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变压器 1变压器的基本工作原理和结构 通过以上分析，给出变压器的定义： 电力变压器：是一种静止的电机，由绕在同一个铁心上的两个或两个以上的绕组组成。它利用电磁感应定律将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。换句话说，变压器就是实现电能在不同等级之间进行转换。 1.1 变压器的基本工作原理 1.2 变压器的结构 电力变压器的基本构成部分有：铁心、绕组、绝缘套 管、油箱及其它附件等。 1、铁心和绕组：变压器中最主要的部 件，他们构成了变压器的器身。 1）铁心：构成了变压器的磁路，同时又是套装绕组的骨架。铁心由铁心柱和铁轭两部分构成。铁心柱上套绕组，铁轭将铁心柱连接起来形成闭合磁路。 铁心材料：为了提高磁路的导磁性能，减少铁心中的磁滞、涡流损耗，铁心一般用高磁导率的磁性材料——硅钢片叠成。硅钢片有热轧和冷轧两种，其厚度为0.35～0.5mm，两面涂以厚0.02～0.23mm的漆膜，使片与片之间绝缘。 铁心型式 ：变压器铁心的结构有心式、壳式。壳式结构的特点是铁心包围绕组的顶面、底面和侧面，机械强度较好，但制造复杂。心式结构的特点是铁心柱被绕组包围，如图所示。心式结构比较简单，绕组的装配及绝缘比较容易，电力变压器的铁心主要采用心式结构。 铁心叠装 ：变压器的铁心一般是由剪成一定形状的硅钢片叠装而成。为了减小接缝间隙以减小激磁电流，一般采用交错式叠法，使相邻层的接缝错开。 铁心截面:铁心柱的截面一般作成阶梯形，以充分利用绕组内圆空间。容量较大的变压器，铁心中常设有油道，以改善铁心内部的散热条件，如图所示。 2）绕组：绕组是变压器的电路部分，它由铜或铝绝缘导线绕制而成 。 其中，两个绕组中，电压较高的我们称为高压绕组，相应的电压较低的称为低压绕组。从高、低压绕组的相对位置来看，变压器的绕组又可分为同心式、交迭式。由于同心式绕组结构简单，制造方便，所以，国产的多采用这种结构，交迭式主要用于特种变压器中。 同心式绕组的原、副边绕组同心地套装在同一个铁心柱上，为便于绝缘，副边绕组靠近铁心柱，原边绕组套在副边绕组外面，两个绕组之间留有油道。如图所示： 变压器油——冷却、绝缘 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。变压器器身浸在油箱内，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绝缘：绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间 ②散热：热量通过油箱壳散发，油箱有许多散热油管，以增大散热面积。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 3 绝缘套管 绝缘套管由中心导电杆与瓷套组成。导电杆穿过变压器油箱、在油箱内的一端与线圈的端点联接，在外面的一端与外线路联接。 套管外形常做成伞形，电压愈高、级数愈多。 4、油箱及其附件 1.3 变压器的额定值 额定值是制造厂对变压器在指定工作条件下运行时所规定的一些量值。额定值通常标注在变压器的铭牌上。变压器的额定值主要有： 1、额定容量SN 额定容量是指额定运行时的视在功率。以 VA、kVA或MVA表示。由于变压器的效率很高，通常一、二次侧的额定容量设计成相等。 单相变压器： 三相变压器： 分析：三相变压器 （相电压/电流） 星型联结 ： 三角型联结： 2、额定电压U1N和U2N 正常运行时规定加在一次侧的端电压称为变压器一次侧的额定电压U1N。二次侧的额定电压U2N 是指变压器一次侧加额定电压时二次侧的空载电压。额定电压以V或kV表示。对三相变压器，额定电压是指线电压。 3、 额定电流I2N和I2N 根据额定容量和额定电压计算出的线电流，称为额定 电流，以A表示。 对单相变压器 对三相变压器 4、额定频率 fN：我国规定50HZ 除额定值外，变压器的相数、绕组连接方式及联结组别、短路电压、运行方式和冷却方式等均标注在铭牌上。额定状态是电机的理想工作状态，具有优良的性能，可长期工作。 主磁通和漏磁通的区别： 1）由于铁磁材料有饱和现象，所以主磁路的磁阻不是常数，主磁通与建立它的电流之间呈非线性关系。而漏磁通的磁路大部分是非铁磁材料组成，所以漏磁路的磁阻基本上是常数，漏磁通与产生它的电流呈线性关系。 2）主磁通在原、副绕组中均感应电动势，当副边接上负载时便有电功率向负载输出，故主磁通起传递能量的作用。而漏磁通仅在原绕组中感应电动势，不能传递能量，仅起压降作用。 3）数量上，主磁通占99%以上，漏磁通仅占1%以下。 2、空载运行时的电压与电动势关系： 假定主磁通按正弦规律变化，即 Φ=Φms