电力变压器基础知识（课堂PPT）

1、.1电力变压器山东临沂 张培杰.2变压器是一种静态的电机，通过电磁感应关系，将一种电压等级的交流电转变成同频率的另一种电压等级的交流电。电力变压器是指在电力系统中，用于升压、降压，以便实现电能经济、远距离传输，供用户使用的变压器第一篇：基础知识一、概 念：山东临沂 张培杰.3按功能分，电力变压器按功能分，有按功能分，电力变压器按功能分，有升压变压器和降压升压变压器和降压变压器变压器两大类。两大类。按相数分，有按相数分，有三相变压器和单相变压器三相变压器和单相变压器。在工厂变电所。在工厂变电所中一般都用三相变压器。中一般都用三相变压器。 按调压方式分，有按调压方式分，有无励磁调压和有载调压无励磁

2、调压和有载调压变压器两大类。变压器两大类。用户（变电所）大多采用无载调压变压器。用户（变电所）大多采用无载调压变压器。按绕组形式分，有按绕组形式分，有双绕组变压器、三绕组变压器和自耦双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器变压器三大类。三大类。 按冷却介质分，有按冷却介质分，有干式和油浸式干式和油浸式变压器两类。而油浸式变压器两类。而油浸式变压器又分为变压器又分为油浸自冷式、油浸风冷式和强迫油循环风油浸自冷式、油浸风冷式和强迫油循环风冷冷（或水冷）式三种类型。（或水冷）式三种类型。 二、分类：山东临沂 张培杰.4三、基本原理：原线圈副线圈1 1、空载：、空载：(1)(1)、原理描述：、原理描述：

3、电源电源u1u1接入一次绕组后，即产生电流接入一次绕组后，即产生电流i0,i0,由于电磁感应原理，即由于电磁感应原理，即产生感应电动势产生感应电动势e1,e1,并建立空载磁场（并建立空载磁场（F0=I0F0=I0N1)N1)。根据右手定根据右手定则确定磁场方向则确定磁场方向，如图。通过铁心的为主磁通，如图。通过铁心的为主磁通m,m,其他的叫漏其他的叫漏磁通磁通1 1。主磁通。主磁通m,m,在二次侧感应出感应电动势在二次侧感应出感应电动势e2e2。这样借助。这样借助于主磁通就实现能量：电于主磁通就实现能量：电磁磁电的传递。漏磁通电的传递。漏磁通1供铁心供铁心磁滞和涡流损耗，二者合称磁滞和涡流损耗

4、，二者合称“铁损铁损”。电流在绕组中电阻的发。电流在绕组中电阻的发热损耗称热损耗称“铜损铜损”。山东临沂 张培杰.5三、基本原理：1、空载：(2)、空载参数空载电流I0:空载电流绝大部分用于产生主磁通，属于无功分量。很小部分形成铁损，发热散失属于有功分量。无功分量远大于有功分量，因此电网中不允许变压器长期空载运行。铭牌上标出的空载电流是百分数。%100(%)00=NIII山东临沂 张培杰.6三、基本原理1、空载：(2)、空载参数空载损耗P0:空载运行时，副边虽然没有能量输出，但源边仍然从电源吸收有功功率，供给变压器本身的损耗，转化为热能散失出去。这就是空载损耗P0。空载损耗包括铜损和铁损两部分

5、，铜损可护绿不计。所以空载损耗P0近似等于铁损。容量越大空载损耗比例越小。FePP0山东临沂 张培杰.7三、基本原理：原线圈副线圈负载：负载：电源电源u1u1接入一次绕组后，即产生电流接入一次绕组后，即产生电流i1,i1,由于电磁感应原理，即产生感应由于电磁感应原理，即产生感应电动势电动势e1,e1, 形成磁场，通过铁心的磁通形成磁场，通过铁心的磁通1 1。 磁通磁通1 1在二次侧感应出感应在二次侧感应出感应电动势电动势e2e2，在二次接入负载后，二次绕组就有电流，在二次接入负载后，二次绕组就有电流i2 i2，同样二次绕组也产，同样二次绕组也产生磁场，通过铁心的为磁通生磁场，通过铁心的为磁通2

6、 2。磁通。磁通1 1与磁通与磁通2 2共同形成主磁通共同形成主磁通m m。很明显此时比空载状态下主磁通有所增大，电很明显此时比空载状态下主磁通有所增大，电磁磁电的能量传递效率电的能量传递效率更高。当然两侧也都有各自的更高。当然两侧也都有各自的 “铁损铁损”和和“铜损铜损”。所以电力变压器尽。所以电力变压器尽量减少在系统中空载运行。量减少在系统中空载运行。山东临沂 张培杰.8 绕组及绝缘；铁芯；吸湿器；油枕（储油柜）；油位绕组及绝缘；铁芯；吸湿器；油枕（储油柜）；油位指示器（油标）；防爆管；瓦斯继电器；高压套管；低指示器（油标）；防爆管；瓦斯继电器；高压套管；低压套管；分接开关；油箱；信号温度

7、计；压套管；分接开关；油箱；信号温度计；3 3放油放油阀；阀；4 4接地端子接地端子四、基本结构：山东临沂 张培杰.9山东临沂 张培杰.10 分接开关分接开关 呼吸器呼吸器 瓦斯继电器瓦斯继电器山东临沂 张培杰.111、铁心铁心是构成变压器主磁路的部件，又是器身的骨架。由表面涂有绝缘漆膜的、高导磁性硅钢片叠装压制而成。山东临沂 张培杰.12变压器铁心的绝缘变压器铁心的绝缘铁心的绝缘有两种，即铁心片间的绝缘以及铁芯片与结构件间的绝缘。1、铁心变压器铁心的接地变压器铁心的接地铁心必须接地。铁心及其金属结构件必须经油箱面接地且要确保电气接通。山东临沂 张培杰.132. 2.绕组 绕组构成变压器的绕组

8、构成变压器的电路，是带有电缆电路，是带有电缆纸的圆或扁导线绕纸的圆或扁导线绕成。成。 高压绕组在外层，高压绕组在外层，便于绝缘和散热。便于绝缘和散热。绕组间，绕组与铁绕组间，绕组与铁芯间都要有绝缘材芯间都要有绝缘材料隔开。料隔开。.143.分接开关有无励磁调压和有有无励磁调压和有载调压两种方式。载调压两种方式。无励磁调压把变压无励磁调压把变压器各侧都与电网断器各侧都与电网断开，有载调压是变开，有载调压是变压器在不中断负载压器在不中断负载的情况下进行变换的情况下进行变换绕组的分接头绕组的分接头。山东临沂 张培杰.153.分接开关绕组中有不同匝数绕组中有不同匝数的抽头（分接头），的抽头（分接头），

9、通过分接开关改变通过分接开关改变高压绕组匝数，一高压绕组匝数，一般情况在高压绕组般情况在高压绕组上抽出适当的分接上抽出适当的分接头，因为高压绕组头，因为高压绕组在外面；高压侧电在外面；高压侧电流小。流小。无励磁中性点调压原理无励磁中性点调压原理山东临沂 张培杰.164.油枕当变压器油的体积随着油的温度膨胀或减小时，油枕起着调节油量，保证变压器油箱内经常充满油的作用。变压器油枕有三种形式：波纹式、胶囊式、隔膜式。山东临沂 张培杰.17胶囊式油枕，（以主变为例）通过在油枕内部的小胶囊式油枕，（以主变为例）通过在油枕内部的小胶囊，当油枕的油面升高时，小胶囊的体积被缩小胶囊，当油枕的油面升高时，小胶囊

10、的体积被缩小了一些；相反，油枕中的油面降低时，使小胶囊体了一些；相反，油枕中的油面降低时，使小胶囊体积也相对要增大一些。胶囊的上升下降影响着油位积也相对要增大一些。胶囊的上升下降影响着油位计的浮球上升下降，通过连杆实现油位计指示。计的浮球上升下降，通过连杆实现油位计指示。 4.油枕山东临沂 张培杰.185.气体继电器 气体继电器（瓦斯继电器）装于油箱连接管与油枕之间，当变压器内部故障时，产生气体（油流）该继电器动作，分为轻瓦斯信号、重瓦斯跳闸两种。山东临沂 张培杰.19A A、罩、罩 B B、项针、项针 C C、气塞、气塞D D、磁铁、磁铁E E、开口杯、开口杯F F、重锤、重锤 G G、探针

11、、探针 H H、支架、支架 K K、弹簧、弹簧 L L、挡板、挡板 MM、磁铁、磁铁 N N、螺杆、螺杆 P P、干簧接点（跳闸用）、干簧接点（跳闸用）Q Q、调节杆、调节杆 R R、干簧节点（信号用）、干簧节点（信号用）S S、套管、套管 T T、嘴子、嘴子 5.气体继电器山东临沂 张培杰.206.吸湿器 吸湿器又名呼吸器，提供变压器在温度变化时内部气体出入的通道，解除正常运行中因温度变化产生对油箱的压力。吸湿器内装有吸附剂硅胶，油枕内的绝缘油通过吸湿器与大气连通，内部吸附剂吸收空气中的水分和杂质，以保持绝源油的良好性能。 山东临沂 张培杰.21为了显示硅胶受潮情况，一般采用变色硅胶。变色硅

12、胶原理是利用二氯化钴（CoCL2）所含结晶水数量不同而有几种不同颜色做成，二氯化钴含六个分子结晶水时，呈粉红色；含有两个分子结晶水时呈紫红色；不含结晶水时呈蓝色。6.吸湿器山东临沂 张培杰.227.散热器/冷却器油浸式变压器冷却装置包括散热器和冷却器，不带强油循环的称为散热器，带强油循环的称为冷却器。山东临沂 张培杰.238.温度计 有油温表、绕温表，用于检测变压器温度，带有电接点，可发出报警和跳闸信号。山东临沂 张培杰.249、套管绝缘套管是油浸式电力变压器箱外的主要绝缘装置，变压器绕组的引出线必须穿过绝缘套管，使引出线之间及引出线与变压器外壳之间绝缘，同时起到固定引出线的作用。 山东临沂

13、张培杰.25五、型号、额定参数 电力变压器的铭牌上主要标注了以下各项：变压器型号，额定视在功率，额定电压，额定电流，频率，相数，接线图与连接组别，阻抗电压，冷却方式等。山东临沂 张培杰.26五、型号、额定参数1 1、型号、型号: :-/ /数字数字0-0-设计序号，性能水平序号设计序号，性能水平序号数字数字1-1-额定容量额定容量S S（KVA)KVA)数字数字2-2-高压侧额定电压等级高压侧额定电压等级(KV)(KV)。我厂主变：我厂主变： SFPS10-170000/220SFPS10-170000/220三相三相/ /风冷风冷/ /强迫油循环强迫油循环-17-17万万千伏安千伏安/220

14、/220千伏千伏山东临沂 张培杰.27五、型号、额定参数cos322=+=NNIUPQPS2 2、额定参数、额定参数（）额定容量（）额定容量 S S 额定容量是指在额定状态下变压器输出功率的保证值，单位为额定容量是指在额定状态下变压器输出功率的保证值，单位为。由于电力变压器的效率极高由于电力变压器的效率极高，（铜损铁损忽略不计）所以一次、二次侧容量，（铜损铁损忽略不计）所以一次、二次侧容量相同。相同。（）（）额定电压额定电压 U U 高压高压 （一次）侧额定电压是指变压器在空载时，变压器额定分接头对应（一次）侧额定电压是指变压器在空载时，变压器额定分接头对应的电压，单位为。二次侧额定电压是指在

15、一次侧加上额定电压时，二次的电压，单位为。二次侧额定电压是指在一次侧加上额定电压时，二次侧的空载电压值。对三相电力变压器，额定电压是指线电压。侧的空载电压值。对三相电力变压器，额定电压是指线电压。（）（）额定电流额定电流 I I 根据变压器的额定容量和额定电压计算出来的电流称为变压器的额定根据变压器的额定容量和额定电压计算出来的电流称为变压器的额定电流，单位为。对三相电力变压器，额定电流是指线电流。电流，单位为。对三相电力变压器，额定电流是指线电流。另外，在额定运行时，变压器的频率、效率和温升均为额定值。另外，在额定运行时，变压器的频率、效率和温升均为额定值。三相变压器NNIUS=单相变压器N

16、NIUS= 3山东临沂 张培杰QQ736929822.283、接线组别：、接线组别：接线方式：我国电力变压器的绕组一般采用星型接线方式：我国电力变压器的绕组一般采用星型(Y)，或三角型（，或三角型（）五、型号、额定参数 星形向量图星形向量图 三角形（反顺序）三角形（反顺序）标准标准 三角形（正顺序）三角形（正顺序）星星型型Y Y三三角角型型山东临沂 张培杰QQ736929822.29接线组别：接线组别： 反应三相变压器对称运行时，高、低压侧对应反应三相变压器对称运行时，高、低压侧对应线电压线电压间的相位关间的相位关系。与绕组的绕向和各侧接线方式有关。系。与绕组的绕向和各侧接线方式有关。 所谓变压器的联接组别，所谓变压器的联接组别，是指变压器一、二次绕组因采用不同联接方式而形成变压器各侧对是指变压器一、二次绕组因采用不同联接方式而形成变压器各侧对应的应的线电压线电压之间的不同相位关系。之间的不同相位关系。 五、型号、额定参数例变压器例变压器Nd11Nd11联接联接（1）、高压侧接线方式用大写字）、高压侧接线方式用大写字母表示写在前面母表示写在前面,Y表示星型，表示星型，N表表示中性点引出。示中性点引出。（2）、低压侧接线方式用小写字）、低压侧接线方式用小写字母表示写在后面，母表示写在后面，d表示低压侧是表示低压侧是三角形