变压器培训讲义

2024/4/30变压器变压器是一种静止的，将某一等级的交流电压和电流转换为同频率的另一等级的交流电压和电流的设备。功能：变电压——电力系统变电流——电流互感器变阻抗——电子电路中的阻抗匹配2024/4/30发电厂10.5千伏输电线220千伏升压变电站10千伏降压

变压器应用举例…降压实验室380/220伏降压仪器36伏降压我国规定：输电线路的电压为110KV，220KV，500KV等几种2024/4/30任务5其它用途的变压器任务4三相变压器任务3单相变压器的负载运行任务2单相变压器的空载运行任务1变压器基本工作原理和结构

2024/4/30任务1变压器基本工作原理和结构

一、变压器的基本工作原理

一个铁心：提供磁通的闭合路径。两个绕组：1次侧绕组N1；2次侧绕组N2。单相变压器原理图变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。只要一、二次绕组的匝数不同，就能达到改变压的目的。2024/4/30任务1变压器基本工作原理和结构

一、变压器的基本工作原理

空载运行：U1→i1→Φ→感应电势e1和e2→U2；

略去绕组电阻和漏抗压降，则：2024/4/30二、变压器的应用与分类1）电力变压器：电力系统传输电能的升压变压器/降压变压器等。2)特殊变压器：给电焊机供电的电焊变压器，给炼钢炉供电的电炉变压器等3)仪用互感器：电压互感器

/电流互感器

4)试验变压器：高压试验用5)调压变压器：能在一定范围内连续调节输出电压6)控制变压器：隔离防止触电安全，同时提供多种电压

按用途分:2024/4/30按制造方式壳式(用在小容量变压器）心式（工艺简单应用广泛）变压器图形符号变压器文字符号：T按相数分单相变压器三相变压器多相变压器不同的分类，基本原理一样2024/4/30三、电力变压器的基本结构分类：干式变压器：空气冷却。一般用于小容量变压器，如电站、工厂等。在电力系统中，变压比为6000V/400V，用于额定电压为380V的负载。油浸式变压器：油冷却。一般用于升压站和发电厂，变压比为20KV/500KV，20KV/6KV等。2024/4/30油浸式电力变压器铁心（硅钢片）：变压器的主磁路，为了提高导磁性能和减少铁损，用0.35mm厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成。绕组（铜线或铝线）：变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。绝缘套管（引出装置）：将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝缘，担负着固定的作用。油箱：油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油是冷却介质，又是绝缘介质。油箱侧壁有冷却用的管子（散热器或冷却器）。附件：储油柜、吸湿器、安全气道、净油器和气体继电器。2024/4/30（一）电力变压器的额定值3．额定容量SN

：额定条件下的输出功率

1．额定电压UN1和UN2：绕组正常工作时的电压值2．额定电流IN1和IN2：绕组长期允许的最大电流值4．额定频率f：50Hz四、电力变压器的额定值与主要系列单相变压器的是相电压；三相变压器的是线电压。

2024/4/30（二）电力变压器的型号及主要系列2024/4/30三相铝线高压边额定电压10kv额定容量1000kv·A变压器型号：三相设计序号高压边额定电压10kv额定容量500kv·A变压器型号：S9–500/10组合式冷却方式高压边额定电压10kv额定容量630kv·A变压器型号：Zb-F-630/102024/4/30任务2单相变压器的空载运行

I2=0U2=U20=E2U1≈E12024/4/30绕组：一次绕组二次绕组单相变压器+–+–变压器的磁路由硅钢片叠成厚0.35mm或0.5mm铁心变压器的电路一次绕组N1二次绕组N2铁心2024/4/30空载电流(励磁电流)：占额定电流的2%—10%空载损耗(铁心损耗

PFe)：磁滞损耗和涡流损耗磁滞损耗：磁滞现象引起铁心发热，造成的损耗；涡流损耗：交变磁通在铁心中产生的感应电流(涡流)造成的损耗。铜损耗

(

PCu：绕组的损耗)很小变压器的损耗：P=

PFe＋

PCu

可变损耗不变损耗2024/4/30任务3单相变压器的负载运行

2024/4/30结论：原、副边电流与匝数成反比2、变电流：Z四、变压器的作用1、变电压2024/4/303、变阻抗：应用：阻抗匹配在电子电路中，为了提高信号的传输功率和效率，常用变压器将负载阻抗变换为适当的数值，以取得最大的传输功率和效率，这种做法称为阻抗匹配。2024/4/30变电压变电流变阻抗2024/4/30五、变压器的运行特性

（一）变压器的外特性和电压变化率电压变化率：反映电压的稳定性变压器主要性能指标电力变压器：

U％=2%~3%外特性效率特性当U1=U1N，cos

2不变时，U2=f(I2)2-纯电阻负载；1-感性负载；3-容性负载一般供电系统希望要硬特性（随I2的变化，U2

变化不多）2024/4/30（二）变压器的效率特性输出功率输入功率cos

2不变时，效率=f(I2)；电力变压器，最大效率出现在I2=（0.5—0.7）I2N2024/4/30小结：单相变压器的功率关系

1.一次绕组的视在功率

S1=UN1IN12.二次绕组的视在功率

S2=UN2IN23.输入功率

P1=UN1IN1cos

14.输出功率

P2=UN2IN2cos

25.变压器的损耗

P=PFe＋PCu

(1)铜损耗

PCu=R1I12+R2I22(2)铁损耗

PFe=Ph＋Pe

6.效率

P1P2

=×100%2024/4/30任务4三相变压器

1、三相变压器组：三个独立单相变压器组成的变压器组特点：三相之间只有电的联系，没有磁的联系。一、三相变压器的种类2024/4/30ABCXYZabczyx2、三相心式变压器：铁心为三相所共有的三相变压器特点：三相之间既有电的联系，又有磁的联系。2024/4/30绕组名称首端末端中性点高压绕组A、B、CX、Y、ZN低压绕组a、b、cx、y、zn二、三相绕组的联结方式2024/4/30原边：Y

YN

D(△)副边：yynd

星形三角形2024/4/30三相变压器Yyn联结线电压之比：ACBbca+–+–+–+–2024/4/30三相变压器YNd联结线电压之比：ACBabc+–+–+–GB:Yyn、Yd、YNd、Yy、YNy最常用的三种2024/4/302024/4/30例6

有一带电阻负载的三相变压器，其额定数据如下： SN=100kVA,U1N=6000V,f=50Hz。

U2N=U20=400V,绕组连接成

y。由试验测得:

PFe=600W，额定负载时的

PCu=2400W。试求(1)变压器的额定电流；

(2)满载时的效率。解:(1)额定电流2024/4/30(２)满载时的效率三、变压器的并联运行3.1并联运行的理想条件并联运行的优点：1.提高供电的可靠性；2.提高供电的经济性。并联运行是指将几台变压器的一、二次绕组分别接在一、二次侧的公共母线上，共同向负载供电的运行方式。并联运行的理想情况是：1.空载时各变压器绕组之间无环流；2.负载后，各变压器的负载系数相等；3.负载后，各变压器的负载电流与总的负载电流同相位。为了达到上述理想运行情况，并联运行的变压器需满足以下条件：1.各变压器一、二次侧的额定电压分别相等，即变比相同；2.各变压器的连接组别相同；3.各变压器的短路阻抗（短路电压）的标么值相等，且短路阻抗角也相等。1.变比不等时并联运行变比不等的两台变压器并联运行时，二次空载电压不等。折算到二次侧的等效电路如图所示。由等效电路可以列出方程式：则二次侧电流为：为了保证空载时环流不超过额定电流的10%，通常规定并联运行的变压器的变比差不大于1%。当变压器的变比不等时，在空载时，环流就存在。变比差越大，环流越大。由于变压器的短路阻抗很小，即使变比差很小，也会产生很大的环流。环流的存在，既占用了变压器的容量，又增加了变压器的损耗，这是很不利的。2.连接组别不同时并联运行连接组别不同时，二次侧线电压之间至少相差300，则二次线电压差为线电压的51.8%，由于变压器的短路阻抗很小,这么大的电压差将产生几倍于额定电流的空载环流，会烧毁绕组，所连接组别不同绝不允许并联。3.短路阻抗标么值不等时并联运行由等效电路可知：等效电路如图所示。可见，各台变压器所分担的负载大小与其短路阻抗标么值成反比。为了充分变压器的容量，理想的负载分配，应使各台变压器的负载系数相等，而且短路阻抗标值相等。变压器运行规程规定：在任何一台变压器不过负荷的情况下，变比不同和短路阻抗标么值不等的变压器可以并联运行。又规定：阻抗标么值不等的变压器并联运行时，应适当提高短路阻抗标么值大的变压器的二次电压，以使并联运行的变压器的容量均能充分利用。为了使各台变压器所承担的电流同相位，要求各变压器的短路阻抗角相等。一般来说，变压器容量相差越大，短路阻抗角相差也越大，因此要求并联运行的变压器的最大容量之比不超过3：1。2024/4/30任务5

其它用途的变压器

一、自耦变压器

自耦变压器的结构特点是：一次、二次绕组共用一个绕组。忽略漏阻抗，则=U1U2E1E2=N1N2=k2024/4/30可调式自耦变压器（调压器）手柄绕组接触臂使用~220V电源时，输入线接在1、3两端；使用~110V电源时，输入线接在1、2两端；

旋转手柄，改变耦合匝数，能在4、5之间得到0～250V的不同输出电压。接线柱2024/4/30二、仪用互感器