66kv变压器结构与系统设计
毕业论文
题目：66kv变压器结构仿真系统设计
目录
一．变压器概述 (1)
1.1变压器的原理及分类 (1)
1.2变压器设计的目的范围及意义 (2)
1.3变压器发展方向 (2)
1.3.1铁心制造技术 (3)
1.3.2.绝缘加工技术 (3)
1.3.3.绝缘干燥和油处理技术 (3)
1.3.4.节能技术 (4)
二．变压器结构 (4)
2.1结构简介 (4)
2.2元件示意图 (6)
三．设计方案 (14)
3.1熟悉产品规格及参数 (14)
3.2变压器额定电压和额定电流的计算 (14)
3.3铁心直径的选择 (16)
3.3.1影响铁心直径选择的主要因素： (16)
3.3.2截面的选择 (16)
3.3.3.迭片系数 (17)
3.4低压线圈匝数的计算 (18)
3.5 线圈及相关布置形式的确定 (18)
3.6 油箱的选择 (19)
3.6.1油箱器身相关参数的确定 (19)
四．减少变压器漏磁场引起的附加损措施 (20)
五．变压器试验 (21)
5.1最后的试验数据 (22)
六.总结 (23)
一．变压器概述
电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备。当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。变压器的作用是多方面的不仅能升高电压把电能送到用电地区，还能把电压降低为各级使用电压，以满足用电的需要。总之，升压与降压都必须由变压器来完成，在过去十年的发展中，我国电力建设快速发展，成绩斐然。其中，发电装机容量高速增长，电网建设速度突飞猛进，电源结构调整不断优化，技术装备水平大幅提升，节能减排降耗效果显著，电力建设实现了跨越式发展。这为我国经济社会平稳较快发展提供了强大动力，对改善人民生活起到了重要支撑和保障作用。目前在网运行的部分高能耗配电变压器已不符合行业发展趋势，面临着技术升级、更新换代的需求，未来将逐步被节能、节材、环保、低噪音的变压器所取代。因此系统设计在电力系统的规划以及电力系统保护和控制等方面起着越来越重要的作用。
1.1变压器的原理及分类
变压器是一种通过改变电压而传输交流电能的静止感应电器。它有一个共用的铁心和与其交链的几个绕组，且它们之间的空间位置不变。它是根据电磁感应的原理实现电能传递的。变压器内部，既有磁路问题，也有电路问题，而且彼此之间还有耦合关系。为了研究方便，通常将其转化为等效电路，并且用一组电路方程来描述。当某一个绕组从电源接受交流电能时，能通过电感生磁，磁感生电的电磁感应原理改变电压（电流），在其余绕组上以同一频率，不同电压传输出交流电能。它是根据电磁感应的原理实现电能传递的。变压器内部，既有磁路问题，也有电路问题，而且彼此之间还有耦合关系。为了研究方便，通常将其转化为等效电路，并且用一组电路方程来描述。
一般常用变压器的分类可归纳如下：
(1)、按相数分：
单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。
三相变压器：用于三相系统的升、降电压。
（2）、按冷却方式分：
干式变压器：依靠空气对流进行自然冷却或增加风机冷却，多用于高层建筑、高速收费站点用电及局部照明、电子线路等小容量变压器。
油浸式变压器：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。
（3）、按用途分：
电力变压器：用于输配电系统的升、降电压。
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保护装置。
试验变压器：能产生高压，对电气设备进行高压试验。
特种试验：如电炉变压器、整流变压器、调整变压器、电容式变压器、移相变压器等。
（4）、按绕组形式分：
双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。
三绕主变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。
自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。
（5）、按铁芯形式分：
芯式变压器：用于高压的电力变压器。
非合金变压器：非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料，空载电流下降约80%，是节能效果较理想的配电变压器，特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低地方。
壳式变压器：用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。
1.2变压器设计的目的范围及意义
在过去十年的发展中，我国电力建设快速发展，成绩斐然。其中，发电装机容量高速增长，电网建设速度突飞猛进，电源结构调整不断优化，技术装备水平大幅提升，节能减排降耗效果显著，电力建设实现了跨越式发展。这为我国经济社会平稳较快发展提供了强大动力，对改善人民生活起到了重要支撑和保障作用。目前在网运行的部分高能耗配电变压器已不符合行业发展趋势，面临着技术升级、更新换代的需求，未来将逐步被节能、节材、环保、低噪音的变压器所取代。因此系统设计在电力系统的规划以及电力系统保护和控制等方面起着越来越重要的作用。所以现在设计变压器的原则是在保证性能良好的情况下节材节能，降低损耗。
1.3变压器发展方向
随着市场经济的发展和科技的不断进步，新材料、新工艺的不断应用，新的低损耗配电变压器相继开发成功。国内许多变压器制造厂商投入了大量资金引进国外先进的制造技术及设备，不断研制开发低损耗变压器和各种结构形式的变
压器，如油浸变压器已出现比新S9系列更节能的S10、S11系列，新干式变压器的SC9系列以及非晶合金铁心等低损耗等产品都显示了我国配电变压器的节能潜力。
我国配电变压器行业经过不断努力，在90年代以后较过去有了突破性的进展，变压器性能不仅是铁心硅钢片材质的改进，而且在容量结构和制造工艺都有所突破，因而在节能降耗、降低空载电流和噪音都取得较大进展。
总体来看，中国变压器行业总体产品技术水平有了明显进步，但与国外产品相比，还存有一定差距，某些核心技术和产品对进口的依赖性依然很高。
1.3.1铁心制造技术
国内各企业主要是通过改善自己的剪切设备来改进铁心的生产技术，目前铁心制造技术有以下变化：
①铁心柱采用嵌下轭工艺。
与常规工艺相比可节省大量的芯柱叠装时间，提高铁心叠装质量，该工艺适用于配电变压器铁心的自动化生产。
②多级接缝铁心的应用。近年来，设计上为降低铁心接缝处的空载损耗，逐渐将传统的单一接缝改为多级接缝。国内变压器企业多采取局部阶梯接缝的做法，不仅能降低变压器空载损耗15%以上，而且能降低噪声3%～4%。
③铁心片加工技术。20世纪70年代初，国内各变压器生产企业均采用国产硅钢片纵剪线和多剪床组成的简易硅钢片横剪线。
1.3.
2.绝缘加工技术
20世纪80年代，随着产品电压等级容量的提高和实验项目的增加，绝缘加工逐渐从金属加工中分离出来。
1.3.3.绝缘干燥和油处理技术
油浸式变压器采用的是油纸绝缘结构。其核心工艺是绝缘材料的干燥处理，以及变压器的真空脱水。
气相干燥：20世纪80年代中期，国内沈变、西变和保变三大变压器厂率先
从瑞士Microfilm公司引进气相干燥设备。近年来煤油蒸发器又开发出内置式新产品，与传统的外置式蒸发器相比，两者各有利弊。
变压器油处理：进入上个世纪80年代，随着国外先进油过滤设备的引进，国内油净化技术得到了长足发展。企业大多采用了先进的真空喷雾净油法，它的去杂质和脱水效果是其他方法不能媲美的。
1.3.4.节能技术
就变压器节能技术发展历程看，中国变压器历经了S6、S7、S9、S11等几个系列的替代过程，目前S9型节能产品成为市场主流，而S11节能型产品的市场规模正在增长。在推广S11的市场过程中，S11的销售价格比S9的平均高出14.2%，所以价格仍是影响S11变压器普及推广的主要因素。
目前，新S9产品虽已占据大部分市场，但随着经济的发展，用户对“11”型产品的需求逐步增长。S11型叠铁心变压器是在新S9成熟的技术基础上设计开发的，在保持产品可靠性的前提下，其性能指标有了较大提高。与传统的叠片式变压器相比，S11卷铁心配电变压器具有节约原材料、节能、改善供电品质、噪音低和机械化程度高等特点。
从当前城乡电网改造的情况来看，我国供电电网要求配电变压器小容量化，降低噪声，尽量缩短低压配线，降低二次线损，改善电压品质。
我国的变压器制造业和使用总的发展趋势是：
①采用新材料，降低损耗。
②采用新结构，以求重量轻、体积小。
③提高产品的可靠性，减少甚至免维修。
④防火防爆，安全供电。
⑤节约原材料，降低成本。
目前变压器技术的发展目标是轻量、高效、高密度，片式化产品将获得进一步发展，高频、低损耗、小尺寸和低价位的电源变压器将占有大量市场，高压电源变压器市场前景广阔。
二．变压器结构
2.1结构简介
①油箱：油箱是变压器的外壳，内装铁芯和绕组并充满变压器油，使铁芯和绕组浸在油内。
②油枕：油枕装在油箱的斜上方，有油管和油箱相通。当变压器油的体积随油温变化而膨胀缩小时，油枕起着储油和补油的作用。
③密封件：密封件是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及防止外界杂质如灰尘与水分等侵入机器设备内部的零部件的材料或零件。
④散热器：变压器运行时要产生热量一是铁损，就是变压器铁芯中的涡流缺失产生的热量，二是负载电流流经变压器绕组产生的热量，此发热量与电流的平方成正比。这此热量必须要及时散发掉，否则会损坏变压器，因此变压器需要安装散热器。
⑤开关：对变压器进行保护
⑥油位表：变压器油位计工作原理是采用悬浮的原理，油位计里面有个浮标，当油面到浮标时则有一个标志，未到有另外一标志。
⑦波纹管：变压器的渗漏油是一个普遍存在的问题，波纹管在部件和管路联结处,在油箱与附件及管道对装处进行连接。
⑧压力释放阀：作用是使变压器油箱不致因压力过大而变形爆炸。
⑨蝶阀：通常安装油浸式变压器的油箱和散热片之间，用于控制变压器油箱和散热片之间的油流
⑩温度计：为防止变压器油温过高，加速变压器的老化。故变压器一般安装温度计，油面温度计用来测量变压器油箱上层油温，监视变压器运行状态是否正常。
?吸湿器：吸湿器用于清除和干燥由于变压器油温之变化而进入变压器（或互感器）；储油柜的空气中的杂物和潮气，以保持变压器油的绝缘强度。
?继电器：作为变压器运行时内部故障的一种保护。
?高压套管：变压器箱外的主要绝缘装置，变压器高绕组的引出线必须穿过绝缘套管，使引出线之间及引出线与变压器外壳之间绝缘，同时起固定引出线的作用。
?低压套管：变压器箱外的主要绝缘装置，变压器低绕组的引出线必须穿过绝缘套管，使引出线之间及引出线与变压器外壳之间绝缘，同时起固定引出线的作用。
?铭牌：变压器的额定值是制造厂对变压器正常使用所作的规定，变压器在规定的额定值状态下运行，可以保证长期可靠的工作，并且有良好的性能。
2.2元件示意图
图2-1变压器结构示意图
（1）变压器油箱
油箱是变压器的外壳，内装铁芯和绕组并充满变压器油，使铁芯和绕组浸在油内。变压器油起绝缘和散热作用。
图2-2
图2-3
图2-4
https://www.360docs.net/doc/4810415168.html,/wenku/dgjs/dgjc/201408/00012810.html （2）变压器油枕
油枕的侧面还装有油位计,可以监视油位的变化。变压器上面的筒形储油箱，就是油枕，作用是变压器由于负荷增大，油温升高，油箱内油膨胀，这时过多的油就会流入油枕，温度降低时，油枕内的油会再流入油箱，起到自动调整油面的作用。
图2-5
图2-6
https://www.360docs.net/doc/4810415168.html,/link?url=nN3_VUREpltUSkyRk88FdSytzTqyH-8gd_FHj-euShMepQlsVzQJ_WURenSY EfJCemRXMuE3h-p6c3-8tDVi7K
（3）变压器散热片
变压器运行时会发热，热量聚集，会加速变压器内部绝缘材料的老化，所以必须控制变压器的温度，使热量散发出来。对于空气冷却的变压器来说，热量的散发只能靠变压器表面的热传导，仅靠变压器油箱，散热面积远远不够，所以要加片式散热片，其作用就是加大散热面积，使热量散发出去，保证变压器温升。
图2-7
（4）套管
是将变压器内部高、低压引线引到油箱外部的绝缘套管，不但作为引线对地绝缘，而且担负着固定引线的作用，变压器套管是变压器载流元件之一，在变压器运行中，长期通过负载电流，当变压器外部发生短路时通过短路电流。因此，对变压器套管有以下要求：
(1)必须具有规定的电气强度和足够的机械强度。
(2)必须具有良好的热稳定性，并能承受短路时的瞬间过热。
(3)外形小、质量小、密封性能好、通用性强和便于维修。
图2-8
图2-9
https://www.360docs.net/doc/4810415168.html,/link?url=XAEy45TLkjRvDm-3SxFTiSRoaPj_MA_wwpsp-RtCdxTNSoUDlnwtwLs 508yg21CukoVrcWbM_QrBUkVoruyKYa
（5）压力释放阀
使变压器油箱不致因压力过大而变形爆炸。在大、中型变压器中采用压力释放阀代替防爆管，一般安装在变压器的油箱底部。压力释放阀在变压器正常工作时，保护变压器油与外部空气隔离。变压器一旦发生短路故障，变压器绕组将发
生电弧和火花，使变压器油在瞬间产生大量气体，油箱内的压力幅增。当压力达到临界值时，压力释放阀开启、释放压力;在压力值回复正常范围时，压力释放阀自动关闭。这样，使变压器油箱不致因压力过大而变形爆炸。
图2-10图2-11
图2-12
https://www.360docs.net/doc/4810415168.html,/link?url=F-JTnVKnr-K06zOBA-5vDXHcJ7HrNo584tXgK7gO2iA4PGFi_Nbvys3r9lM
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（6）气体继电器
气体继电器是油浸式变压器上的重要安全保护装置，它安装在变压器箱盖与储油柜的联管上，在变压器内部故障产生的气体或油流作用下接通信号或跳闸回路，使有关装置发出警报信号或使变压器从电网中切除，达到保护变压器的作用。如果不能正确使用或使用不当，则可能造成变压器损坏。
图2-13图2-14
图2-15
https://www.360docs.net/doc/4810415168.html,/t/30891/2013/0926/1625592.html
（7）变压器指针式油位计
主要适用于油浸式变压器，安装在变压器油箱上部，显示油箱内的油位，油位上部的视窗中出现蓝色标示时为油位正常，油位在箱盖以下；出现红色标示时为油位异常，油位在箱盖以下，需适当补油，顶端装有压力释放阀，在油箱内压力升高到释放阀开启压力时,释放阀迅速打开释放压力,防止发生危险。
图2-16
https://www.360docs.net/doc/4810415168.html,/link?url=NcSLnZmMn7QYCNkcMlKescsb7rKJt2GbHA7wHqzYy7VZazdJmT4YQqT65MQj mUMgXWTF_hrQC1AMOP_fd-av6gOPimulDzKVSN5e7oiWp4i
（8）变压器用蝶阀
蝶阀通常安装油浸式变压器的油箱和散热片之间，用于控制变压器油箱和散热片之间的油流。当大型电力变压器出厂时，散热器通常是单独包装以缩小运输尺寸。此时蝶阀关闭防止外部空气或水分进入变压器油箱内部，当变压器被运输到安装现场后，将散热器逐一安装在蝶阀上。当散热器安装完毕后就可以开启蝶阀，让变压器油箱和散热器之间的油流可以流通，从而起到散热的作用。
图2-17图2-18
图2-19图2-20
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（9）无励磁分接开关
无励磁分接开关是开关的一种，适用于额定电压10KV，额定电流63A或125A 以下三相油浸变压器，在无励磁条件下，通过改变变压器一次线圈匝数以达到调整二次电压的目的。分接开关在油介质中温度最低－25℃，最高100℃。
图2-21
图2-22
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三．设计方案
3.1熟悉产品规格及参数
产品型号：额定容量：20000KVA
额定电压：高压66kv 低压10.5kv 相数：3
额定频率：50Hz 联结组别：Dyn11
空载损耗：18kW 负载损耗：75kW
阻抗电压百分数：4.5% 绝缘等级：A级
冷却方式：油浸风冷使用形式：户内使用
了解是非常必要的前期工作,一个企业经济效益的高低在于产品是否适销对路，是否生产成本较低、产品质量高且销售价格合理，尤其是在当今社会主义市场经济条件下，国家强调不能单纯看产值，而应着重用效益来衡量一个企业。不言而喻，一个企业的产品的销售情况就成了企业的生命线。
为此，在产品设计时除了考虑通用化、系列化之外，还应很好考虑各种用户的不同要求，以尽量满足不同用户的需要。尤其应当着重开发在市场1：竞争能力强的产品。
变压器的电磁计算应根据产品设计任务书中所给定的技术参数来进行．其结果首先必须满足国家标准及有关技术标准中的规定以及用户的要求，同时还应具有较好的技术经济指标。通常所说的“优化设计”，就是以实现上述要求为目标的。
3.2变压器额定电压和额定电流的计算
电压、电流及匝数的计算是在假定变压器没有电阻，没有漏磁和没有铁耗的情况下进行的，因为这些问题对计算结果影响很小。由于三相变压器有Y接法(或YN接法)与D接法两种类型，因此在计算电压、电流时，必须注意线值与相值的关系，下面分别介绍本设计用到的Dyn11接法这种情况。
D(三角形)接法。这种接法多用于中、低压绕组。其特点为相电压等于线电压，但相电流为线电流的1/3，即
图 3-1
（1）.高压线圈为＂D ＂接线时，其各级分接的线电压和相电压相等:
V U l 660001.16600011=?=-
V U l 70950075.16600021=?=-
V U l 6930005.16600031=?=-
V U l 67650025.16600041=?=-
V U l 660000.16600051=?=-
V U l 64350975.06600061=?=-
V U l 6270095.06600071=?=-
V U l 61050925.06600081=?=-
V U l 59400900.06600091=?=-
（2）.低压线圈为“y ”型接线时，其线、相电压分别为：
V U l 105002=
V U U l p 60623/22==
(3).高压线圈为＂D ＂型接线时，其线、相电流分别为：
A U P I l l 75.162*3/10*2131==-
A I I l P 96.93321=÷=
(4).低压线圈为＂y ＂型接线时，其线电流和相电流相等，即：
109910500*3/1000*20000*3/10*2322====l P l U P I I
3.3铁心直径的选择
3.3.1影响铁心直径选择的主要因素：
铁心是变压器的磁路和骨架。首先，从变压器原理的分析可知，在保持铁芯磁密一定的条件下，铁芯直径的增大将使得绕组匝数减少，换句话说，铁芯材料消耗的增加特使得导线材料的消耗减少并使得短路阻抗、负载损耗值降低；如果减少铁芯直径，则会得出相反的结论。其次，如保持绕组匝数不变．增大铁芯直径将使得磁密降低，而空载电流、字载损耗均将相应下降，但铁芯材料消耗将增加；反之，如减少铁芯直径则有可能引起铁芯过饱和以致使空载电流和空载损耗均大为增加。
此外．对电力变压器来说，短路阻抗是一个很重要的性能参数，在设计时要求严格地控制在一定范围之内。根据计算短路阻抗公式可知，短路阻抗的电抗分量。若要维持短路阻抗为一定值，则需要使绕组电抗高度Hx 减少，并使纵向漏磁等效而积增大，即增加辐向尺寸而减少绕组高度，以使绕组和整个变压器的尺寸向宽而低的方向发展。相反，如减少铁芯直径而使绕组匝数增加时．为保持短路阻抗不变，则整个变压器的尺寸将向窄而高的方向发展。
综上所述可知：铁芯直径的选取百先将关系到整个变压器的制造成本。这主要应视铁芯材料的增加(或减少)及导线材料的减少(或增加)之中哪一个量变化对制造成本的影响更大来决定，在这一点上，变压器的设计类似于其他电机的设计，存在一个最优的铜铁比选择的问题。其次，铁芯直径的变化还将影响到变压器各技术件能参数(如空载电流”空载损耗、负载损耗、短路阻抗等)的改变，而在设计时这些件能参数值的变化均应符合相应国家标淮的规定。第三，如前所述，铁芯直径的选取还影响到整个变压器的尺寸、形状等。最后，铁芯直径的选取还要考虑系列化、通用化的要求。因此铁芯直径的选取是一个复杂的技术经济问题，往往也是变压器实现优化设计的关键。
3.3.2截面的选择
铁心柱截面有矩形和多级圆形截面矩形截面续充系数最高，心片种类久剪切、叠积和装配均根简轧但由于我国目前还不生产壳式变压抵因而矩形截面铁心
在国内用得很少。
图 3-2铁心柱截面有矩形和多级圆形截面
铁心直径的大小，直接影响材料的用量、变压器的体积及性能经济指标。故选择经济合理的铁心直径是变压器设计的重要一环。硅钢片重量和空载损耗随铁心直径增大而增大，而线圈导线重量和负载损耗随铁心直径增大而减小。合理的铁心直径就是硅钢片和导线材料的用量比例适当，打破到最经济的效果，故铁心直径的大小，与采用的硅钢片性能和导线材料直接有关。根据关系式的推导，铁心直径D 与变压器容量P 的四分之一次方成正比的关系，但因为变压器分单相、三相、双绕组、三绕组、自耦等，同样容量但肖耗材料不同。一般都按材料消耗折算成物理容量进行计算，为了计算方便，均以每柱的物理容量Pa 为基础，按下式求出铁心直径:
64.2893.5335744=?=?=a P K D
K －系数，由硅钢片性能和导线材料而定，采用冷轧硅钢片，铜导线时，K 取53－57，本设计K 取57。
Pa －一柱容量，三相双绕组变压每柱容量为:
67.66663
200003===p P a KVA 。 按标准直径取的289mm 。
3.3.3.迭片系数
迭片系数是由硅钢片的标称厚度，波浪性、绝缘膜厚度及铁心夹紧程度而定。一般主要根据波浪性来确定迭片系数，因其他因系变化不大。本设计迭片系数取0.97。故铁心有效截面积为655.97平方厘米
3.4低压线圈匝数的计算
1.每匝电压t e 的确定 按电磁感应定律得每匝电压： 式中：B －磁通密度，千高斯；
AC －铁心有效截面，平方厘米。
2.初选每匝电压'e t
已知铁心截面AC 、硅钢片牌号，即可初选每匝电压'e t 伏／匝
3.低压线圈匝数的确定
低压线圈匝数的确定最后求得每匝电压t e 和磁密B
用'e t 和低压线圈电压初算低压线圈匝数'2W 为
匝数不能有小数，取低
压线圈匝数为13匝，故每
匝电t e 为：
磁密B 为847.1597.6551.23450=?=B 千高斯 3.5 线圈及相关布置形式的确定
线圈是变压器输入和输出电能的电气回路，是变压器的基本部件，也是变压器检修的主要部件，它是由铜，铝和圆扁导线绕制，再配置各种绝缘件组成的。变压器容量和电压等级的不同，线圈所具有的结构特点亦各不相同，其中包括匝数，导线截面，并联导线换位，绕向，线圈的连接方式等。线圈必须具有足够的电气强度，耐热强度和机械强度，以保证制造或修理后的变压器能够可靠的运行根据经验可得本台变压器高压线圈为多层圆筒式，低压线圈为螺旋式。高压在外，450BAC W U e t ==574.21450
96.6558.14e '=?=t 匝000.10574.21231'2==W 伏／匝1.2310231e '==t
变压器的工作原理讲课教案
第三章变压器 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S N 额定电压U 1N U 2N 额定电流I 1N I 2N 对于单相变压器，有N N N N N I U I U S 2211== 对于三相变压器，有N N N N N I U I U S 221133== 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1600kV A ，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 dt d N e dt d N e φ φ2 211,-=-= 定义变比 2 121N N E E k == 工作原理： （1） 变压器正常工作时，一次绕组吸收电能，二次绕组释放电能； （2） 变压器正常工作时，两侧绕组电压之比近似等于它们的匝数之比； （3） 变压器带较大的负载运行时，两侧绕组的电流之比近似等于它们匝数的反比； （4） 变压器带较大的负载运行时，两侧绕组所产生的磁通，在铁心中的方向相反。 总结：牢记变压器的四条原理。 第二节 单相变压器的空载运行 一、空载运行时的物理情况 如图，变压器一次绕组接额定电压，二次绕组开路，称为变压器空载运行。此时，变压器一次绕组流过一个很小的电流，称为空载电流i 0，大约占额定电流的2%~5%，因此空载时变压器的铜损耗是很小的。为什么？ 又， 11144.4N f E U m Φ=≈
变压器基本工作原理
第1章 变压器的基本知识和结构 1.1变压器的基本原理和分类 一、变压器的基本工作原理 变压器是利用电磁感应定律把一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能。 变压器工作原理图 当原边绕组接到交流电源时，绕组中便有交流电流流过，并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通，这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。原、副绕组的感应分别表示为 dt d N e Φ-=1 1 dt d N e Φ-=2 2 则 k N N e e u u ==≈2 12121 变比k ：表示原、副绕组的匝数比，也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比。 改变变压器的变比，就能改变输出电压。但应注意,变压器不能改变电能的频率。 二、电力变压器的分类 变压器的种类很多，可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类。 按用途分类：升压变压器、降压变压器； 按相数分类：单相变压器和三相变压器；
按线圈数分类：双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器； 按铁心结构分类：心式变压器和壳式变压器； 按调压方式分类：无载（无励磁）调压变压器、有载调压变压器； 按冷却介质和冷却方式分类：油浸式变压器和干式变压器等； 按容量大小分类：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。 三相油浸式电力变压器的外形,见图1，铁心和绕组是变压器的主要部件，称为器身见图2，器身放在油箱内部。 1.2电力变压器的结构 一、铁心 1.铁心的材料 采用高磁导率的铁磁材料—0.35～0.5mm厚的硅钢片叠成。 为了提高磁路的导磁性能，减小铁心中的磁滞、涡流损耗。变压器用的硅钢片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆，这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。
12v电子变压器工作原理
电子变压器工作原理图 电子变压器就是开关稳压电源。它实际上就是一种逆变器。首先把交流电变为直流电，然后用电子元件组成一个振荡器直流电变为高频交流电。通过开关变压器输出所需要的电压然后二次整流供用电器使用。开关稳压电源具有体积小,重量轻,价格低等优点,所以被广泛用在各种电器中。开关稳压电源的原理较复杂。 下面一种电子变压器电路图的分析，输入为AC220V，输出为AC12V，功率可达50W。它主要是在高频电子镇流器电路的基础上研制出来的一种变压器电路，其性能稳定，体积小，功率大，因而克服了传统的硅钢片变压器体大、笨重、价高等缺点。 电子变压器电路图: 电子变压器工作原理电路如图所示。电子变压器原理与开关电源工作原理相似，二极管VD1～VD4 构成整流桥 把市电变成直流电，由振荡变压器T1，三极管VT1、VT2组成的高频振荡电路，将脉动直流变成高频电流，然后由铁氧体输出变压器T2对高频高压脉冲降压，获得所需的电压和功率。R1为限流电阻。电阻 R2、电容C1和双向触发二极管VD5构成启动触发电路。三极管VT1、VT2选用S13005，其B为15～2 0倍。也可用C3093等BUceo>=35OV的大功率三极管。触发二极管VD5选用32V左右的DB3或VR60。振荡变压器可自制，用音频线绕制在H7 X 10 X 6的磁环上。TIa、T1b绕3匝，Tc绕1匝。铁氧体输出变压器T2也需自制，磁心选用边长27mm、宽20mm、厚10mm的EI型铁氧体。T2a用直径为0．45mm高强度漆包线绕100匝，T2b用直径为1．25mm高强度漆包线绕8匝。二极管VD1～VD4选用IN4007型，双向触发二极管选用DB3型，电容C1～C3选用聚丙聚酯涤纶电容，耐压250V。此电子变压器电路工作时，A点工作电压约为12V；B点约为25V；C点约为105V；D点约为10V。如果电压不满足上述数值，或电子变压器电路不振荡，则应检查电路有无错焊、漏焊或虚焊。然后再检查VT1、VT2是否良好，T1a、T1b的相位是否正确。整个电子变压器电路装调成功后，可装入用金属材料制作的小盒内，发利于屏蔽和散热，但必须注意电路与外壳的绝缘。引外，改变T2 a、b二线圈的匝数，则可改变输出的高频电压。
单相变压器的基本工作原理和结构
变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电磁感应,将一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能. 3.1 变压器的基本工作原理和结构 3.2 单相变压器的空载运行 3.3 单相变压器的负载运行 3.4 变压器的参数测定 3.5 变压器的运行特性 隐形专家改编于2009-05
3.1 变压器的基本工作原理和结构 3.1.1 基本工作原理和分类 一、基本工作原理 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。 1 u 1 e 2 e 2u 1i 2 i Φ 1 U 2 U 1 u 2u L Z 1 2 12d Φe =-N dt d Φe =-N dt 只要(1)磁通有 变化量;(2)一、二次绕组的匝数不同，就能达到改变压的 目的。
二、分类 按用途分：电力变压器和电子变压器。 按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。 按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。 按铁心结构分：心式变压器、壳式变压器、环形变压器。 按工作频率分：低频（工频）与高频变压器
3.1.2基本结构 一、铁心 变压器的主磁路，为了提高导磁性能和减少铁损，用厚为 0.35-0.5mm、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成或卷绕而成。 二、绕组 变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。 三、胶心 胶心也可称骨架，用塑料压制而成，用来固定线圈。 四、固定夹 固定夹也可称牛夹，用铁板冲压而成，用来将变 压器固定在底板上。
第一章变压器的结构与工作原理试题
第一章 变压器的结构与工作原理 一、填空：（每空1分） 1. ★★一台单相变压器额定电压为380V/220V ，额定频率为50HZ ，如果误将低压侧接到 380V 上，则此时Φm ,0I , Fe p 。（增加，减少或不变） 答：Φm 增大，0I 增大， Fe p 增大。 2. ★一台额定频率为60HZ 的电力变压器接于50HZ ，电压为此变压器的5/6倍额定电压 的电网上运行，此时变压器磁路饱和程度 ，励磁电流 ，励磁电抗 ，漏电抗 。 答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗减小，漏电抗减小。 3. 三相变压器理想并联运行的条件是（1） ， （2） ，（3） 。 答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。 4. ★如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于E= ，U= ， 空载电流将 ，空载损耗将 。 答：E 近似等于U ，U 等于IR ，空载电流很大，空载损耗很大。 5. ★变压器空载运行时功率因数很低，其原因为 。 答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。 6. ★一台变压器，原设计的频率为50HZ ，现将它接到60HZ 的电网上运行，额定电压 不变，励磁电流将 ，铁耗将 。 答：减小，减小。 7. 变压器的副端是通过 对原端进行作用的。 答：电磁感应作用。 8. 引起变压器电压变化率变化的原因是 。 答：负载电流的变化。 9. ★如将额定电压为220/110V 的变压器的低压边误接到220V 电压，则激磁电流 将 ，变压器将 。 答：增大很多，烧毁。 二、选择填空（每题1分） 1. 三相电力变压器磁势平衡方程为 。 A ：原，副边磁势的代数和等于合成磁势 B ：原，副边磁势的时间向量和等于合成磁势 C ：原，副边磁势算术差等于合成磁势
油浸式变压器结构图解
结构图解 1-铭牌；2-信号式温度计；3-吸湿器；4-油标；5-储油柜；6-安全气道 7-气体继电器；8-高压套管；9-低压套管；10-分接开关；11-油箱； 12-放油阀门；13-器身；14-接地板；15-小车 电力变压器概述电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备。当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以kVA或MVA表示，当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。现在较为节能的电力变压器是非晶合金铁心配电变压器，其最大优点是，空载损耗值特低。最终能否确保空载损耗值，是整个设计过程中所要考虑的核心问题。当在产品结构布置时，除要考虑非晶合金铁心本身不受外[3]力的作用外，同时在计算时还须精确合理选取非晶合金的特性参数。国内生产电力变压器较大的厂家有特变电工等。
供配电方式： 10KV高压电网采用三相三线中性点不接地系统运行方式。 用户变压器供电大都选用Y/Yno结线方式的中性点直接接地系统运行方式，可实现三相四线制或五线制供电，如TN-S系统。 电力变压器主要部件及作用①、普通变压器的原、副边线圈是同心地套在一个铁芯柱上，内为低压绕组，外为高压绕组。（电焊机变压器原、副边线圈分别装在两个铁芯柱上） 变压器在带负载运行时，当副边电流增大时，变压器要维持铁芯中的主磁通不变，原边电流也必须相应增大来达到平衡副边电流。 变压器二次有功功率一般＝变压器额定容量（KVA）×0.8（变压器功率因数）＝KW。
变压器基本工作原理
第1章 变压器的基本知识和结构 1.1变压器的基本原理和分类 一、变压器的基本工作原理 变压器是利用电磁感应定律把一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能。 变压器工作原理图 当原边绕组接到交流电源时，绕组中便有交流电流流过，并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通，这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。原、副绕组的感应分别表示为 则 k N N e e u u ==≈2 12121 变比k ：表示原、副绕组的匝数比，也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比。 改变变压器的变比，就能改变输出电压。但应注意,变压器不能改变电能的频率。 二、电力变压器的分类 变压器的种类很多，可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类。 按用途分类：升压变压器、降压变压器； 按相数分类：单相变压器和三相变压器； 按线圈数分类：双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器； 按铁心结构分类：心式变压器和壳式变压器； 按调压方式分类：无载（无励磁）调压变压器、有载调压变压器； 按冷却介质和冷却方式分类：油浸式变压器和干式变压器等； 按容量大小分类：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。 三相油浸式电力变压器的外形,见图1，铁心和绕组是变压器的主要部件，称为器身见图2，器身放在油箱内部。
1.2电力变压器的结构 一、铁心 1.铁心的材料 采用高磁导率的铁磁材料—0.35～0.5mm厚的硅钢片叠成。 为了提高磁路的导磁性能，减小铁心中的磁滞、涡流损耗。变压器用的硅钢片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆，这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。 2.铁心形式 铁心是变压器的主磁路，电力变压器的铁心主要采用心式结构 。 二、绕组 1.绕组的材料 铜或铝导线包绕绝缘纸以后绕制而成。 2.形式
线艺开关变压器结构设计指南
Transformer Design Procedure Structured Design of Switching Power Transformers Design of switching power transformers can be accom-plished in a relatively simple manner by limiting magnetic configurations to a few core and coilform structures. These structures have been chosen both for their versatil-ity and their low cost. Dimensional information as well as design information in the form of design curves for the chosen structures may be found at the end of this docu-ment. By using these curves, the complete transformer can be designed. Step 1. Structure size The first step in the design is choosing a minimum struc-ture size consistent with the output power required. The approximate power capabilities of each structure are provided in Table 1. If five or six outputs are required, a larger structure may be required to allow the copper along with insulation and winding crossovers to fit in the available winding area. Step 2. Primary turn count For a given core size, the ability of an inductor to oper-ate without saturating is directly proportional to its turn count N P . The normal saturation specification is E?T or volt-time rating. The E?T rating is the maximum voltage, E , which can be applied over a time of T seconds. (The E?T rating is identical to the product of inductance L and peak current I .) Equation 1 defines a minimum value of N P for a volt-time product of E?T : Where: E?T = the minimum volt-time rating in volt-seconds B = the maximum allowable flux density A E = the effective cross sectional core Equation 1 is plotted for the specific chosen core struc-tures shown in Figure 1. These plots are for B = 3000 Gauss, which will prevent the core from saturation and typically will provide low core loss suitable for operation in the range of 200 kHz to 400 kHz. For higher frequencies, a higher primary turn count should be used to ensure low core loss. T o use this chart, locate the required E?T rating on the vertical axis. Move horizontally to the curve. From this point drop vertically to the horizontal axis and deter- mine N P . This value for N P should allow non-saturating operation to 100°C with reasonable core loss. Step 3. Secondary turn count Secondary turn count is a function of duty cycle and primary turn count. For a flyback system: For a forward converter: Where: N P = the primary turn count. N S = the secondary turn count. V S = the secondary output voltage. V D = the voltage drop across the rectifier and choke in the secondary. D = the duty cycle. V P = the voltage across the primary. For the flyback system, D is seldom greater than 0.5. For the forward converter, D is the duty cycle of the rectified output, and can approach 0.9 for a wave rectified output. Known conditions should be used to calculate N S . For example, at minimum input voltage and maximum output power, the supply will operate at maximum duty cycle. This is a good point to use to determine N S . Step 4. Wire size Once all the turn counts have been determined, wire size must be chosen for each winding. Power losses in the transformer windings cause a tem-perature rise, ?T, in the transformer. The amount of loss depends on how much current is being drawn from the winding, the length of wire and what wire size is used. The power loss is a function of the amount of resistance in the wire. This resistance is composed of a DC resistance (R DC ) and an AC resistance (R AC ). At low frequencies and small wire sizes, for example #30 AWG at 250 kHz, R DC >> R AC , and R AC can effectively be ignored. For larger wire sizes and high frequencies, >500 kHz, it may be necessary to use stranded wire or foil. Let’s assume R AC
变压器的工作原理及结构
变压器工作原理: 当一个交流电压U1接到初级绕组的线圈时，由于交流电的强度和极性是不停地正、负交替变化，因此初级绕组的线圈所产生的磁力线数目也不停改变。由于磁场强度的不断变化，促使缠绕在同一铁芯上的另一端线圈产生感应电动势U2 .变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。 理想变压器: 不计一次、二次绕组的电阻和铁耗， 其间耦合系数K=1 的变压器称之为理想变压器 描述理想变压器的电动势平衡方程式为e1(t) = -N1 d φ/dt e2(t) = -N2 d φ/dt 若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化，则有不计铁芯损失，根据能量守恒原理可得由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系令K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比） U1/U2=N1/N2 ，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。P入=P出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和. https://www.360docs.net/doc/4810415168.html,/view/30130.htm https://www.360docs.net/doc/4810415168.html,/s/blog_4876e83b0100ru0s.html 变压器(transformer)是一种电磁设备，其功能大致可分为以下作用：Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 1可以随意把交流电压值或电流值增加或减少Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 2用作阻抗匹配的设备：变压器可用来匹配不平衡的阻抗。例如某个放大器的输出阻抗是20欧，而接往4欧的扬声器，这时必须用一个变压器以正确的匝数比率来匹配此二个阻抗。Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 3用做信号传输，有些信号要求有电的隔离，这时用变压器就有用了。Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 4用与振荡电路作反馈元件Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 变压器就是利用线圈的互感原理把电压改变。事实上一个电感器的磁场变化可以促使在近距
变压器的基本结构
变压器的用途与分类 变压器是变控电源电压的一种电气设备，为适应不同的使用目的和工作条件，变压器的类型很多，通常安变压器的不同用途、不同容量、绕组个数、相数、调压方式、冷却介质、冷却方式、铁心形式等等进行分类，以满足不同行业对变压器的需求。 一、按用途分类 ①电力变压器 ②电炉变压器 ③整流变压器 ④工频试验变压器 ⑤矿用变压器 ⑥电抗器 ⑦调压变压器 ⑧互感器 ⑨其他特种变压器 二、按容量分类 ①中小型变压器：电压在35KV以下，容量在10-6300KVA ②大型变压器：电压在63-110KV，容量在6300-63000KVA ③特大型变压器：电压在220KV以上，容量在31500-360000KVA 三、按相数分类 变压器按相数分类可分为单相变压器和三相变压器 四、按绕组数量分类 ①双绕组变压器 有高压绕组和低压绕组的变压器 ②三绕组变压器 有高压绕组、中压绕组和低压绕组的变压器 ③自耦电力变压器 自耦电力变压器的特点在于一、二绕组之间不仅有磁耦联系而且还有电的直接联系。采用自耦变压器比采用普通变压器能节省材料、降低成本、缩小变压器体积和减轻重量，有利于大型变压器的运输和安装。 五、按变压器的调压方式分类 按调压方式可分为无载调压变压器和有载调压变压器 六、按变压器的冷却介质分类 按冷却介质可分为油浸式变压器、干式变压器、充气式变压器、充胶式变压器和填砂式变压器等 七、按变压器的冷却方式分类 ①油浸自冷式变压器 ②油浸风冷式变压器 ③油浸强迫油循环风冷却式变压器 ④油浸强迫油循环水冷却式变压器 ⑤干式变压器 八、按铁心结构分类 ①心式变压器 ②壳式变压器
九、其他分类 ①按导线材料分类 有铜导线变压器和铝导线变压器 ②按中性绝缘水平分类 有全绝缘变压器和半绝缘变压器 ③按所连接发电机的台数分类 可分为双分裂与多分裂式变压器，双分列式变压器又可分为沿轴向分裂与沿辐向分裂变压器 ④按高压绕组有无电的联系分类 可分为普通电力变压器和自耦变压器
66kv变压器结构与系统设计
毕业论文 题目：66kv变压器结构仿真系统设计
目录 一．变压器概述 (1) 1.1变压器的原理及分类 (1) 1.2变压器设计的目的范围及意义 (2) 1.3变压器发展方向 (2) 1.3.1铁心制造技术 (3) 1.3.2.绝缘加工技术 (3) 1.3.3.绝缘干燥和油处理技术 (3) 1.3.4.节能技术 (4) 二．变压器结构 (4) 2.1结构简介 (4) 2.2元件示意图 (6) 三．设计方案 (14) 3.1熟悉产品规格及参数 (14) 3.2变压器额定电压和额定电流的计算 (14) 3.3铁心直径的选择 (16) 3.3.1影响铁心直径选择的主要因素： (16) 3.3.2截面的选择 (16) 3.3.3.迭片系数 (17) 3.4低压线圈匝数的计算 (18) 3.5 线圈及相关布置形式的确定 (18) 3.6 油箱的选择 (19) 3.6.1油箱器身相关参数的确定 (19) 四．减少变压器漏磁场引起的附加损措施 (20) 五．变压器试验 (21) 5.1最后的试验数据 (22) 六.总结 (23)
一．变压器概述 电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备。当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。变压器的作用是多方面的不仅能升高电压把电能送到用电地区，还能把电压降低为各级使用电压，以满足用电的需要。总之，升压与降压都必须由变压器来完成，在过去十年的发展中，我国电力建设快速发展，成绩斐然。其中，发电装机容量高速增长，电网建设速度突飞猛进，电源结构调整不断优化，技术装备水平大幅提升，节能减排降耗效果显著，电力建设实现了跨越式发展。这为我国经济社会平稳较快发展提供了强大动力，对改善人民生活起到了重要支撑和保障作用。目前在网运行的部分高能耗配电变压器已不符合行业发展趋势，面临着技术升级、更新换代的需求，未来将逐步被节能、节材、环保、低噪音的变压器所取代。因此系统设计在电力系统的规划以及电力系统保护和控制等方面起着越来越重要的作用。 1.1变压器的原理及分类 变压器是一种通过改变电压而传输交流电能的静止感应电器。它有一个共用的铁心和与其交链的几个绕组，且它们之间的空间位置不变。它是根据电磁感应的原理实现电能传递的。变压器内部，既有磁路问题，也有电路问题，而且彼此之间还有耦合关系。为了研究方便，通常将其转化为等效电路，并且用一组电路方程来描述。当某一个绕组从电源接受交流电能时，能通过电感生磁，磁感生电的电磁感应原理改变电压（电流），在其余绕组上以同一频率，不同电压传输出交流电能。它是根据电磁感应的原理实现电能传递的。变压器内部，既有磁路问题，也有电路问题，而且彼此之间还有耦合关系。为了研究方便，通常将其转化为等效电路，并且用一组电路方程来描述。 一般常用变压器的分类可归纳如下： (1)、按相数分： 单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。 三相变压器：用于三相系统的升、降电压。 （2）、按冷却方式分： 干式变压器：依靠空气对流进行自然冷却或增加风机冷却，多用于高层建筑、高速收费站点用电及局部照明、电子线路等小容量变压器。
第一章变压器的结构与工作原理试题及答案
第一章变压器的结构与工作原理 一、填空：（每空1分） 1.★★一台单相变压器额定电压为380V/220V，额定频率为50H Z,如果误将低压侧接到 380V上，则此时①m , I o , p F。__________________ 。（增加，减少或不变） 答：①m增大，I 0增大，p Fe增大。 2.★一台额定频率为60HZ的电力变压器接于50HZ电压为此变压器的5/6倍额定电压 的电网上运行，此时变压器磁路饱和程度___________ ，励磁电流___________ ，励磁电抗__________ ，漏电抗 ____________ 。 答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗减小，漏电抗减小。____ 3.三相变压器理想并联运行的条件是（1）_____________________________________ （2 ）_______________________________________________________________________ （3）____________________________________ 。 答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地 分担负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。 4.★如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于E= ____________ ,U= ___________ 空载电流将____________ ，空载损耗将___________ 。 答：E近似等于U , U等于IR，空载电流很大，空载损耗很大。 5.★变压器空载运行时功率因数很低，其原因为 答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。 6.★一台变压器，原设计的频率为50HZ，现将它接到60HZ的电网上运行，额定电压 不变，励磁电流将______ ，铁耗将____ 。 答：减小，减小。 7.变压器的副端是通过 __________________ 对原端进行作用的。 答：电磁感应作用。 8.引起变压器电压变化率变化的原因是 _____________________ 。 答：负载电流的变化。 9.★如将额定电压为220/110V的变压器的低压边误接到220V电压，则激磁电流 将__________ ，变压器将 ____________ 。 答：增大很多，烧毁。 二、选择填空（每题1分） 1._______________________________ 三相电力变压器磁势平衡方程为。
变压器的工作原理是什么
一.变压器的工作原理 变压器---利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件 1.变压器 ---- 静止的电磁装置 变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能 电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。 变压器原理图（图3.1.2） 与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组 与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组 设 一次绕组的二次绕组的 电压相量 U1 电压相量 U2 电流相量 I1 电流相量 I2 电动势相量 E1 电动势相量 E2 匝数 N1 匝数 N2 同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为φm ,该磁通量称为主磁通 请注意图3.1.2 各物理量的参考方向确定。 2.理想变压器 不计一次、二次绕组的电阻和铁耗， 其间耦合系数 K=1 的变压器称之为理想变压器 描述理想变压器的电动势平衡方程式为 e1(t) = -N1 d φ/dt e2(t) = -N2 d φ/dt 若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化， 则有
不计铁心损失，根据能量守恒原理可得 由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系 令 K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比），则 二.变压器的结构简介 1.铁心 铁心是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高，厚度为 0.35 或 0.5 mm，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成 铁心分为铁心柱和铁轭俩部分，铁心柱套有绕组；铁轭闭合磁路之用 铁心结构的基本形式有心式和壳式两种 心式变压器结构示意图(图3.1.6) 2.绕组 绕组是变压器的电路部分， 它是用纸包的绝缘扁线或圆线绕成 变压器的基本原理是电磁感应原理，现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理（如上图）：当一次侧绕组上加上电压ú1时，流过电流í1，在铁芯中就产生交变磁通?1，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别感应电势é1，é2，感应电势公式为：E=4.44f N?m 式中：E--感应电势有效值 f--频率 N--匝数 ?m--主磁通最大值 由于二次绕组与一次绕组匝数不同，感应电势E1和E2大小也不同，当略去内阻
电力变压器结构设计结构设计说明
电力变压器结构设计结构设计 一、简介 1.为什么要应用变压器 电力系统中发电机输出的电能要经过升压才能远距离输电、网络的连接、配电都需要变压器，因此可以说变压器是电力系统中重要的设备之一，对电力系统的安全运行至关重要。 电力变压器简介 电力变压器按用途可分为以下几种： a.发电机出口或电力网的前端称为升压变压器 b.网络之间联结用称为联络变压器 c.网络末端用于将高压电能降压用称为降压变压器 d.直接连接用户的变压器称为配电变压器 2.变压器的基本概念和基本原理 2.1基本概念：变压器是基于电磁感应原理，通过改变电压来传输电能的一种静止电机。 2.2基本原理：法拉第电磁感应定律 e=-dΦ/dt Φ=Φmsinωt 则E1=-dΦm/dt×N1=-N1Φmωcosωt=-N1Φmωsin（90°-ωt） 即:E1=N1Φmωsin（90°-ωt）（E1落后Φm90°） E1m=N1Φmω E1(rms)= N1Φmω/√2 同理E2(rms)= N1Φmω/√2，即N1/N2=E1/E2 电力变压器简介 3.变压器的分类 从大类上，分为电力变压器和特种变压器。 特种变压器大致有：整流变压器、调相变压器、矿用变压器、试验变压器等。 电力变压器又可分为油浸式电力变压器和干式电力变压器。我们重点学习油
浸式电力变压器。 油浸式电力变压器的分类及型号中各符号代表的意义。 电力变压器简介 a.耦合方式：自耦用“O”表示，其余不标 b.相数：“D”表示单相，“S”表示三相 c.冷却方式：冷却介质为风，即油浸风冷用“F”，水冷用“S”表示 d.循环方式：“P”表示强迫油循环、自然油循环不标 e.绕组数：“S”表示三绕组，双绕组不标，“F”表示双分裂绕组 f.导线材质：铜导线不标，“L”表示铝导线 g.调压方式：“Z”表示有载调压，无载调压不标 h.设计序号：1、2、3… 目前变压器执行的大部分为“9”“10”型产品 i.额定容量：国家规定了R10系列优先容量 j.额定电压：高压绕组额定电压等级 k.防护等级：TH、TA、等。 4.变压器基本参数 4.1 阻抗电压（Zk）：由漏磁引起的变压器内部电压降，一侧绕组短路，另一侧施加电压，当加压侧电流达到额定电流时，所施加电压占该侧额定电压的百分数称为短路阻抗用“%”表示。 阻抗电压是变压器订货及设计中最重要的参数之一。（Zk=Zkr+Zkx） 供电质量方面要求Zk小 从安全运行方面要求Zk大些 4.2电压调整率（ε）： （U2N－U2）/U2N×100%表示的是变压器带负载后的电压变化 4.3额定容量： 100/100/100 100/50/100 或 100/100/50等，额定容量即为绕组中容量最大的一个。 4.4电压组合： 各绕组的额定电压，指空载电压而非负载条件下的电压组合 4.5联结组别：
变压器的基本工作原理
变压器的基本工作原理Orga nize en terprise safety man ageme nt pla nning, guida nee, in spect ion and decisi on-mak ing. en sure the safety status, and unify the overall pla n objectives
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变压器的基本工作原理 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查 和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 一、变压器的种类： 1. 按冷却方式分类：干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压器、氟化物（蒸发冷却）变压器。 2. 按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、密封式 变压器。 3. 按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、C型 铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属箔变压器。 4. 按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。 5. 按用途分类：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器 二、变压器工作原理： 变压器的基本工作原理是：变压器是由一次绕组、二次绕组和铁心组成，当一次绕组加上交流电压时，铁心中产生交变磁
通，交变磁通在一次、二次绕组中感应电动势与在单匝上感应电动势的大小是相同的，但一次、二次侧绕组的匝数不同，一次、二次侧感应电动势的大小就不同，从而实现了变压的目的，一次、二次侧感应电动势之比等于一次、二次侧匝数之比。 当二次侧接上负载时，二次侧电流也产生磁动势，而主磁通由于外加电压不变而趋于不变，随之在一次侧增加电流，使磁动势达到平衡，这样，一次侧和二次侧通过电磁感应而实现了能量的传递。 三、变压器的主要部件结构作用： (2) 变压器组成部件：器身（铁芯、绕组、绝缘、引线）、变压器油、油箱和冷却装置、调压装置（即分接开关，分为无励磁调压和有载调压）、保护装置（吸湿器、安全气道、气体继电器、储油柜、净油器及测温装置等）和出线套管。 (3) 变压器主要部件的作用： （1）铁芯：作为磁力线的通路，同时起到支持绕组的作用。变压器通常由含硅量较高，厚度分别为0.35 mm\0.3mm\0.27 mm，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成铁心分为铁
变压器绝缘结构设计课程设计(哈理工)..
220 kV电力变压器绝缘设计 专业：电气工程及其自动化 班级： 学号： 姓名： 指导教师：
一．设计任务 1. 对一台双绕组220 kV级电力变压器进行绝缘结构设计，并进算绝缘结构在雷电冲击电压（全波），1min工频电压试验下的主、纵绝缘裕度。 2. 技术条件： a、全波雷电冲击试验电压945 kV b、1min工频试验电压400 kV（感应耐压试验）。 3. 变压器结构及其它条件： a、低压绕组外表面半径360mm，高压绕组内表面半径434mm，绕组间绝缘距离74mm b、高压绕组匝绝缘厚度1.95mm 低压绕组匝绝缘厚度0.45mm c、高压绕组为纠结式，高压绕组中部进线 d、高压绕组段间油道尺寸1，3，5向外油道为8mm；7，9，11向外油道为6mm；8，10，12向内油道为10mm；其他油道均为6mm；中断点为15mm e、全波梯度1，3，5油道为10；7，9，11油道为8；中断点为15. 4. 要求完成的内容： a、确定变压器主绝缘尺寸 b、计算主、纵绝缘在各种试验电压下的绝缘裕度 c、画出变压器绝缘装配图
d、攥写课程设计报告 5. 参考文献： a、路长柏等编著：电力变压器计算第五章； b、刘传彝：电力变压器设计计算方法与实践； c、路长柏：电力变压器绝缘技术； d、“电机工程手册”第二十五篇。 二．综述 针对上述设计要求对220 kV电力变压器绝缘结构设计如下：对于主绝缘，高低压线圈间主空道为了利用变压器油的体积效应，采用薄纸板小油隙的设计思想，线圈间主绝缘距离为74mm，变压器油与绝缘纸板交替排布，具体结构为（8+4+10+4+10+2+10+4+10+4+8）,即∑Dy=60mm，∑Dz=14mm,靠近高压线圈的第一个绝缘纸筒厚度取为4意在增加其机械强度，以保证高压线圈能够稳固的固定于其上；低压线圈外半径r1=360mm，高压线圈内半径 r2=434mm；低压线圈（35 kV）与铁心间采用厚纸板大油隙的设计思想，其绝缘距离定为27mm；由于220 kV级电力变压器的高压线圈采用中部出线的出线方式，所以端部绝缘结构设计可按110 kV级绝缘水平设计，其结构为：端部设静电环，静电环采用1/4圆曲率半径，S值取为5，曲率半径取为10。静电环金属上表面距离压板为90mm，期间设一个端圈、两个角环和三个隔板，并加垫块以填充，期中为了增加沿面爬电距离，至上而下三个隔板 在高压线圈一侧分别探出50、30、15的长度。由于中部出线，上下端部的绝缘结构相似，下端部结构不再进行详细说明。具体结构尺寸见绝缘结构装配图。