变压器简介34503机械基础.doc

第5章变压器的结构、原理和额定值 5-1 变压器的用途和工作原理?变压器(Transformer) 是一种静止电机,它可以将一种电压形式的电能转换为另一种电压形式的电能。一、变压器分类及用途电力变压器: 电力系统中传输和分配电能用的变压器等。?问题 5-1 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。实验变压器(互感器)。仪用变压器。控制变压器:用在电子线路中。二、变压器的工作原理(1) 原理图?一个铁心:提供磁通的闭合路径。?两个绕组:一次侧绕组(原边)N,二次侧绕组(副边)N。(2) 工作原理 ,就有激磁电流 i存在,该电流在铁心中可产生一个交变的主磁通Φ。 e和ee=-NdФ/dt e=-NdФ/dt 3. 若略去绕组电阻和漏抗压降,则以上两式之比为: U /U≈(-e )/(-e )=N /N 1 /U 2≈(-e 1 )/(-e 2 )=N 1 /N 2 =k,k 定义为变压器的变比。即:U 1 /U 2 =N 1 /N 2 从此式可以看出, 若固定 U 1, 只要改变匝数比即可达到改变电压的目的了,即: 若使 N 2 >N 1, 则为升压变压器(step-up transformer) ; 若使 N 2 <N 1, 则为降压变压器(step-down transformer) 。 5-2 变压器的类型和结构一、类型?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、多相变压器等?按绕组分:双绕组、自耦、三绕组、多绕组变压器?铁心形式:心式、壳式变压器?冷却方式:干式、油浸式变压器等二、结构(电力变压器)?变压器主要部件是绕组和铁心(器身)。?绕组是变压器的电路,铁心是变压器的磁路。二者构成变压器的核心即电磁部分。?除了电磁部分,还有油箱、冷却装置、绝缘套管、调压和保护装置等部件。(1) 铁心?型式:心式变压器(结构简单工艺简单应用广泛); 壳式变压器(用在小容量变压器和电炉变压器)。?材料:一般由 或 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(纵向或横向)。(纵向油道见课本图 ) (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,一般低压绕组在内层,高压绕组套装在低压绕组外层,以便于提高绝缘性能。(3) 油、油箱、冷却及安全装置?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。? ; ; ; 。?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。?故障时,热量会使变压器油汽化,触动气体继电器发出报警信号或切断电源。?如果是严重事故,变压器油大量汽化,油气冲破安全气道管口的密封玻璃,冲出变压器油箱,避免油箱爆裂。 5-3 变压器的额定值( Rating ) (1) 额定电压 U /U ?单位为 V或者 kV。U为正常运行时一次侧应加的电压。 U为一次侧加额定电压、二次侧处于空载状态时的电压。?相变压器中,额定电压指的是线电压。(2) 额定容量 S?位为 VA、 kVA 、 MVA ?为变压器的视在功率。通常把变压器一、二次侧的额定容量设计为相同。(3) 额定电流 I /I 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。 : I=S/UI=S/U : I =S /[sqrt(3)U ]I =S /[sqrt(3)U ] (4) 额定频率 f?单位为 Hz,工频用 f =50Hz 此外,铭牌上还会给出三相联结组以及相数 m、阻抗电压 U、型号、运行方式、冷却方式和重量等数据。第6章变压器的基本理论 。 、电流、磁势、磁通、感应电势、功率、