1、變壓器結(jié)構(gòu)與原理,作者 feifei45,變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，它通過電磁感應(yīng)的作用，把一種電壓的交流電能變換成頻率相同的另一種電壓的交流電能。,在電力系統(tǒng)中和生產(chǎn)生活中，變壓器應(yīng)用非常廣泛。,油浸式變壓器在電力系統(tǒng)使用最為廣泛，三相油浸式電力變壓器的外形如圖 。其基本結(jié)構(gòu)可分成以下幾個部分：鐵心、繞組、絕緣套管、油箱及其他附件等。 鐵心和繞組是變壓器的主要部件，稱為器身，如圖 ，器身放在油箱內(nèi)部。,變壓器是通過電磁感應(yīng)實現(xiàn)兩個電路之間能量的，因此它必須具有電路和磁路兩個基本部分。,作為電路的是兩個或幾個匝數(shù)不同且彼此絕緣的繞組，作為磁路的是一個閉合鐵心。,變壓器是由套在閉合鐵心上的原、

2、副兩線圈組成,一、變壓器的結(jié)構(gòu),鐵心（磁路部分）,鐵心的材料,為了提高磁路的導(dǎo)磁性能，減小鐵心中的磁滯、渦流損耗，鐵心一般采用高磁導(dǎo)率的鐵磁材料0.350.5mm厚的硅鋼片疊成。變壓器用的硅鋼片其含硅量比較高。硅鋼片的兩面均涂以絕緣漆，這樣可使疊裝在一起的硅鋼片相互之間絕緣。,（2）鐵心形式,鐵心是變壓器的主磁路，電力變壓器的鐵心主要采用心式結(jié)構(gòu) ，它是將A、B、C三相的繞組分別放在三個鐵心柱上，三個鐵心柱由上、下兩個鐵軛連接起來，構(gòu)成閉合磁路。如圖,繞組,繞組是變壓器的電路部分，它是由銅或鋁的絕緣導(dǎo)線繞制而成。為了便于絕緣，低壓繞組靠近鐵心柱，高壓繞組套在低壓繞組外面。,油箱,油浸式變壓器均

3、要有一個油箱，裝入變壓器油后，將組裝好的器身裝入其中，以保證變壓器正常工作。變壓器油用作加強(qiáng)變壓器內(nèi)部絕緣強(qiáng)度和散熱作用。,儲油柜,變壓器在運(yùn)行中，隨著油溫的變化，油的體積會膨脹和收縮，為了減少油與外界空氣的接觸面積，減小變壓器受潮和氧化的概率，通常在變壓器上部安裝一個儲油柜（俗稱油枕）。,呼吸器,變壓器隨著負(fù)荷和氣溫變化，各變壓器油溫不斷變化，這樣油枕內(nèi)的油位隨著整個變壓器油的膨脹和收縮而發(fā)生變化，為了使潮氣不能進(jìn)入油枕使油劣化，將油枕用一個管子從上部連通到一個內(nèi)裝硅膠的干燥器（俗稱呼吸器），硅膠對空氣中水份具有很強(qiáng)的吸附作用，干燥狀態(tài)狀態(tài)為蘭色，吸潮飽和后變?yōu)榉奂t色。吸潮的硅膠可以再生。,

4、冷卻器,直接裝配在變壓器油箱壁上，對于強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器，電動泵從油箱頂部抽出熱油送入散熱器管簇中，這些管簇的外表受到來自風(fēng)扇的冷空氣吹拂，使熱量散失到空氣中去，經(jīng)過冷卻后的油從變壓器油箱底部重新回到變壓器油箱內(nèi)。無論電動泵裝在冷卻器上部還是下部，其作用是一樣的。,絕緣套管,變壓器繞組的引出線從油箱內(nèi)部引到箱外時必須經(jīng)過絕緣套管，使引線與油箱絕緣。絕緣套管一般是陶瓷的，其結(jié)構(gòu)取決于電壓等級。1kV以下采用實心磁套管，1035kV采用空心充氣或充油式套管，110kV及以上采用電容式套管。為了增大外表面放電距離，套管外形做成多級傘形裙邊。電壓等級越高，級數(shù)越多。,分接開關(guān),變壓器常用改變繞組匝數(shù)

5、的方法來調(diào)壓。一般從變壓器的高壓繞組引出若干抽頭，稱為分接頭，用以切換分接頭的裝置叫分接開關(guān)。分接開關(guān)分為無載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種，前者必須在變壓器停電的情況下切換；后者可以在變壓器帶負(fù)載情況下進(jìn)行切換。分接開關(guān)安裝在油箱內(nèi)，其控制箱在油箱外，有載調(diào)壓分接開關(guān)內(nèi)的變壓器油是完全獨(dú)立的，它也有配套的油箱、瓦斯繼電器、呼吸器。,壓力釋放閥,當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障而產(chǎn)生大量氣體時，油箱內(nèi)壓力迅速增加，為防止變壓器發(fā)生爆炸，油箱上安裝壓力釋放閥。,氣體繼電器,氣體繼電器又稱為瓦斯繼電器，是變壓器的一種保護(hù)裝置，安裝在油箱與儲油柜的連接管道中，當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時（如絕緣擊穿、匝間短路、鐵芯事故、油箱

6、漏油使油面下降較多等）產(chǎn)生的氣體和油流，迫使氣體繼電器動作。輕者發(fā)出信號，以便運(yùn)行人員及時處理。重者使斷路器跳閘，以保護(hù)變壓器。,二、變壓器的工作原理,簡單的說，變壓器的工作原理就是電磁感應(yīng)原理，也就是“動電生磁，動磁生電”的過程。,跟電源連接的線圈叫原線圈，也叫初級線圈，跟負(fù)載連接的線圈叫副線圈，也叫次級線圈，兩線圈由絕緣導(dǎo)線繞制，鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成,n1,n2,電路中的符號,變壓器的變壓原理,（1）電動勢關(guān)系 由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，原、副線圈中具有相同的t根據(jù)電磁感應(yīng)定律有：,所以，,（2）電壓關(guān)系,如果不計原、副線圈的電阻，則有 ：,所以：,n2 n1時，U2U1，這種變壓器叫做升壓變壓器,n2 n1時，U2U1，這種變壓器叫做降壓變壓器,所以，只要匝數(shù)不同，就可得到不同輸出電壓，這就變壓器的變壓原理。,（）電流關(guān)系,由于不存在各種電磁能量損失，輸入功率等于輸出功率 P1=P2，即：U1I1= U2I2,所以：,變壓器高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小，可用較細(xì)的導(dǎo)線繞制，低壓線圈匝數(shù)少而通過電流大，應(yīng)用較粗的導(dǎo)線繞制,需要注意：,變壓器能不能變換直流？ 變壓器雖能改變電壓、電流，但不能改變功率和頻率，輸入功率總等于輸出的總功率，次級交變電流的頻率