§1—1變壓器的分類和用途變壓器的種類很多，其常用的分類和主要用途如下按相數(shù)單相變壓器三相變壓器單相變壓器三相變壓器η電爐變壓器按用途儀用互感器自耦變壓器電力變壓器電焊變壓器

電力變壓器電焊變壓器自耦變壓器儀用互感器電爐變壓器殼式鐵心按鐵心結(jié)構(gòu)心式鐵心心式鐵心殼式鐵心C形鐵心C形鐵心油浸式變壓器風冷式變壓器按冷卻方式自冷式變壓器干式變壓器油浸式變壓器風冷式變壓器自冷式變壓器干式變壓器一、變壓器的結(jié)構(gòu)油浸式電力變壓器§1—2變壓器的結(jié)構(gòu)與冷卻方式1.變壓器繞組

（1）繞組材料選用銅線或銅箔，鋁線或鋁箔。

（2）繞組命名一次繞組、二次繞組，高壓繞組、低壓繞組。

（3）繞組類型同心繞組、交疊繞組。同心繞組交疊繞組2.變壓器鐵心

（1）鐵心材料選用

2.變壓器鐵心（2）鐵心類型

2.變壓器鐵心

（3）鐵心柱與鐵軛的裝配工藝變壓器的鐵心柱與鐵軛二、變壓器冷卻方式主要有SJ系列和SJL系列(鋁線)。冷卻方式：當變壓器運行、油溫上升時,根據(jù)熱油上升、冷油下降原理形成自然對流,流動的油將熱量傳給油箱體和外側(cè)的散熱器,然后依靠空氣的對流傳導(dǎo)將熱量向周圍散發(fā),從而達到冷卻效果。。扁管式散熱器片式散熱器波紋油箱式散熱器1.三相油浸自冷式(ONAN)2.三相油浸風冷式(ONAF)主要有SP系列。冷卻方式：在油浸自冷式的基礎(chǔ)上，在油箱壁或散熱管上加裝風扇，利用吹風機幫助冷卻，而且風力可調(diào)。三相油浸風冷式變壓器3.三相強迫油循環(huán)風冷式(OFAF)主要有SFP系列。冷卻方式：在油浸自冷式的基礎(chǔ)上，利用油泵強迫油循環(huán),并且在散熱器外加風扇風冷，以提高散熱效果。4.三相強迫油循環(huán)水冷式(OFWF)主要有SSP系列。冷卻原理：在油浸自冷式的基礎(chǔ)上，利用油泵強迫油循環(huán)，并且利用循環(huán)水作冷卻介質(zhì)，以提高散熱效果。三、變壓器的主要附件氣體繼電器無勵磁調(diào)壓分接開關(guān)有載調(diào)壓分接開關(guān)壓力釋放閥1.氣體繼電器(瓦斯繼電器)氣體繼電器裝在油箱與儲油柜之間的管道中，當變壓器發(fā)生故障時，器身就會過熱使油分解產(chǎn)生氣體。當繼電器中氣體達到一定容積后，開口杯下沉，上磁鐵使上干簧閉合，接通信號；當油流沖擊擋板后，下磁鐵使下干簧閉合，接通跳閘回路。無勵磁調(diào)壓分接開關(guān)有載調(diào)壓分接開關(guān)2.分接開關(guān)分接開關(guān)一般裝在一次側(cè)(高壓邊)，通過改變一次側(cè)線圈匝數(shù)來調(diào)節(jié)輸出電壓。分接開關(guān)又分無勵磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。因調(diào)節(jié)的方法不同，分接開關(guān)又有手動、電動兩種，小型變壓器多用手動調(diào)壓，大型變壓器多用電動調(diào)壓，中型變壓器手動、電動兩種都可用。3.絕緣套管絕緣套管絕緣套管穿過油箱蓋,將油箱中變壓器繞組的輸入、輸出線從箱內(nèi)引到箱外與電網(wǎng)相接。絕緣套管由外部的瓷套和中間的導(dǎo)電桿組成。根據(jù)運行電壓的不同，將其分為充氣式和充油式兩種。根據(jù)運行環(huán)境的不同，又可將其分為戶內(nèi)式和戶外式。4.壓力釋放閥壓力釋放閥結(jié)構(gòu)1—安裝孔2—閥座3—螺桿4—膜盤5—彈簧6—護罩7—密封圈8—標志桿9—接線盒安全氣道又稱防爆管，裝在油箱頂蓋上。油和氣體會沖破防爆玻璃噴出,從而避免了油箱爆炸引起的更大危害。壓力釋放閥的動作壓力為53.9kPa±4.9kPa，關(guān)閉壓力為29.4kPa，動作時間不大于2ms。5.測溫裝置測溫裝置就是熱保護裝置。變壓器的壽命取決于變壓器的運行溫度，因此油溫和繞組的溫度監(jiān)測是很重要的。通常用三種溫度計監(jiān)測，箱蓋上設(shè)置酒精溫度計，其特點是計量精確但觀察不便；變壓器上裝有信號溫度計，便于觀察；箱蓋上裝有電阻式溫度計，便以遠距離監(jiān)測。一、變壓器的空載運行變壓器空載運行——變壓器一次繞組加額定電壓，二次繞組開路的工作狀態(tài)。理想空載變壓器的空載運行原理圖§1—3變壓器的原理1.理想變壓器空載運行理想空載變壓器的空載運行原理圖（1）空載電流i0

理想變壓器的空載電流主要產(chǎn)生鐵心中磁通，所以空載電流也稱為空載勵磁電流，是無功電流。（2）電壓和感應(yīng)電動勢的關(guān)系理想空載變壓器的空載運行原理圖（3）感應(yīng)電動勢的大小E=4.44fNΦmU1=E1；即U1=E1=4．44fNΦm（4）變壓比2.實際變壓器空載運行實際變壓器（有漏磁）空載運行圖

（1）實際變壓器一次繞組存在電阻r1,當一次繞組有空載電流流過時，會在該電阻上產(chǎn)生電壓降u0r1。實際變壓器空載運行接線圖實際變壓器（有漏磁）空載運行圖（2）空載電流產(chǎn)生的磁通分為兩部分，其中大部分磁通通過鐵心交鏈一次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組，該磁通稱為主磁通，它在一次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組中分別感應(yīng)出電動勢e1和e2；另一小部分磁通只通過一次側(cè)繞組周圍的空間形成閉路，稱為漏磁通

，僅占主磁通的0.25%左右，它在一次側(cè)線圈中產(chǎn)生漏抗電動勢es1。實際變壓器（有漏磁）空載運行圖（3）鐵耗——鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗。實際變壓器電壓方程為:二、變壓器的負載運行單相變壓器負載運行接線圖單相變壓器負載運行實驗圖單相變壓器負載運行圖單相變壓器負載運行圖

變壓器負載運行時的磁動勢平衡方程式為

由于變壓器的空載電流I0很小，特別是在變壓器接近滿載時，I0基本上可以忽略不計，于是可得變壓器一、二次繞組磁動勢的有效值關(guān)系為

變壓器一、二次繞組中的電流與一、二次繞組的匝數(shù)成反比，即變壓器也有變換電流的作用，且電流的大小與匝數(shù)成反比。1.磁動勢平衡方程式變壓器變比：2.電壓方程式一次繞組的電壓方程為:二次繞組的電壓方程為:二次繞組的端電壓對外應(yīng)等于次級電流在負載阻抗上的電壓降，即：3.阻抗變換阻抗變換公式：變壓器的阻抗變換作用

變壓器的外特性是用來描述輸出電壓U2隨負載電流I2的變化而變化的情況。當一次繞組電壓U1和負載的功率因數(shù)cosφ2一定時，二次繞組電壓U2與負載電流I2的關(guān)系，稱為變壓器的外特性。4.變壓器的外特性

負載特性對U2的影響

一般情況下，變壓器的負載大多數(shù)是感性負載，因而當負載增加時，輸出電壓U2總是下降的，其下降的程度常用電壓變化率來描述。當變壓器從空載到額定負載（I2=I2N）運行時，二次繞組輸出電壓的變化值ΔU與空載電壓（額定電壓）U2N之比的百分值就稱為變壓器的電壓調(diào)整率，用ΔU來表示。5.電壓調(diào)整率一般情況下照明電源電壓波動不超過±5%，動力電源電壓波動不超過-5%~10%。6.變壓器的損耗及效率

變壓器的鐵損耗包括基本鐵損耗和附加鐵損耗兩部分。基本鐵損耗包括鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗，它決定于鐵心中的磁通密度的大小、磁通交變的頻率和硅鋼片的質(zhì)量等。附加損耗則包括鐵心疊片間因絕緣損傷而產(chǎn)生的局部渦流損耗、主磁通在變壓器鐵心以外的結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等，附加損耗約為基本損耗的15％～20％左右。

變壓器的鐵損耗與一次繞組上所加的電源電壓大小有關(guān)，而與負載電流的大小無關(guān)。當電源電壓一定時，鐵心中的磁通基本不變，故鐵損耗也就基本不變，因此鐵損耗又稱“不變損耗”。（1）鐵損耗PFe

變壓器的銅損耗也分為基本銅損耗和附加銅損耗兩部分。基本銅損耗是由電流在一次、二次繞組電阻上產(chǎn)生的損耗，而附加銅損耗是指由漏磁通產(chǎn)生的集膚效應(yīng)使電流在導(dǎo)體內(nèi)分布不均勻而產(chǎn)生的額外損耗。附加銅損耗約占基本銅損耗的3％～20％。在變壓器中銅損耗與負載電流的平方成正比，所以銅損耗又稱為“可變損耗”。（2）銅損耗PCu

變壓器的輸出功率P2與輸入功率P1之比稱為變壓器的效率η，即η=

由于變壓器沒有旋轉(zhuǎn)的部件，不像電機那樣有機械損耗存在，因此變壓器的效率一般都比較高，中小型電力變壓器效率在95