变压器的基本结构和工作原理

第一章 变压器的基本原理和结构

1.1 变压器的基本原理

变压器的基本组成部分是由绕在共同磁路上的两个或者两个以上的绕组所有构成，图1-1表示单相变压器。当图中的一次绕组加上交流电压U1时，一次绕组里就有交流电流i1流过，此时一次绕组将产生一个磁动势F1=N1i1，这个磁动势就会在铁心中产生一个磁通φ，显然这个磁通也是交变的，所以他将在二次绕组（也包括一次绕组）中感应出一个电动势E2。当二次侧接上负载时，在E2的作用下，负载中将有电流I2流过。这就是变压器将电能从一次侧传递到二次侧的工作过程。

变压器工作原理图

变压器工作的目的不仅在于实现能量从一次侧传递到二次侧，而是通过传递过程实现电压和电压和电流的改变。

1.2变压器的基本结构

1.2.1变压器的内部结构主要有：铁心、线圈、器身绝缘、引线、变压器油组成。

1.2.2变压器外部结构主要有：邮箱、散热器、储油柜、高压套管、低压瓷套、分接开关、压力释放阀、分机及控制柜、测温装置、放油阀组成等。

第二章 各种牵引变压器介绍

2.1 单相牵引变压器

单相牵引变压器是之一种将三相电力系统（一次侧）变为适用于电力机车牵引用但相电压牵引变压器。适用于电气化铁路BT供电方式或直接供电方式的牵引变电所。根

第一单元 变压器的分类、结构和原理

课题一 变压器的分类和用途 一、填空题

1、变压器是一种能变换 电压，而 不变的静止电气设备。

2、变压器的种类很多，按相数分，可分为单相和三相变压器；按冷却方式分，可分为 、风冷式、自冷式和 变压器。

3、电力系统中使用的电力变压器，可分为 变压器、 变压器和 变压器。 二、判断题（在括号内打“√”或打“×”）

1、在电路中所需的各种直流电，可以通过变压器来获得。（） 2、变压器的基本工作原理是电流的磁效应。（） 三、简答题

1、为什么要高压送电？

2、变压器能改变直流电压吗？如果接上直流电压会发生什么现象？为什么？

课题二 变压器的结构和冷却方式 一、填空题

1、变压器的绕组常用绝缘铜线或铜箔绕制而成。接电源的绕组称为 ；接负载的绕组称为 。也可按绕组所接电压高低分为 和 。按绕组绕制的方式不同，可分为同心

变压器

第一节 变压器的工作原理、分类及结构

一、结构

1．铁心

如图，分铁心柱、磁轭两部分。

材料：0.35mm的冷轧有取向硅钢片，如：DQ320，DQ289，Z10，Z11等。 工艺：裁减、截短、去角、叠片、固定。

2．绕组

分同心式和交叠式两大类。 交叠式如右图。

同心式包括圆筒式、连续式、螺旋式等，见上图。 材料：铜（铝）漆包线，扁线。 工艺：绕线包、套线包。

3．其它部分

油箱（油浸式）、套管、分接开关等。

4．额定值

额定容量SN

额定电压U1N U2N 额定电流I1N I2N

对于单相变压器，有SN?U1NI1N?U2NI2N 对于三相变压器，有SN?3U1NI1N?3U2NI2N

注意一点：变压器的二次绕组的额定电压是指一次绕组接额定电压的电源，二次绕组开路时的线电压。

[讨论题]一台三相电力变压器，额定容量1600kVA，额定电压10kV/6.3kV，Y,d接法，求一次绕组和二次绕组的额定电流和相电流。 自己看[例3-1]。

总结：熟悉变压器额定值的规定。

二、变压器的工作原理

按照上图规定变压器各物理量的参考方向，有

e1??N1

定义变比

第一篇 电机基本定律和变压器

1-1 1-2 1-3

如何区别功率和能量？为什么电机的容量用功率表示，而不用能量表示？ 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这种材料有哪些主要特征？ 公式e=-

d?did?,e=-w,e=-L,都是电磁感应定律的不同写法，它们之间有什么差dtdtdt1-4

1-5

1-6 1-7

别？哪一种写法最有普遍性？从一种写法改为另一种写法需要什么附加条件？ 设有一矩形线圈结构尺寸如图1-7所示。线圈共有200匝，环绕图中所示中心轴线以3000r/min的转速匀速旋转，线圈所处空间为B=1.4T的均匀磁场。试求： （1） 线圈中感应电势的时间表达式。

（2） 当线圈中通入I=20A ，线圈上将产生电磁力和电磁转矩，写出电磁转矩与线

圈位置关系的表达式。

变压器中主磁通和漏磁通有什么区别？指出激励各磁通的磁势。

变压器是根据什么原理变压的？其能量又是如何从原方传递至副方的？ 在作变压器的等效电路时，激磁回路中的电表来测量？

rm代表什么电阻?这一电阻是否能用直流

1-8 变压器中的激磁电抗m组的匝数

xm的物理意义？在变压器中希望

xm大，还是小好？增加原绕

xm是增加还是减小？如原、副绕组的匝数同时按比例地增加，

xm又如

何变化？

新型变压器与传统变压器原理介绍

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变压器原理讲义

第一章 概述

1—1. 变压器的用途和分类

1.变压器---是一个静止的电器，由绕在同一个铁心上的两个或两个以上的线圈，通过交变的磁通联系。

2.功能---把一种等级的电压与电流变成同频率的另一种等级的电压与电流。 一．变压器的用途

发电机发出的电压10.5---20kV的低电压通过变压器变成高电压低电流进行远距离传送，最终到用户需要的电压，大型动力设备电压6，10kV，小型的动力设备为380，220伏。 输送的距离越远（千米） 200---400 500 800 1000以上 2000以上 输送的功率越大（万kVA） 20---30 40 80 200---500 500 以上 要求输电电压越高（kV） 220 330 500 750 1000 传输的电能的过程---发电机发出的电压升高----升压变压器----一级降压----二级降压----配电（用户）。 传输电能

1. 升压变压器----将发电机发出的电压升高输给线

弘 电 电 子 有 限 公 司

目录

一. 电磁学基础 PAGE3 1. 磁滞回路 P4 2. 集肤效应 P4.2 3. 导磁系数 P4.3 4. 正确值,有效值和测试值 P4.4 5. L,AL,GAP与ui P4.5 6. 交流信号 P5.6 7.判断三极管 P6.7 8 PFC P6.8 9.居里温度 P6.9 10. 法拉第定律 P6.10 11. 安培环路定律 P6.11 12. 基本,附加,双重和加强绝缘 P7.12 13. 电学磁学参数的关系 P7.13

变压器原理讲义

第一章 概述

1—1. 变压器的用途和分类

1.变压器---是一个静止的电器，由绕在同一个铁心上的两个或两个以上的线圈，通过交变的磁通联系。

2.功能---把一种等级的电压与电流变成同频率的另一种等级的电压与电流。 一．变压器的用途

发电机发出的电压10.5---20kV的低电压通过变压器变成高电压低电流进行远距离传送，最终到用户需要的电压，大型动力设备电压6，10kV，小型的动力设备为380，220伏。 输送的距离越远（千米） 200---400 500 800 1000以上 2000以上 输送的功率越大（万kVA） 20---30 40 80 200---500 500 以上 要求输电电压越高（kV） 220 330 500 750 1000 传输的电能的过程---发电机发出的电压升高----升压变压器----一级降压----二级降压----配电（用户）。 传输电能

1. 升压变压器----将发电机发出的电压升高输给线

理想变压器和全耦合变压器

8-4.理想变压器和全耦合变压器 理想变压器和全耦合变压器理想变压器也是一种耦合元件。 理想变压器也是一种耦合元件。它是实际 变压器在理想条件下的电路模型。 变压器在理想条件下的电路模型。理想变压器 的电路符号如下图，在如图同名端、 的电路符号如下图，在如图同名端、电压和电 流参考方向下，理想变压器的伏安关系为： 流参考方向下，理想变压器的伏安关系为：i1 i2

+

u1-

*n:1

*

+

u2-

u 1 =n u2 i1 1 = i2 n

理想变压器的唯一参数是变比(或匝比 理想变压器的唯一参数是变比 或匝比): n 或匝比

理想变压器和全耦合变压器

有理想变压器的伏安关系可以看出， 有理想变压器的伏安关系可以看出，理想变压 器已经没有电感或耦合电感的作用了， 器已经没有电感或耦合电感的作用了，故理想 变压器的电路模型也可以画出受控源的形式： 变压器的电路模型也可以画出受控源的形式：i1 i2 i1 i2i2 n+ u1-n

+

u1-

*

*n:1

+ -

+ -

+

u2 u1

u2-

理想变压器和全耦合变压器

理想变压器可以看成是耦合电感或空芯 变压器在理想条件下的极限情况: 变压器在理想条件下的极限情况 (1)耦合电感

2、电力变压器继电保护的工作原理 2.1 变压器的故障及不正常运行状态

●故障：油箱内部故障和油箱外部故障。内部故障包括相间短路、单相接地短路、单相绕组部分线匝间发生的匝间短路以及铁心烧损等故障；外部故障指的是绝缘套管及其引出线上发生的相间短路和接地短路故障等。

●不正常运行状态：包括变压器外部短路故障引起的过电流、负荷长时间超过额定容量引起的过负荷、风扇故障或漏油等原因引起冷却能力下降等。

2.2 变压器的纵联差动保护

2.2.1 定义： 差动保护是一种依据被保护电气设备进出线两端电流差值的变化构成的对电气设备的保护装置，一般分为纵联差动保护和横联差动保护。变压器的差动保护属纵联差动保护，横联差动保护则常用于变电所母线等设备的保护。 2.2.2 变压器纵联差动保护的基本原则： 变压器纵差保护是按照循环电流原理构成的变压器纵差保护的原理要求变压器在正常运行和纵差保护区（纵差保护区为电流互感器TA1、TA2之间的范围）外故障时，流入差动继电器中的电流为零，保证纵差保护不动作。但由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，因此，为了保证纵差保护的正确工作，就须适当选择两侧电流互感器的变比，使得正常运行和外部故障时，两个电流相等。

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