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1、第一章变压器的基本知识和结构第1页，共36页，编辑于2022年，星期二第 一 篇第一章第一章 变压器的基本知识和结构变压器的基本知识和结构第2页，共36页，编辑于2022年，星期二第一章第一章 变压器的基本知识和结构变压器的基本知识和结构本章节基本要求：本章节基本要求：(1)(1)理解变压器变压不变频的基本工作原理；理解变压器变压不变频的基本工作原理；(2)(2)了解电力变压器的类别；了解电力变压器的类别；(3)(3)了解电力变压器的主要结构部件及其作用；了解电力变压器的主要结构部件及其作用；(4)(4)理解电力变压器的型号及额定值。理解电力变压器的型号及额定值。本章节重点和难点：本章节重点和
2、难点：重点重点:(1)(1)变压器的主要结构、类别、基本工作原理。变压器的主要结构、类别、基本工作原理。(2)(2)额定值的意义和计算。额定值的意义和计算。难点难点:(1)(1)变压器的工作原理变压器的工作原理;(2)(2)变压器额定值的计算。变压器额定值的计算。第3页，共36页，编辑于2022年，星期二引言引言电力变压器电力变压器自耦调压器自耦调压器三相干三相干式变压式变压器器电源变压器电源变压器控制变压器控制变压器 变压器除了在电力系统中应用外，还应用于一些工业部门中。例如，变压器除了在电力系统中应用外，还应用于一些工业部门中。例如，在在电炉电炉、整流设备整流设备、电焊设备电焊设备、矿山设
3、备矿山设备、交通运输的电车交通运输的电车等设备中，都等设备中，都要采用专门的变压器。此外，在要采用专门的变压器。此外，在实验设备实验设备、无线电装置无线电装置、无线电设备无线电设备、测量设备测量设备和和控制设备控制设备（一般有叫控制变压器，容量都很小）中，也应用着各（一般有叫控制变压器，容量都很小）中，也应用着各种各样的变压器。种各样的变压器。第4页，共36页，编辑于2022年，星期二 变压器是根据变压器是根据电磁感应电磁感应原理制成的一种原理制成的一种静止静止的电气设备，是将某一种的电气设备，是将某一种电压、电流、相数电压、电流、相数的交流电能转变成同频率的另一种的交流电能转变成同频率的另一
4、种电压、电流、相数电压、电流、相数的的交流电能。它具有交流电能。它具有电压变换电压变换、电流变换电流变换、阻抗变换阻抗变换和和电气隔离电气隔离的功能，在的功能，在工程的各个领域获得广泛的应用。工程的各个领域获得广泛的应用。在电力系统中变压器的在电力系统中变压器的地位地位是非常重要的，不仅需要变压器的是非常重要的，不仅需要变压器的数量数量多多，而且要求，而且要求性能好性能好、技术指标先进技术指标先进，还要保证，还要保证运行时安全可靠运行时安全可靠。我国大型变压器的发展我国大型变压器的发展已有实验已有实验自用自用样机；样机；申请了蒸发冷却保护变压器的申请了蒸发冷却保护变压器的专利专利；10KV10
5、KV样机样机已挂网运行已挂网运行；探讨探讨高压高压变压器冷却结构。变压器冷却结构。第5页，共36页，编辑于2022年，星期二第一节第一节 变压器的基本工作原理变压器的基本工作原理 变压器是利用电磁感应定律把变压器是利用电磁感应定律把一种电压等级一种电压等级的交流电能转换成同的交流电能转换成同频率的频率的另一种电压等级另一种电压等级的交流电能。的交流电能。变压器的主要部件是变压器的主要部件是铁芯铁芯和套在铁芯上的两个和套在铁芯上的两个绕组绕组。两绕组两绕组只有磁耦合没电联系只有磁耦合没电联系。在一次侧绕组中加上交。在一次侧绕组中加上交变电压，产生变电压，产生交链交链一、二次侧绕组的一、二次侧绕组
6、的交变磁通交变磁通，在两，在两绕组中分别感应电动势。绕组中分别感应电动势。注注:只要一、二次只要一、二次侧绕组的匝数不侧绕组的匝数不同，就能达到改同，就能达到改变压的目的。变压的目的。第6页，共36页，编辑于2022年，星期二 简单地说简单地说:变压器就是按照变压器就是按照“动电生磁，动磁生电动电生磁，动磁生电”的电磁感应原的电磁感应原理制成的。理制成的。变压器在传递电能的过程中，一、二次侧的电功率基本相等。当变压器在传递电能的过程中，一、二次侧的电功率基本相等。当两侧电压不等时，两侧电流势必不等，高压侧的电流小，低压侧的电两侧电压不等时，两侧电流势必不等，高压侧的电流小，低压侧的电流大，故变
7、压器在改变电压的同时，也改变电流。流大，故变压器在改变电压的同时，也改变电流。思考题思考题:1.1.变压器是怎样变压的变压器是怎样变压的,为什么能变电压为什么能变电压,而不能变频而不能变频?答答:变压器一、二次绕组套在同一铁芯上，当一次绕组接上交流电源后，绕组中流过励磁电流，产变压器一、二次绕组套在同一铁芯上，当一次绕组接上交流电源后，绕组中流过励磁电流，产生励磁磁动势，在铁芯中产生交变主磁通，主磁通频率与电源电压频率相同。由电磁感应定律，生励磁磁动势，在铁芯中产生交变主磁通，主磁通频率与电源电压频率相同。由电磁感应定律，一、二次绕组因交链该主磁通分别产生同频率的感应电动势。但由于一、二次绕组
8、匝数不等，所一、二次绕组因交链该主磁通分别产生同频率的感应电动势。但由于一、二次绕组匝数不等，所以一、二次绕组感应电动势不等，若不考虑绕组阻抗压降时绕组的电压近似等于绕组电动势，因以一、二次绕组感应电动势不等，若不考虑绕组阻抗压降时绕组的电压近似等于绕组电动势，因此一、二次绕组电压不等，变压器从而实现变压。但一、二次绕组感应电动势由同一个交变主磁此一、二次绕组电压不等，变压器从而实现变压。但一、二次绕组感应电动势由同一个交变主磁通感应产生，所以频率相等，即变压器不能改变频率。通感应产生，所以频率相等，即变压器不能改变频率。2.2.变压器一次绕组若接在直流电源上变压器一次绕组若接在直流电源上,二
9、次侧会有稳定的直流电压吗二次侧会有稳定的直流电压吗?为为什么什么?第7页，共36页，编辑于2022年，星期二第二节第二节 变压器的分类变压器的分类 为了适应不同的为了适应不同的使用目的使用目的和和工作条件工作条件，变压器有许多类型，且各，变压器有许多类型，且各种类型的变压器在种类型的变压器在结构上结构上、性能上性能上差异也很大。变压器有许多分类方法。差异也很大。变压器有许多分类方法。1.1.按用途分：按用途分：(1)(1)电力变压器：电力变压器：用于输、配电系统的升、降电压及配电变压器。用于输、配电系统的升、降电压及配电变压器。配电变压器配电变压器升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器第8页
10、，共36页，编辑于2022年，星期二(2)(2)特种变压器：特种变压器：如电炉变压器、整流变压器等。如电炉变压器、整流变压器等。(3)(3)仪用变压器：仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置。保护装置。电压互感器电压互感器电流互感器电流互感器电炉变压器电炉变压器1212脉整流变压器脉整流变压器第9页，共36页，编辑于2022年，星期二(4)(4)试验变压器：试验变压器：能产生高压，对电气设备进行高压试验。能产生高压，对电气设备进行高压试验。2.2.按相数分：按相数分：干式试验变压器干式试验变压器 高压试验变压器高压试验变压器
11、 串联谐振试验变压器串联谐振试验变压器(1)(1)单相变压器：单相变压器：用于单相负荷和用于单相负荷和三相变压器组。三相变压器组。(2)(2)三相变压器：三相变压器：用用于三相系统的升、于三相系统的升、降电压。降电压。(3)(3)多相变压器：多相变压器：用于多相系统的升、用于多相系统的升、降电压。降电压。第10页，共36页，编辑于2022年，星期二3.3.按绕组形式分：按绕组形式分：(1)(1)双绕组变压器：双绕组变压器：用于连接用于连接电力系统中的两个电压等级。电力系统中的两个电压等级。(2)(2)三绕组变压器：三绕组变压器：一般用于电力系统一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。区
12、域变电站中，连接三个电压等级。(4)(4)自耦变电器：自耦变电器：用于连接不用于连接不同电压的电力系统。也可做为同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。普通的升压或降后变压器用。(3)(3)多绕组变压器：多绕组变压器：用于电力系统用于电力系统中一种电压等级输入变换得到多种中一种电压等级输入变换得到多种不同电压等级。如分裂变压器。不同电压等级。如分裂变压器。第11页，共36页，编辑于2022年，星期二4.4.按冷却方式分：按冷却方式分：(1)(1)干式变压器：干式变压器：依靠空气对依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。明、电子线路等
13、小容量变压器。(2)(2)油浸式变压器油浸式变压器：依靠油作冷却依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。浸水冷、强迫油循环等。第12页，共36页，编辑于2022年，星期二5.5.按铁芯形式分：按铁芯形式分：(1)(1)芯式变压器：芯式变压器：用于高用于高压的电力变压器。压的电力变压器。(2)(2)壳式变压器：壳式变压器：用于大电流的特殊用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。电源变压器。6.6.按容量分：按容量分：按电力部
14、门的相关规定按电力部门的相关规定:630KVA630KVA以下为小型变压器；以下为小型变压器；800-6300KVA800-6300KVA为中小型变压器；为中小型变压器；8000-63000KVA8000-63000KVA为大型变压器；为大型变压器；90000KVA90000KVA及以上为特大型变压器；及以上为特大型变压器；7.7.按中性点绝缘水平分为：按中性点绝缘水平分为：全绝缘和半绝缘变压器。全绝缘和半绝缘变压器。第13页，共36页，编辑于2022年，星期二8.8.按绕组导线材料分为：按绕组导线材料分为：铜线和铝线变压器。铜线和铝线变压器。9.9.按结构分为按结构分为:全密封、非晶合金、调
15、容、防雷、预装箱式、组合式、全密封、非晶合金、调容、防雷、预装箱式、组合式、柱上单相、地下、超导变压器等。柱上单相、地下、超导变压器等。10.10.按调压方式分为：按调压方式分为：有载调压和无励磁调压变压器。有载调压和无励磁调压变压器。有载调压变压器有载调压变压器无励磁调压变压器无励磁调压变压器第14页，共36页，编辑于2022年，星期二 变压器的最主要部件由变压器的最主要部件由铁芯铁芯与与绕组绕组两部分构成。两部分构成。铁芯和绕组装配在一起称为铁芯和绕组装配在一起称为器身器身。如图所示。如图所示:油浸式电力变压器结构油浸式电力变压器结构第三节第三节 变压器的基本结构变压器的基本结构第15页，
16、共36页，编辑于2022年，星期二第16页，共36页，编辑于2022年，星期二一、铁芯一、铁芯一、铁芯一、铁芯变压器的磁路变压器的磁路变压器的磁路变压器的磁路 铁芯是变压器的主磁路，又作为绕组的支撑骨架。变压器的一次铁芯是变压器的主磁路，又作为绕组的支撑骨架。变压器的一次绕组和二次绕组都绕在铁芯上。它主要由铁芯柱、铁轭和紧固件组成。绕组和二次绕组都绕在铁芯上。它主要由铁芯柱、铁轭和紧固件组成。如图所示如图所示:铁芯柱铁芯柱铁轭铁轭紧固件紧固件作用是作用是:固定绕组。固定绕组。作用是作用是:使磁路闭合。使磁路闭合。作用是作用是:使铁芯不松动。使铁芯不松动。为了提高导磁性能和减少铁损，铁芯多采用含
17、硅量约为为了提高导磁性能和减少铁损，铁芯多采用含硅量约为5%5%，厚，厚度为度为0.230.230.35mm0.35mm或或0.5mm0.5mm，两面涂绝缘漆或氧化处理的冷轧硅钢片，两面涂绝缘漆或氧化处理的冷轧硅钢片叠装而成。叠装而成。1.1.铁芯简介铁芯简介第17页，共36页，编辑于2022年，星期二2.2.铁芯的分类铁芯的分类 按绕组套入铁芯柱的形式、结构型式和工艺特点，变压器的铁芯主要分按绕组套入铁芯柱的形式、结构型式和工艺特点，变压器的铁芯主要分为为芯式芯式、壳式壳式、渐开线式和成型卷片式等。、渐开线式和成型卷片式等。(1)(1)芯式变压器芯式变压器 芯式芯式变压器的一、二次绕组套装在
18、铁芯的两个铁芯柱上，如图所示。变压器的一、二次绕组套装在铁芯的两个铁芯柱上，如图所示。芯式芯式变压器的特点变压器的特点:结构和工艺比较简单，有较多的空间装设绝缘，结构和工艺比较简单，有较多的空间装设绝缘，装配较容易，广泛应用于容量大、电压高的变压器，电力变压器均采用芯装配较容易，广泛应用于容量大、电压高的变压器，电力变压器均采用芯式结构。式结构。第18页，共36页，编辑于2022年，星期二2.2.壳式变压器壳式变压器 壳式壳式变压器的铁芯包围绕组的上下和侧面，如图所示。变压器的铁芯包围绕组的上下和侧面，如图所示。壳式壳式变压器的特点变压器的特点:这种结构机械强度好，铁芯容易散热，但制造工这种结
19、构机械强度好，铁芯容易散热，但制造工艺复杂，高压绕组与铁芯柱的距离较近，绝缘也比较困难，用铜量较多。艺复杂，高压绕组与铁芯柱的距离较近，绝缘也比较困难，用铜量较多。小型干式变压器多采用，此外，还通常应用于小型干式变压器多采用，此外，还通常应用于电压很低而电流很大电压很低而电流很大的特的特殊场合。例如，殊场合。例如，电炉用变压器电炉用变压器，由于这时巨大的电流流过绕组将使绕组，由于这时巨大的电流流过绕组将使绕组上受到巨大的电磁力，铁壳式结构可以加强对绕组的机械支撑，使能上受到巨大的电磁力，铁壳式结构可以加强对绕组的机械支撑，使能承受较大的电磁力。承受较大的电磁力。第19页，共36页，编辑于202
20、2年，星期二3.3.铁芯的装配铁芯的装配 根据铁芯柱与铁轭在装配方面的不同，铁芯可分为根据铁芯柱与铁轭在装配方面的不同，铁芯可分为对接式对接式和和叠接式叠接式两种。两种。(1)(1)对接式对接式 对接式对接式是先将铁芯柱和铁轭分别叠装和夹紧，然后再将它们对接在一是先将铁芯柱和铁轭分别叠装和夹紧，然后再将它们对接在一起，用特殊的紧固件夹紧。起，用特殊的紧固件夹紧。(2)(2)叠接式叠接式 叠接式叠接式是将铁芯柱和铁轭的硅钢片一层一层叠装，各层硅钢片的排列互是将铁芯柱和铁轭的硅钢片一层一层叠装，各层硅钢片的排列互不相同，叠装之后，各层的接缝不在同一点，如图所示。不相同，叠装之后，各层的接缝不在同一
21、点，如图所示。奇数层奇数层偶数层偶数层奇数层奇数层偶数层偶数层单相四片铁芯交叠方法单相四片铁芯交叠方法单相四片铁芯交叠方法单相四片铁芯交叠方法三相六片铁芯交叠方法三相六片铁芯交叠方法三相六片铁芯交叠方法三相六片铁芯交叠方法第20页，共36页，编辑于2022年，星期二铁芯的叠片偶数层刚好压着奇数层的接缝，使接缝错开，减少了接缝处的铁芯的叠片偶数层刚好压着奇数层的接缝，使接缝错开，减少了接缝处的气隙，从而减少了磁路和磁阻，使磁路便于流通，提高了导磁性能，减少气隙，从而减少了磁路和磁阻，使磁路便于流通，提高了导磁性能，减少了励磁电流；了励磁电流；可以避免涡流在钢片之间流通；可以避免涡流在钢片之间流通
22、；这种夹紧装置结构简单、经济、可靠性高，故国产变压器普遍采用这种夹紧装置结构简单、经济、可靠性高，故国产变压器普遍采用叠接式的铁芯结构。叠接式的铁芯结构。叠接式铁芯的特点叠接式铁芯的特点:4.4.变压器铁芯柱横截面变压器铁芯柱横截面(1)(1)小型变压器做成方形或者矩形；小型变压器做成方形或者矩形；(2)(2)大型变压器做成阶梯形，容量大大型变压器做成阶梯形，容量大(即铁芯柱直径大于即铁芯柱直径大于380mm380mm时时)则级数多，则级数多，叠片间留有间隙作为油道叠片间留有间隙作为油道(纵向或横向纵向或横向)。此外，铁轭截面有矩形和阶梯形。为减少励磁电流和铁芯损耗，铁轭面积此外，铁轭截面有矩
23、形和阶梯形。为减少励磁电流和铁芯损耗，铁轭面积通常要比铁芯柱面积大通常要比铁芯柱面积大551010。第21页，共36页，编辑于2022年，星期二5.5.变压器铁芯材料的发展变压器铁芯材料的发展 铁芯是电机、变压器的重要部件。电机、变压器铁芯对材料的铁芯是电机、变压器的重要部件。电机、变压器铁芯对材料的基本要求是，在一定频率及磁通密度下具有低的铁芯损耗，和在一基本要求是，在一定频率及磁通密度下具有低的铁芯损耗，和在一定磁场强度下具有高的磁通密度。在电机、变压器的发展过程中，定磁场强度下具有高的磁通密度。在电机、变压器的发展过程中，曾经采用和目前应用的铁芯材料有：曾经采用和目前应用的铁芯材料有：1
24、.1.纯铁、软钢和无硅钢；纯铁、软钢和无硅钢；2.2.硅钢硅钢片；片；3.3.铁镍合金（坡莫合金）；铁镍合金（坡莫合金）；4.4.铁铝合金；铁铝合金；5.5.非晶态合金；非晶态合金；6.6.微晶合金微晶合金;7.;7.电工钢片绝缘层；电工钢片绝缘层；8.8.高温超导体。高温超导体。高温超导体的发现和应用具有划高温超导体的发现和应用具有划时代的意义，将大步进入强电领域，必将给整个电工产业，乃至全时代的意义，将大步进入强电领域，必将给整个电工产业，乃至全社会产生巨大的影响。社会产生巨大的影响。6.6.成型卷片式铁芯成型卷片式铁芯 7.7.渐开线式铁芯渐开线式铁芯 近年来，出现一种渐开线形铁近年来，
25、出现一种渐开线形铁芯。芯。它的优点：它的优点：节省硅钢片，便于节省硅钢片，便于机械化生产，节省工时。机械化生产，节省工时。第22页，共36页，编辑于2022年，星期二二、绕组二、绕组二、绕组二、绕组-变压器的电路变压器的电路变压器的电路变压器的电路1.1.绕组简介绕组简介 绕组是变压器传递交流电能的电路部分，一般用绝缘绕组是变压器传递交流电能的电路部分，一般用绝缘扁铜扁铜(铝铝)线线或绝缘或绝缘圆铜圆铜(铝铝)线线在绕线模上绕制而成。变压器中，工作电压高的绕组称在绕线模上绕制而成。变压器中，工作电压高的绕组称为高压绕组，工作电压低的绕组称为低压绕组。为高压绕组，工作电压低的绕组称为低压绕组。2
26、.2.绕组的分类绕组的分类 根据高、低压绕组的相对位置、形状不同，以及在绕组铁芯柱上排列根据高、低压绕组的相对位置、形状不同，以及在绕组铁芯柱上排列方式不同，可分为方式不同，可分为同心式同心式和和交叠式交叠式两种。两种。(1)(1)同心式绕组同心式绕组 高压绕组和低压绕组均做成圆筒形，然后同心高压绕组和低压绕组均做成圆筒形，然后同心地套在铁芯柱上。为减少绕组与铁芯间绝缘距离，地套在铁芯柱上。为减少绕组与铁芯间绝缘距离，通常低压绕组在里面，高压绕组在外面，通常低压绕组在里面，高压绕组在外面，两绕组中两绕组中间加绝缘纸筒绝缘，如图所示。间加绝缘纸筒绝缘，如图所示。第23页，共36页，编辑于2022
27、年，星期二同心式绕组的几种基本形式同心式绕组的几种基本形式同心式绕组的特点同心式绕组的特点:同心式绕组具有结构简单，制造方便的优点，常用于芯式变压器，国产同心式绕组具有结构简单，制造方便的优点，常用于芯式变压器，国产电力变压器均采用这种结构。但它存在低压绕组引出线布置和焊接的工艺困电力变压器均采用这种结构。但它存在低压绕组引出线布置和焊接的工艺困难问题。难问题。(1)(1)圆筒式绕组圆筒式绕组:一般用于三相容量在一般用于三相容量在630KVA630KVA以下，电压不超过以下，电压不超过15KV15KV的变压器的变压器的高、低压绕组。的高、低压绕组。(2)(2)螺旋式绕组螺旋式绕组:一般用于容量
28、在一般用于容量在800KVA800KVA以上，电压在以上，电压在35KV35KV以下的三相变以下的三相变压器的大电流绕组。压器的大电流绕组。(3)(3)连续式绕组连续式绕组:应用范围较大，它的机械强度高，散热条件好，一般应用范围较大，它的机械强度高，散热条件好，一般用于三相容量在用于三相容量在630KVA630KVA以上，电压为以上，电压为3 3110KV110KV的变压器绕组。的变压器绕组。(4)(4)纠结式绕组纠结式绕组:焊头多，绕制费时，一般用于三相容量在焊头多，绕制费时，一般用于三相容量在6300KVA6300KVA以以上，电压在上，电压在110KV110KV以上的变压器的绕组。以上的
29、变压器的绕组。第24页，共36页，编辑于2022年，星期二(2)(2)交叠式绕组交叠式绕组饼式绕组饼式绕组 高压绕组和低压绕组均作成若干个圆饼状，沿着铁芯柱的高度高压绕组和低压绕组均作成若干个圆饼状，沿着铁芯柱的高度交叠地排列放置，为了减少绝缘距离，通常低压绕组靠近铁轭交叠地排列放置，为了减少绝缘距离，通常低压绕组靠近铁轭(最最下层和最上层下层和最上层)，如图所示。，如图所示。交叠式绕组的特点交叠式绕组的特点:交叠式绕组具有漏抗小、机交叠式绕组具有漏抗小、机械强度高，引出线的布置和焊接械强度高，引出线的布置和焊接都比较方便，多用在低电压，大都比较方便，多用在低电压，大电流的电焊、电炉变压器以及
30、壳电流的电焊、电炉变压器以及壳式变压器中。式变压器中。第25页，共36页，编辑于2022年，星期二三、油箱及变压器油三、油箱及变压器油三、油箱及变压器油三、油箱及变压器油 油箱是变压器的外壳。箱内装有变压器油、铁芯和绕组，油箱侧壁油箱是变压器的外壳。箱内装有变压器油、铁芯和绕组，油箱侧壁有冷却用的管子（散热器或冷却器）。油箱主要作用是保护铁芯和绕组有冷却用的管子（散热器或冷却器）。油箱主要作用是保护铁芯和绕组不受外力作用而损坏及避免受潮，同时通过变压器油把铁芯和绕组产生不受外力作用而损坏及避免受潮，同时通过变压器油把铁芯和绕组产生的热量散发出去，如图所示。的热量散发出去，如图所示。变压器油箱主
31、要有两种形式变压器油箱主要有两种形式:平顶油箱平顶油箱和和拱顶油箱拱顶油箱。平板式平板式 小容量小容量排管式排管式 较大容量较大容量散热气式散热气式大容量大容量强迫油循环强迫油循环大容量大容量1.1.平顶油箱的箱沿在上部，箱盖是平的，这种油箱多用于平顶油箱的箱沿在上部，箱盖是平的，这种油箱多用于6300KVA6300KVA及以下的变压及以下的变压器。器。2.2.拱顶油箱的箱沿在下部，箱盖做成钟罩形，又称为钟罩式油箱，用于拱顶油箱的箱沿在下部，箱盖做成钟罩形，又称为钟罩式油箱，用于8000KVA8000KVA及以上的变压器。及以上的变压器。1.1.油箱油箱-机械支撑、冷却散热机械支撑、冷却散热第
32、26页，共36页，编辑于2022年，星期二2.2.变压器油变压器油-冷却、绝缘、散热冷却、绝缘、散热 电力变压器绕组与铁芯装配完后用夹件紧固，形成变压器的器芯。电力变压器绕组与铁芯装配完后用夹件紧固，形成变压器的器芯。变压器器芯装在油箱内，油箱内充满变压器油。变压器油是一种变压器器芯装在油箱内，油箱内充满变压器油。变压器油是一种矿物油矿物油，具有很好的绝缘性能。变压器油起两个具有很好的绝缘性能。变压器油起两个作用作用：1.1.绝缘：绝缘：绕组与绕组、绕组与铁芯及油箱之间绕组与绕组、绕组与铁芯及油箱之间2.2.散热：散热：热量通过油箱壳散发，油箱有许多散热油管，以增大散热面热量通过油箱壳散发，油
33、箱有许多散热油管，以增大散热面积。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积。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淋变压器油箱3.3.有关变压器油的要求有关变压器油的要求:高的介质强度和低的黏度，高的发火点和低的凝高的介质强度和低的黏度，高的发火点和低的凝固点，且不含酸、碱、硫、灰尘等杂质及水分。固点，且不含酸、碱、硫、灰尘等杂质及水分。第27页，共36页，编辑于2022年，星期二四、变压器其它附件四、变压器其它附件四、变压器其它附件四、变压器其它附件 电力变压器的附件有电力变压器的附件有:储油柜储油柜(又称油枕又称油枕)、安全气道、安全气道(又
34、称防爆管又称防爆管)、气体继电器、绝缘套管、分接开关、调压装置、冷却装置等。它们作用是气体继电器、绝缘套管、分接开关、调压装置、冷却装置等。它们作用是保证变压器的安全和可靠运行。保证变压器的安全和可靠运行。(1)(1)(1)(1)储油柜（油枕）储油柜（油枕）储油柜（油枕）储油柜（油枕）装在油箱上，使油箱内部与外界隔绝。它使油面升装在油箱上，使油箱内部与外界隔绝。它使油面升降限制在储油柜中，减少油受潮和氧化的程度。此外，降限制在储油柜中，减少油受潮和氧化的程度。此外，通过储油柜注入变压器油，还可防止气泡进入变压器内，通过储油柜注入变压器油，还可防止气泡进入变压器内，从而减缓了绝缘材料的老化速度。
35、从而减缓了绝缘材料的老化速度。变压器运行时产生热量，使变压器油膨胀，变压器运行时产生热量，使变压器油膨胀，储油柜中变压器油上升，温度低时下降。储油柜中变压器油上升，温度低时下降。储油柜使变压器油与空气接触面较少，储油柜使变压器油与空气接触面较少，减缓减缓了变压器油的氧化过程及吸收空气中的水分的速度。了变压器油的氧化过程及吸收空气中的水分的速度。呼吸呼吸第28页，共36页，编辑于2022年，星期二(2)(2)(2)(2)安全气道（安全气道（安全气道（安全气道（防爆管防爆管防爆管防爆管）安全安全气道气道 安全气道是一根钢质圆管，顶端出口封有安全气道是一根钢质圆管，顶端出口封有一块玻璃或酚醛薄膜片，
36、下部与油箱连通。它一块玻璃或酚醛薄膜片，下部与油箱连通。它装在油箱顶盖上是保护设备，防止出现故障时装在油箱顶盖上是保护设备，防止出现故障时损坏油箱。当变压器发生故障而产生大量气体损坏油箱。当变压器发生故障而产生大量气体时，油箱内的压强增大，气体和油将冲破防爆时，油箱内的压强增大，气体和油将冲破防爆膜向外喷出，避免油箱爆裂。膜向外喷出，避免油箱爆裂。(3)(3)(3)(3)气体继电器（气体继电器（气体继电器（气体继电器（瓦斯继电器瓦斯继电器瓦斯继电器瓦斯继电器）气体继电器气体继电器 当变压器出现故障时，产生的热当变压器出现故障时，产生的热量使变压器油汽化，气体继电器动作，量使变压器油汽化，气体继
37、电器动作，发出报警信号或切断电源。发出报警信号或切断电源。如果事故严重，变压器油大量如果事故严重，变压器油大量汽化，油气冲破安全气道管口的密封汽化，油气冲破安全气道管口的密封玻璃，冲出变压器油箱，避免油箱爆玻璃，冲出变压器油箱，避免油箱爆裂。裂。第29页，共36页，编辑于2022年，星期二(4)(4)(4)(4)绝缘套管绝缘套管绝缘套管绝缘套管 绝缘套管装在变压器的油箱盖绝缘套管装在变压器的油箱盖上，作用是把线圈引线端头从油箱上，作用是把线圈引线端头从油箱中引出，并使引线与接地的油箱绝中引出，并使引线与接地的油箱绝缘。缘。1.1.绝缘套管由中心导电杆与瓷套组成。导电杆穿过变压器油箱、在油箱内绝
38、缘套管由中心导电杆与瓷套组成。导电杆穿过变压器油箱、在油箱内的一端与线圈的端点联接，在外面的一端与外线路联接。的一端与线圈的端点联接，在外面的一端与外线路联接。2.2.在瓷套和导电杆间留有一道充油层在瓷套和导电杆间留有一道充油层-充油套管。充油套管。3.3.当电压等级更高时，在瓷套内腔中常环绕着导电杆包上几层绝缘纸简，当电压等级更高时，在瓷套内腔中常环绕着导电杆包上几层绝缘纸简，在每个绝缘纸简上贴附有一层铝箔，则沿着套管的径向距离，绝缘层和铝在每个绝缘纸简上贴附有一层铝箔，则沿着套管的径向距离，绝缘层和铝箔层构成串联电容器，使资套与导电杆间的电场分布均匀。箔层构成串联电容器，使资套与导电杆间的
39、电场分布均匀。4.4.套管外形常做成伞形，电压愈高、级数愈多。电压低于套管外形常做成伞形，电压愈高、级数愈多。电压低于1KV1KV采用瓷采用瓷质绝缘套管，电压在质绝缘套管，电压在10-35KV10-35KV采用充气或充油套管，电压高于采用充气或充油套管，电压高于110KV110KV采用电容式套管。采用电容式套管。第30页，共36页，编辑于2022年，星期二(5)(5)(5)(5)调压装置调压装置调压装置调压装置(分接开关分接开关分接开关分接开关)2U2U2U2U1 1 1 12U2U2U2U2 2 2 21U1U1U1U2 2 2 21U1U1U1U1 1 1 1S S S S导电杆分导电杆分
40、导电杆分导电杆分接开关接开关接开关接开关无励磁分无励磁分无励磁分无励磁分接开关接开关接开关接开关KY1KY1KY1KY1系列有系列有系列有系列有载分接开关载分接开关载分接开关载分接开关S-03S-03S-03S-03有载分接开有载分接开有载分接开有载分接开关在线滤油装置关在线滤油装置关在线滤油装置关在线滤油装置 在电力系统，为了使变压器的输出电压在电力系统，为了使变压器的输出电压控制在允许变化的范围内，变压器的原边控制在允许变化的范围内，变压器的原边绕组匝数要求在一定范围内调节，因而原绕组匝数要求在一定范围内调节，因而原绕组一般备有抽头，称为绕组一般备有抽头，称为分接头分接头。利用开关。利用开
41、关与不同接头连接，可改变原绕组的匝数，达与不同接头连接，可改变原绕组的匝数，达到调节电压的目的。到调节电压的目的。分接开关分接开关分为分为:有载调压有载调压分接开关和分接开关和无载调压无载调压分接开关。分接开关。第31页，共36页，编辑于2022年，星期二怎样调变压器分接开关怎样调变压器分接开关?调整变压器分接开关不会烧损变压器，但分接开关调整不到位很容调整变压器分接开关不会烧损变压器，但分接开关调整不到位很容易烧变压器；这是因为变压器分接开关位置相对较小，若调整不到位，易烧变压器；这是因为变压器分接开关位置相对较小，若调整不到位，很容量造成相间短路。很容量造成相间短路。分接开关是否调整到位，
42、不能听声音，要靠仪器测量。在调整分接开关分接开关是否调整到位，不能听声音，要靠仪器测量。在调整分接开关后应用直流电桥测量变压器的直流电阻，看其三相净值和三相是否平衡，若后应用直流电桥测量变压器的直流电阻，看其三相净值和三相是否平衡，若三相直阻平衡，且和出厂值无大的变化，就说明是调整到位了。三相直阻平衡，且和出厂值无大的变化，就说明是调整到位了。“高往高调高往高调,低往低调低往低调”是针对配电变压器的是针对配电变压器的、三个档位，三个档位，它标在变压器的分接开关上，只要停电后打开变压器分接开关罩，就它标在变压器的分接开关上，只要停电后打开变压器分接开关罩，就能看到刻在分接开关外壳上的这三个字。如
43、果调整前变压器的分接开能看到刻在分接开关外壳上的这三个字。如果调整前变压器的分接开关在关在上，这时负荷端电压低了，就将分接开关从上，这时负荷端电压低了，就将分接开关从调到调到上，就是上，就是“低往低调低往低调”。反之亦然。反之亦然。第32页，共36页，编辑于2022年，星期二(6)(6)(6)(6)冷却装置冷却装置冷却装置冷却装置(包括散热器、冷却器包括散热器、冷却器包括散热器、冷却器包括散热器、冷却器)强油水冷却器强油水冷却器干式变压器横流式冷却风机干式变压器横流式冷却风机 dbfdbf系列变压器系列变压器专用冷却风机专用冷却风机 变压器散热器变压器散热器常用冷却介质常用冷却介质-变压器变压
44、器油油（油浸式）、（油浸式）、空气空气（干式）（干式）油浸方式油浸方式-油浸自冷油浸自冷；油浸油浸风冷风冷 (人工通风人工通风)；强迫油强迫油循环冷却；强迫油导向循循环冷却；强迫油导向循环冷却。环冷却。(7)(7)(7)(7)测温装置测温装置测温装置测温装置 第33页，共36页，编辑于2022年，星期二一、一、型号型号 型号表示一台变压器的型号表示一台变压器的结构结构、额定容量额定容量、电压等级电压等级、冷却方式冷却方式等等内容，表示方法为内容，表示方法为 如如OSFPSZ-250000/220OSFPSZ-250000/220表明自耦三相强迫油循环风冷三绕组铜线有有表明自耦三相强迫油循环风冷
45、三绕组铜线有有载调压，额定容量载调压，额定容量250000kVA250000kVA，高压额定电压，高压额定电压220kV220kV电力变压器。电力变压器。第四节第四节 变压器的铭牌数据变压器的铭牌数据第34页，共36页，编辑于2022年，星期二第四节第四节 变压器的铭牌数据变压器的铭牌数据二、额定值二、额定值三者关系三者关系：此外，额定值还有额定此外，额定值还有额定频率频率、效率效率、温升温升等。等。指长期运行时所能承受的工作电压指长期运行时所能承受的工作电压指铭牌规定的额定使用条指铭牌规定的额定使用条件下所能输出的视在功率。件下所能输出的视在功率。指在额定容量下，允许长期通过的额定指在额定容
46、量下，允许长期通过的额定电流。在三相变压器中指的是线电流电流。在三相变压器中指的是线电流第35页，共36页，编辑于2022年，星期二本章小结本章小结习习题题布布置置教材教材P17P17第二题第二题第七题第七题第八题第八题1.1.电力变压器是依据电磁感应定律进行交流电能传递的静止电器。电力变压器是依据电磁感应定律进行交流电能传递的静止电器。它是利用一次侧、二次侧匝数不等实现变压的；但一、二次侧的它是利用一次侧、二次侧匝数不等实现变压的；但一、二次侧的频率是相同的，等于电源的频率。频率是相同的，等于电源的频率。第一题第一题2.2.变压器的结构由器身、油箱、保护装置、冷却装置四大部分组成，铁芯和绕变
47、压器的结构由器身、油箱、保护装置、冷却装置四大部分组成，铁芯和绕组是它的主要部件。铁芯用导磁性能良好的铁磁性材料制成；一、二次侧绕组是它的主要部件。铁芯用导磁性能良好的铁磁性材料制成；一、二次侧绕组套装在铁芯柱上，它们之间没有电的连接，只有磁耦合。不同容量的变压组套装在铁芯柱上，它们之间没有电的连接，只有磁耦合。不同容量的变压器的冷却形式不一样，容量越大，冷却要求越高。器的冷却形式不一样，容量越大，冷却要求越高。3.3.变压器铭牌上的额定值，是正确、安全、可靠地使用变压器的依变压器铭牌上的额定值，是正确、安全、可靠地使用变压器的依据。对于三相变压器，额定电压及额定电流均指线电压和线电流。据。对于三相变压器，额定电压及额定电流均指线电压和线电流。第九题第九题第36页，共36页，编辑于2022年，星期二