与电势正方向一致。
变压器各电磁量参考方向的规定
一次绕组（负载）——按电动机惯例 ——同方向 与 ——符合右手螺旋定则 与 ——同方向 二次绕组（电源）——按发电机惯例 ——与 同方向 例如正在增加，dФ/dt为正，e1＝－ N1dФ/dt＜0为负， 若外电路能使e1产生电流，其电流方向必与I0正方向相 反，该电流产生磁通Ф0′，与Ф0方向相反，起阻止Ф0 增加的作用，即符合楞次定律
变压器的工作原理 铁芯 副 线 U2 圈
——互感现象
e
0
t1 t2 t3 t4
原 ∽U1线 圈
n1 n 2
t
变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了： 电能 → 磁场能 → 电能转化 (U1、I1) (变化的磁场) ( U2、I2)
理解： （ 1 ）互感现象：在变压器原、副线圈中由于有交变电 流而发生互相感应的现象，叫做互感现象． （2）互感现象是变压器工作的基础． 变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能到磁 场能再到电能的转化． （3）变压器只能工作在交流电路． 如果变压器接入直流电路，在铁芯中不会产生交变的 磁通量，没有互感现象出现，所以变压器仅工作于交 流电路．
称漏抗，漏抗是表征绕组漏磁效应的一个参数,且都 为常值。则一二次绕组的漏磁电动势可表示为：
jX I E 1 1 1 jX I E 2 2 2
4.3.3 一次、二次侧电压
变压器一次侧等效电路如图 根据KVL：
R I 1 1
+
– +
–
+
RI E E U 1 1 1 σ1 1 jX I E RI
第五章 第一节变压器原理
(2)绕组 一般用绝缘扁铜线或圆铜线在绕线模上绕 制而成。 绕组套装在变压器铁心柱上，一般低压绕 组在内层，高压绕组套装在低压绕组外层， 以便于提高绝缘性能。
(3)油、油箱、冷却及安全装置 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：①在变压器绕组与绕组、 绕组与铁心及油箱之间起绝缘作用。②变压器油 受热后产生对流，对变压器铁心和绕组起散热作 用。 油箱有许多散热油管，以增大散热面积。 为了加快散热，有的大型变压器采用内部油泵强 迫油循环，外部用变压器风扇吹风或用自来水冲 淋变压器油箱。这些都是变压器的冷却装置。
二、变压器的基本工作原理
图5.1 双绕组变压器的工作原理示意图 (1)原理图 一个铁心：提供磁通的闭合路径。 两个绕组：一次侧绕组(原边)N1,二次侧绕组(副边)N2。 (2)工作原理 当一次绕组接交流电压后，就有激磁电流i存在，该电流在铁心中可产生一个 交变的主磁通Φ。 Ф在两个绕组中分别产生感应电势e1和e2
I 0 I m I 0 I 0a
图5.9给出了对应主磁路的相量图和等效电路。
（5-12）
图5.9 变压器主磁路的相量图和等效电路
由图5.9b得：
E1 (rm jxm )I m zm I m
2
（5-13）
r 式中，m 为激磁电阻，它反映了铁心内部的损耗即： pFe I m rm ；xm Lm 为激磁电 抗，它表征了主磁路铁心的磁化性能，其中，激磁电感 Lm 可由下式给出：
，称 S U1 I1 U 2 I 2 为视在容量。
由此可见，变压器在实现变压的同时也实现了变流。此外，变压器还可以实现阻抗变 换的功能。可以看出，若固定U1，只要改变匝数比即可达到改变电压的目的了，即: 若使 N2>N1，则为升压变压器(step-up transformer)； 若使 N2<N1，则为降压变压器(step-down transformer)。 图5.1中，二次侧的负载阻抗为：
变压器基本原理及结构
m cos? t ?
2E1 sin(? t ? 900 ) 2E2 sin(? t ? 900 )
变压器
第四章
写成有效值：
E1 ? 2?f1N1? m / 2 ? 4.44 f1N1? m E2 ? 2?f1N 2? m / 2 ? 4.44 f1N 2? m
e? 1
?
?
N1
d? ? d?
2. 铭牌数据 (1) 额定电压 U1N /U 2 N (2) 额定电流 I1N / I 2N
(3) 额定容量 S N
注意：单相变压器和三相变压器额定数据的定义区别
变压器
第四章
4.2 单相变压器的空载运行
4.2.1 空载运行时的电磁关系
u1 ?
?? i0 ???
i0 r1 i0 N1
?
?? ? e1, e2 ??? ? 1 ? 0.1% ~ 0.2%?
?
(I
2
/
I
' 2
)2
r2
?
K 2r2
Z
' 2
?
r2'
?
jx2'
?
k 2 (r2 ?
jx2 ) ?
k2Z2
Z
' L
?
U?2' I?2'
?
Ik?2U?/2k
?
k 2 UI??22
?
k 2ZL
折算后负载运行 时的基本方程式
???UI??11??I??2' E??1 I??0 I?1Z1
??U?2'
?
E?2'
r1 ? r2' ? 2.44? ， x1 ? x2' ? 8.24? ，rm ? 169? ， xm ? 4460? ，
变压器结构简介与工作原理
变压器结构简介与工作原理一、变压器结构简介变压器是一种用来改变交流电压的电气设备，它由磁性材料和绕组组成。
常见的变压器结构主要包括铁芯、一次绕组、二次绕组和绝缘材料。
1. 铁芯：铁芯是变压器的主要结构部分，通常由硅钢片叠压而成。
它的作用是提供一个低磁阻的磁路，使磁场能够有效地传递。
2. 一次绕组：一次绕组是变压器中与输入电源相连的绕组，也称为原边绕组。
它通常由导电材料（如铜线）绕制而成，用于接收输入电源的电能。
3. 二次绕组：二次绕组是变压器中与负载设备相连的绕组，也称为副边绕组。
它的作用是将输入电能转换为适合负载设备使用的电能。
4. 绝缘材料：绝缘材料用于隔离和保护变压器的各个部分，防止电流泄漏和短路等故障发生。
常见的绝缘材料包括绝缘纸、绝缘漆和绝缘胶带等。
二、变压器工作原理变压器的工作原理基于电磁感应定律，即当变化的电流通过绕组时，会在铁芯中产生磁场，从而诱导出相应的电压。
1. 基本原理：变压器的基本原理是利用交流电的变化来产生磁场，进而诱导出电压。
当输入电源的交流电流通过一次绕组时，会在铁芯中产生磁场。
这个磁场会穿过二次绕组，从而在二次绕组中诱导出电压。
2. 变压器方程式：变压器的工作可以通过变压器方程式来描述。
根据变压器方程式，输入电压与输出电压之间的关系可以表示为：V1/N1 = V2/N2，其中V1和V2分别表示输入电压和输出电压，N1和N2分别表示一次绕组和二次绕组的匝数。
3. 变压器的步骤：变压器的工作包括以下几个步骤：a. 输入电源通过一次绕组，产生磁场；b. 磁场穿过铁芯，诱导出二次绕组中的电压；c. 输出电压通过二次绕组传递给负载设备。
4. 变压器的应用：由于变压器可以改变电压的大小，因此广泛应用于电力系统、工业生产和家庭用电等领域。
它可以将高电压输送到远距离，并在终端降低电压以供各种设备使用。
总结：变压器是一种用来改变交流电压的电气设备，由铁芯、一次绕组、二次绕组和绝缘材料等部分组成。
变压器的基本结构和工作原理
变压器的基本结构和工作原理
变压器的基本结构是由铁芯和绕组（线圈）组成的。
变压器铁芯是由两面涂有绝缘漆的硅钢片叠装而成的。
绕组是绕在铁芯上的两个匝数不等的线圈，与相连的绕组称为一次绕组，与负载相连的绕组称为二次绕组。
变压器就是利用一次绕组和二次绕组匝数不同而进行变压的。
变压器的种类很多，各种变压器都是利用电磁感应原理进行工作的。
在铁芯柱上装有一次绕组和二次绕组。
一次绕组与电源相接，二次绕组与负载相接。
当变压器一次绕组接入电源时，交流电源电压在铁芯中产生交变磁通。
磁通以铁芯为闭合回路，穿过一次绕组及二次绕组，于是在二次绕组中产生感应电动势。
如果在二次绕组输出端接入负载，就会在负载中流过交流电流。
根据电磁感应原理，在一次绕组和二次绕组中产生的感应电动势分别为
E1=4.44fN1Φm
E2=4.44fN2Φm
式中，f为电源频率(Hz)；N1为一次绕组匝数；N2为二次绕组匝数；Φm为交变主磁通的值。
略去一次绕组的阻抗压降不计，则电源电压与自感电动势数值相等，即
U1=E1
空载时，二次绕组的端电压U2=E2，两绕组的电压比为
U1/U2=E1/E2=N1/N2
此关系式表明变压器一、二次绕组电压之比等于一、二次绕组匝数之比。
当二次绕组接上负载时，二次绕组电路中有电流，2通过，这时在一、二次绕组中产生的磁势满足
I1N1=I2N2
即I1/I2=N2/N1
此式说明变压器一、二、次绕组电流与一、二次绕组匝数成反比。
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