[工程科技]chap02_变压器.ppt

变压器的基本作用原理与理论分析 一、变压器的类别和结构 变压器的主要类别 一种静止的电机 将一种电压的电能转换为另一种电压的电能。 用途分类： 电力变压器，电力系统传输电能 电炉变压器，专给炼钢炉供电 整流变压器，大型电解电镀、直流电力机车供电 仪用变压器、控制变压器 无线电变压器，仅传输信号。 电力变压器 变压器的总容量大致相当于发电机容量的三倍。输电过程中，通常将电压升高，通过高压输电线传送到远方的城市，经过降压变压器降为10kv电压，再经过配电降压变压器分配给用户。 输送同样的功率，电 压低则电流大，一方面由于大电流在输电线路上引起损耗，另一方面大电流在线路阻抗上产 生大的压降，受电端电压很低，电能传送不出去。只有高电压能将电能输送到远方。 电力变压器类别-变压方式 升压变压器——升高电压的变压器 降压变压器——降低电压的变压器 特殊变压器 ，如试验用高压变压器、电炉用变压器、电焊用变压器、晶闸管线路中的变压器、用于测量仪表的电压互感器和电流互感器等等 电力变压器类别-线圈数目 双绕组变压器，在铁芯中有两个绕组，一个为初级绕组，一个为次级绕组 自耦变压器，初级、次级绕组合为一个 三绕组变压器，三个绕组连接三种不同电压的线路 多绕组变压器，如分裂变压器 电力变压器类别-冷却方式 油浸式变压器——铁芯和绕组都一起浸入灌满了变压器油的油箱中，可以加强绝缘和改善冷却散热条件 干式变压器 ，能满足特殊要求，如安全 电力变压器类别-相数 单相变压器 三相变压器 电力变压器的基本结构 铁芯铁芯 带有绝缘的绕组绕组 变压器油油 油箱油箱 绝缘套管套管 铁芯——变压器的磁路 电力变压器的铁心是由0.35mm厚的冷轧硅钢片叠成。减少涡流损耗，提高导磁系数。 铁芯的交叠装配 单相变压器铁心叠法，偶数层刚好压着奇数层的接缝，从而减少了磁路和磁阻，使磁路便于流通 ——接逢处气隙小 可以避免涡流在钢片之间流通 三相芯式变压器的铁心排列法，主要使叠缝相互交叠，从而减少磁路的磁阻 变压器铁心柱的横切面 绕组——变压器的电路 变压器绕组一般为绝缘扁铜线或绝缘圆铜线在绕线模上绕制而成。 为便于制造、在电磁力作用下受力均匀以及机械性能良好，绕组线圈作成圈形。 按照绕组在铁芯中的排列方法分类，变压器可分为铁芯式和铁壳式两类 基本型式：同芯式，交叠式 单相芯式变压器铁心及绕组 绕组同芯套装在变压器铁心柱上，低压绕组在内层，高压绕组套装在低压绕组外层，以便于绝缘。 铁壳式变压器 变压器的铁芯柱在中间，铁轭在两旁环绕，且把绕组包围起来 结构比较坚固、制造工艺复杂，高压绕组与铁芯柱的距离较近，绝缘也比较困难 通常应用于电压很低而电流很大的特殊场合，例如，电炉用变压器。这时巨大的电流流过绕组将使绕组上受到巨大的电磁力，铁壳式结构可以加强对绕组的机械支撑，使能承受较大的电磁力。 绕组的基本型式 同芯式——铁芯式变压器常用。高压绕组和低压绕组均做成圆筒形，然后同芯地套在铁芯柱上 交叠式 ——铁壳式变压器常用。高压绕组和低压绕组各分为若干个线饼，沿着铁芯柱的高度交错地排列着 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，形成变压器的器芯。变压器器芯装在油箱内，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 油箱——机械支撑、冷却散热、 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。 在瓷套和导电杆间留有一道充油层——充油套管 当电压等级更高时，在瓷套内腔中常环绕着导电杆包上几层绝缘纸简，在每个绝缘纸简上贴附有一层铝箔，则沿着套管的径向距离，绝缘层和铝箔层构成串联电容器，使资套与导电杆间的电场分布均匀 套管外形常做成伞形，电压愈高、级数愈多。 变压器的额定值 额定容量SN——制造厂所规定的在额定条件下使用时输出能力的保证值。单位为VA或kVA。对三相变压器指三相的总容量。 由于效率高，原、副方的额定容量设计得相等，与体积、用铜量有关。 变压器的额定值 额定电压——由制造厂所规定的变压器在空载时额定分接头上的电压保证值。单位为V或kV。 当变压器初级侧在额定分接头处接有额定电压U1N，次级侧空载电压即为次级侧额定电压U2N。 对三相变压器，铭牌上的额定电压指线电压 额定电流——额定容量除以各绕组的额定电压所计算出来的线电流值。单位用A或kA。 电力变压器的额定频率是50Hz 额定