第3章变压器讲课教案

第3章变压器项目1变压器的结构与原理1.1变压器的结构变压器是一种静止电机，它可以将一种电压的电能转换为另一种电压的电能。

一、变压器的作用1、变压：2、变流：3、变阻抗：二、变压器分类电力变压器：电力系统传输电能的升压变压器/降压变压器/配电变压器等。问题远距离输电为什么必须采用高压输电？

电炉变压器(专用)：给电炉(如炼钢炉)供电。电焊变压器(专用)：给电焊机供电。

整流变压器(专用)：给直流电力机车供电。

仪用变压器：用在测量设备中。

电子变压器：用在电子线路中。除了按以上用途分类外，变压器还可以按相数/绕组数目/铁心形式/冷却方式等特征分类。

按相数分：单相/三相/多相等

按绕组数：双绕组/自耦/三绕组/多绕组

铁心形式：心式/壳式

冷却方式：干式/油浸式等(1)铁心型式：心式(结构简单工艺简单应用广泛);壳式(用在小容量变压器和电炉变压器)。材料：一般由0.35mm/0.5mm冷轧(也用热轧)硅钢片叠成。铁心交叠：相邻层按不同方式交错叠放，将接缝错开。偶数层刚好压着奇数层的接缝，从而减少了磁阻，便于磁通流通。铁心柱截面形状：小型变压器做成方形或者矩形；大型变压器做成阶梯形。容量大则级数多。叠片间留有间隙作为油道（纵向、横向）。（2）绕组一般用绝缘扁铜线或圆铜线在绕线模上绕制而成。绕组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。(3)油/油箱/冷却/安全装置器身装在油箱内，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在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间起绝缘作用。②变压器油受热后产生对流，对变压器铁心和绕组起散热作用。

油箱有许多散热油管，以增大散热面积。为了加快散热，有的大型变压器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。这些都是变压器的冷却装置。1油箱/2储油柜/3气体继电器/4为安全气道。变压器运行时产生热量，使变压器油膨胀，并流进储油柜中。

储油柜使变压器油与空气接触面变小,减缓了变压器油的氧化和吸收空气水分的速度。从而减缓了油的变质。

四变压器的额定值(1)额定电压U1N/U2N单位为V或者kV。U1N为正常运行时1次侧应加的电压。U2N为1次侧加额定电压、2次侧处于空载状态时的电压。

三相变压器中，额定电压指的是线电压。

(2)额定电流I1N/I2N单位为A/kA。是变压器正常运行时所能承担的电流，在三相变压器中均代表线电流。

(3)额定容量SN单位为VA/kVA/MVA

SN为变压器的视在功率。通常把变压器1、2次侧的额定容量设计为相同。对单相：SN=

I1NU1N=I2NU2N

对三相：

(4)额定频率fN单位为Hz,fN=50Hz此外，铭牌上还会给出三相联接组以及相数m/阻抗电压Uk/型号/运行方式/冷却方式/重量等数据。

1.2变压器的工作原理

原绕组匝数为N1，电压u1，电流i1，主磁电动势e1，漏磁电动势eσ1；副绕组匝数为N2，电压u2，电流i2，主磁电动势e2，漏磁电动势eσ2。一、空载运行二、负载运行1．电压变换原绕组的电压方程：副绕组的电压方程：忽略电阻R1和漏抗Xσ1的电压，则：k称为变压器的变比。三相变压器的两种接法及电压的变换关系2．电流变换由U1≈E1=4.44N1fΦm可知，U1和f不变时，E1和Φm也都基本不变。因此，有负载时产生主磁通的原、副绕组的合成磁动势（i1N1+i2N2）和空载时产生主磁通的原绕组的磁动