发电机变压器组主开关发生非全相运行时的处理方法探讨

发表时间：2015-12-04T16:47:42.137Z 来源：《电力设备》2015年4期供稿作者：范志国

[导读] 国网日照供电公司随着国家经济的飞速发展，我国的电力事业也上升到了一个新的阶段。

范志国

（宁夏宁鲁煤电有限责任公司灵州电宁夏银川 750411）

摘要：目前我国已经颁布了关于汽轮发电机运行相关规程制度，其中对于发电机变压器组的主开关出现非全相运行进行了明确规定，指出在断路器产生非全相运行状态的时候，为了防止发电机损毁，需要及时启动失灵保护以及断开电源。本文将就其危害展开探究，总结在事故状态下以及正常操作状态下主开关产生了非全相运行状态对应的处理办法。

关键词：发电机变压器组；主开关；非全相运行；处理

目前，在已经建设完成的电力厂实际投入运行的设备当中，有越来越多的发电机组，特别是一些大型的机组当中采用的都是单元接线，在发电机变压器组的主开关当中使用的都是分相操作法，一般情况下多断口的开关在任何一个断口当中都会存在一个或者是几个跳闸、合闸的线圈，因此在运行的过程当中，开关发生状态的变化时会产生非全相运行的概率也开始增加，比如在发电机运行的过程当中出现了触发保护装置的动作而产生跳闸或者并列解列的时候均可能会造成非全相运行的状态，目前我国已经有了相关的处理规定，保证运行人员对其进行正确的故障处理，它具有一定程度上的理论支持的作用。

一、何为“非全相运行状态”

所谓“非全相运行”，在电力行业的专业解释当中指的是：在三相机构的分相操作发电机当中主开关的部分在进行合闸和跳闸的具体工作过程当中，因为某种原因（包括事故、设备老化、运行不畅在内等多种不同的原因都有可能造成这一状态的出现）而造成的一相开关或者两相开关没有完全合好或者没有完全地跳开，最终导致在定子三相电流当中出现了非常严重的不平衡状态，进而形成的一种设备故障的常见现象。

如果在电厂当中处于长时间的非全相运行状态，其产生的强大的负序电流很可能会对发电机当中的定子线圈产生比较严重的损坏，甚至严重的时候可能会将转子线圈完全烧毁造成破坏，最终可能会折断大轴。由此，应对其进行系统且全面的保护，并且设置一些防范措施来排除意外事故。由于目前在大型发电机当中，大多使用的是三相电流分相主操作开关，因此在电力行业当中，非全相运行状态逐渐地已经成为了在发电厂进行电气运行的过程当中重点防范的对象之一。

二、在发电机变压器组中的主开关中出现非全相运行可能带来的危害

一旦主开关出现了非全相运行的状态的情况，因为此时发电机变压器组和整个电力系统之间形成的功率交换并没有结束，因此在发电机的回路中可能会出现一些不对称的电流以及电压，而这种不对称的电流以及电压可能会造成发电机的转子大幅度发热。例如在上世纪80年代末，位于河南的姚孟电厂中因锅炉问题而出现的事故，当时机组解列的过程中，二号发电机出口开关 222出现跳闸现象，而A相并没跳开，导致灭磁开关在跳闸后产生了发电机的非全相运行状态长达9分钟之久，最终造成发电机的转子温度严重超标；另外，在上世纪90年代初，位于陕西省的渭河电厂因传动杆出现断裂问题而带来的事故，当时机组解列的过程中，三号发电机出口开关的A相并没跳开，励磁开关在断开之后，发电机内部A相和B相的电流直升5000安，C相的电流则为0安。之后进行检查的时候发现在发电机的转子当中阻尼绕组被烧断了一根。因此在发电机变压器的出口主开关发生了非全相运行状态的情况下必须及时进行处理，在最短时间内将不对称的电流降低到最小值，以此来避免发电机受到损害。

三、不同运行方式下出现非全相运行状态分析

（一）在保护装置被触发导致跳闸而发生非全相

在发电机变压器正常运行状态下产生故障，触发保护装置动作，进而跳闸导致主开关出现非全相运行状态时，发电机正处于事故导致跳闸的状态，因此机组中主开关自动化联锁回路立刻动作，令发电机进行逆变灭磁。在主开关非全相运行之后，发电机将会迅速开始非全相的状态并开始运行，在这一过程当中电动机不平衡电流的量比较大，在这时候由内置的保护装置自动开启断路器失灵的保护装置，进而把和非全相开关相连于同一条母线当中的全部运行开关及时跳开，并由值班人员按照发电机事故来展开必要检测以及及时的处理。

（二）在发电机的并列开关中出现非全相

通常发电机在处于并列状态时主开关形成非全相运行而合闸的时候，其开关往往在控制回路当中会装有一种名为“三相位置不适配”而自动开启的连锁接线，及时将开关断开；如果没有上述的连锁接线的情况下，机组在并网之后就会随着发电机有功以及无功负荷的增加带来三相电流的不平衡，不过这种不平衡所带来的不对称电流由于故障分量相对比较小尚且不能让保护装置及时将断路器的失灵保护启动，想要把非全相开关以及它与母线相连的开关断开，就需要由值班人员通过人为的措施来排除故障，通常在并列的状态下出现非全相其开关跳闸的回路处于正常状态，此时值班人员需要将发电机中有功以及无功负荷适当降低，降到0之后再对发电机进行解列就能够排除在主开关当中出现的非全相运行状态的事故。

（三）在发电机的解列开关中出现非全相

在发电机处于正常解列状态的时候主开关出现了非全相的运行状态，这说明在主开关当中的跳闸回路中出现了一定的问题，主开关控制回路当中设置的连锁接线已经不能将开关及时断开，此时伴随着发电机当中的励磁电流不断地降低，在发电机的机端电压已经没有太多的降低幅度，定子电流此时反而出现了上升的趋势，并且呈现出三相电流的不平衡状态。因为开关只有在完全拉开的状态下才会出现非全相运作状态，因此此时已经不能使用拉开的办法来切断开关三相电流，不过在这种状态下主开关当中的合闸电路都是正常的，因此可以通过这样的措施来处理这种情况：及时通过手动的方式来对发电机的励磁电流进行调整，保证其处在空载的状态下，而且此时定子电流的数值也最小，不平衡电流同样比较小，因此并不会对机组产生大规模的影响，与此同时，保持汽轮机处于额定的转速下，使用准同期的方式让发电机进行重新并网，让发电机的出口开关处三相开关完全合上，保证三相对称，之后将发电机中的变压器组进行高压侧倒换，使用和非全相开关相互串联处的开关，对发电机以及系统进行重新解列操作。

四、在主开关出现非全相运行状态下如何处理

因为在不同的电厂当中都有不同的发电机组，因此变压器组的高压侧母线也要拥有不同的接线方式，因此，在对发电机解列而造成的开关非全相运行状态的故障和机组解列进行处理的时候，具体的处理方法以及处理步骤也是不同的。有部分电厂在操作机组解列的时候，

电机与变压器试题答案

电机与变压器试题答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）。 1.如下图所示二端网络的戴维宁等效电路中，电压源的电压= （D ） A．9V B．3V C．-9V D．-3V 2. 把一个三相电动机的绕组连成星形接于UL＝380V的三相电源上，或绕组连成三角形接于UL＝220V的三相电源上，这两种情况下，电源输出功率（A ）A．相等 B．差√3倍 C．差1/√3 倍 D．差3倍 3. 三相四线制的中线不准安装开关和熔断器是因为（ C） A、中线上无电流，溶体烧不断 B、中线开关接通或断开对电路无影响 C、中线开关断开或溶体熔断后，三相不对称负载承受三相不对称电压作用，无常工作，严重时会烧毁负载 D、安装中线开关和熔断器会降低中线的机械强度，增大投资 4. 整流的目的是（A ） A、将交流变为直流 B、将高频变为低频 C、将正弦波变为方波 5. 直流稳压电源中滤波电路的目的是（C ）。 A、将交流变为直流 B、将高频变为低频 C、将交、直流混合量中的交流成分滤掉 6. 串联型稳压电路中的放大环节所放大的对象是（C ） A、基准电压 B、采样电压 C、基准电压与采样电压之差 7．以下不属于变压器基本结构部件的是（C ） A、绕组 B、分接开关 C、转子

8. 一台频率为50 的三相异步电动机的转速为，该电机的极数和定子旋转磁场转速为（ C ） A、4极， B、6极， C、8极， 9. 单相变压器铁芯叠片接缝增大，其他条件不变，则空载电流（A ） A、增大 B、减小 C、不变 10. 高频保护通道中耦合电容器的作用是（ A ） A、对工频电流具有很大的阻抗，可防止工频高压侵入高频收发讯机； B、对工频电流具有很小的阻抗，可防止工频高压侵入高频收发讯机； C、对高频电流阻抗很大，高频电流不能通过； D、滤除高次谐波的作用。 11. 变压器中性点接地属于（ B ） A、保护接地 B、工作接地 C、保安接地 D、接零 12. 对放大电路进行静态分析的主要任务是（B ） A、确定电压放大倍数Au B、确定静态工作点Q C、确定输入电阻，输出电阻 13．在单相桥式整流电路中，若有一只整流管接反，则（C ） A、输出电压约为2UD B、变为半波整流 C、整流管将因电流过大而烧坏 14．变压器绝缘老化速度主要决定于（ B ） A、湿度 B、温度 C、氧气 D、油中的分解物 15．新安装、检修后、长期停用和备用的变压器，超过（C）天，在投入运行前，应测定绝缘电阻。 A、5天 B、10天 C、15天 D、30天 16．在同一个小接地电流系统中，所有出线装设两相不完全星形接线的电流保护，电流互感器装在同名相上，这样发生不同线路两点接地短路时，可保证只

发电机变压器

PT的配置数量和配置于主接线方式（方式改变时）有关，应能满足测量、保护、同期和自动装置的要求 1.6～220KV每组母线的三相上装设； 2.当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一组上装设； 3.发电机出口装有三组，供测量、保护和自动电压调整装置需要。 CT的配置与断路器有关，凡装有断路器的地方均装有，有些没有设置断路器的地方也装有（如发电机、变压器的中性点；发电机和变压器的出口）供测量、保护和控制装置需要。对直接接地系统，一般按三相配置；对非直接接地系统，按两相也有按三相配置；厂用电系统在发电厂内，照明、厂用机械用电（如泵、风机、油泵等为主要设备和辅助设备服务）及其它用电，称为厂用电。供给厂用电的配电系统即厂用电系统。 6KV电动机和低压变压器的接引原则容量载200KW以上的电动机采用6KV电压供电。机、炉的同一用途的A、B两组辅机，应分别接在6KV厂用A、B段。对于各机组在工艺上属于同一系统中的有两台以上的辅机，应接在本机同一分段厂用母线上，不得交叉接在二段母线上。对于每台机仅有单台的辅机，可接在6KV厂用A或B段上，但应使负荷分配合理。同一类型的全厂公用辅机，应分散接在不同机组的厂用母线上，以减少各机组厂用电系统故障对公用系统的影响。设备不停电时的安全距离电压等级（kV）安全距离（m） 10及以下（13.8）0.70 63（66）、110 1.50 220 3.00 在电气设备上工作，保证安全的组织措施 1.工作票制度； 2.工作许可制度； 3.工作监护制度； 4.工作间断、转移和终结制度。在电气设备上工作，保证安全的技术措施 1.停电； 2.验电； 3.接地； 4.悬挂标示牌和装设遮栏（围栏）。壹

电机与变压器(高级)

维修电工（高级）真题 1、变压器的基本作用是在交流电路中变电压、（）、变阻抗、变相位和电气隔离。B A、变磁通 B、变电流 C、变功率 D、变频率 2、变压器的基本作用是在交流电路中变电压、变电流、（）、变相位和电气隔离。D A、变磁通 B、变频率 C、变功率 D、变阻抗 3、变压器的铁心由(A)大部分组成。 (A)2 (B)3 (C)4 (D)5 4、大型变压器的铁心轭截面通常比铁心柱截面大(A)。 (A)5％～10％ (B)10％～15％ (C)15％～20％ (D)5％ 5、修理变压器分接开关时，空气相对湿度不大于75％，开关在空气中暴露时间不得超过(C)小时。 (A)8 (B)16 (C)24 (D)48 6、变压器绝缘击穿的修理步骤为：更换绝缘、烘干器身和(B)。 (A)帮扎 (B)灌入合格的变压器油 (C)焊接引线 (D)修理好地片 7、变压器耐压实验测试时，电压持续时间为(A)min。 (A)l (B)2 (C)3 (D)5 8、变压器做空载实验，要求空载电流一般在额定电流的(A)左右。 (A)5％ (B)10％ (C)12％ (D)15％ 9、变压器故障检查方法一般分为(A)种。 (A)2 (B)3 (C)4 (D)5 10、利用实验法判断变压器故障，当测得低压侧三相绕组误差很大，可能产生的故障是(A)。 (A)引线铜皮和瓷瓶导管断开 (B)分接开关损坏 (C)匝问短路 (D)分接开关接触不良 11、三相半波可控整流电路的三相整流变压器二次侧接成( )。B (A)△接法(B)Y接法(C)桥式接法(D)半控接法 12、将变压器的一次侧绕组接交流电源，二次侧绕组开路，这种运行方式称为变压器（）运行。A A、空载 B、过载 C、满载 D、负载 13、三相异步电机能耗制动的控制线路至少需要（）个接触器。B A、1 B、2 C、3 D、4 14、三相异步电机能耗制动的控制线路至少需要（）个按钮。A A、2 B、1 C、4 D、3 15、三相异步电动机反接制动时，（）绕组中通入相序相反的三相交流电。C A、补偿 B、励磁 C、定子 D、转子 16、三相异步电动机能耗制动的过程可用（）来控制。C A、电流继电器 B、电压继电器 C、速度继电器 D、热继电器 17、异步电动机的启动电流与启动电压成正比，启动转矩与启动（）。A A、电压的平方成正比 B、电压成反比 C、电压成正比 D、电压的平方成反比 18、三相异步电动机电源反接制动的过程可用（）来控制。C A、电压继电器 B、电流继电器 C、时间继电器 D、速度继电器 19、三相异步电动机具有结构简单、工作可靠、重量轻、（）等优点。B A、调速性能好 B、价格低 C、功率因数高 D、交直流两用

3×100 MW火力发电厂电气一次部分设计

第三章火力发电厂主要设备一、发电机发电机是电厂主要设备之一，它同锅炉和汽轮机称为火力发电厂三大主机，目前电力系统中电能几乎都是由同步发电机发出。根据电力系统设计规程，在125MW 以下发电机采用发电机中性点不接地方式，本厂选用发电机型号为QFN—100—2及参数如下：型号含义：2-----------------2极 100-------额定容量 N------------氢内冷 F-------------发电机 Q------------汽轮机 P =100MW；U=10.5；I=6475A；eee〞?=0.183 X cos =0.85；d??=100000KV A/0.85=117647.059 KV A S=P/ cos= P / cos e3030二、电力变压器选择电力变压器是电力系统中配置电能主要设备。电力变压器利用电磁感应原理，可以把一种电压等级交流电能方便变换成同频率另一种电压等级交流电能，经输配电线路将电厂和变电所变压器连接在一起，构成电力网。

ⅰ、厂用电压等级：火力发电厂采用3KV、6 KV和10KV作为高压厂用电压。在满足技术要求前提下，优先采用较低电厂,以获得较高经济效益。由设计规程知：按发电机容量、电压决定高压厂用电压，发电机容量在 100~300MW，厂用高压电压宜采用6 KV，因此本厂高压厂用电压等级6 KV。ⅱ、厂用变压器容量确定由设计任务书中发电机参数可知，高压厂用变压器高压绕组电压为10.5KV，故高压厂用变压器应选双绕组，6 KV高压厂用变压器低压绕组电压为而由ⅰ知，变压器。 ⅲ、厂用负荷容量计算,由设计规程知：给水泵、循环水泵、射水泵换算系数为K=1；其它低压动力换算系数为K=0.85；其它高压电机换算系数为K=0.8。厂用高压负荷按下式计算：S=K∑P g K——为换算系数或需要系数 ∑P——电动机计算容量之和 S =3200+1250+100+(180+4752+5502+475×2+826.667+570+210) ×0.8 g =?KV A 低压厂用计算负荷：S=(750+750)/0.85=? KV A d厂用变压器选择原则： (1)高压厂用工作变压器容量应按高压电动机计算负荷110℅与低压厂用电计算负荷之和选择，低压厂用工作变压器容量留有10℅左右裕度； (2)高压厂用备用变压器或起动变压器应与最大一台（组）高压厂用工作变压器容量相同。根据高压厂用双绕组变压器容量计算公式： S≥1.1 S+ S=1.1×8379.333+1764.706=?KV A dBg由以上计算和变压器选择规定,三台厂用变压器和一台厂用备用变压器均选用SF7---16000/10型双绕组变压器 ①)变压器 (双绕组10KV厂用高压变压器：SF7---16000/10 为三相风冷强迫循环双绕组变压器。SF7---16000/10注：①电气设备实用手册P181 2、电力网中性点接地方式和主变压器中性点接地方式选择：由设计规程知，中性点不接地方式最简单，单相接地时允许带故障运行两小时，供电连续性好，接地电流仅为线路及设备电容电流，但由于过电压水平高，

发电机原理图解

固定磁场交流发电机原理模型发电机是根据电磁感应原理来发电的，发电机首先要有磁场，现在用一对磁铁来产生发电机的磁场，磁力线从北极到南极。在磁场内放入矩形线圈，线圈两端通向两个滑环，滑环通过电刷连接到输出线上，输出线端连有负载电阻。当线圈旋转时，根据电磁感应原理，线圈两端将会产生感应电动势，当磁场是均匀的，矩形线圈作匀速旋转时，感应电势按正弦规律变化，在负载电阻上有正弦交流电通过。动画中绿色小球运动的方向表示感应电流的方向、运动的速度表示感应电流的大小。旋转磁场交流发电机原理模型在这个模型中磁场是不动的，线圈在磁场中旋转产生感应电势。在实际发电机中产生感应电势的线圈是不运动的，运动的是磁场。产生磁场的是一个可旋转的磁铁，也就是转子，线圈在磁铁外围，与磁铁转轴同一平面。当磁铁旋转时产生旋转磁场，线圈切割磁力线产生感应电动势。由于空气的磁导率太低，在旋转磁铁的外围安上环型铁芯，也就是定子，可大大加强磁铁的磁感应强度。在定子铁芯的内圆有一对槽，线圈嵌装在槽内。为了看清线圈电流与转子的运动关系，把定子变成半透明的。当磁铁旋转时，线圈切割磁力线感生交流电流。真正发电机的转子是电磁铁，转子上绕有励磁线圈，通过滑环向励磁线圈供电来产生磁场。把定子与线圈安在转子外围，一个单相交流发电机原理模型就组成了。转子作匀速旋转时，线圈就感生交流电流，画面中绿色小球运动的方向表示感应电流的方向、运动的速度表示感应电流的大小。三相交流发电机原理模型

实际应用的都是三相交流发电机，其定子铁芯的内圆均匀分布着6个槽，嵌装着三个相互间隔120度的同样线圈，分别称之为A相线圈、B相线圈、C相线圈。装上转子就组成了一台三相交流发电机原理模型。画面中的三相交流发电机采用星形接法，三个线圈的公共点引出线是中性线，每个线圈的引出线是相线。当转子匀速旋转时三个线圈顺序切割磁力线，都会感生交流电动势，其幅度与频率相同。由于三个线圈相互间隔120度，它们感应电势的相位也相差120度。在画面上有每根相线的输出电势波形。汽轮发电机的构造这里介绍汽轮发电机的构造，是由蒸汽轮机或燃气轮机推动的发电机。发电机主要由转子与定子组成，由于汽轮机的转速很高，故汽轮发电机的转子是两极的，额定转速每分钟3000转，输出50赫兹的三相交流电。这是转子铁芯构造示意图，在铁芯圆周上开有一些槽，嵌有励磁绕组，在圆周两侧各有一段槽距大的面称为大齿，就是磁极（图1所示）。励磁绕组两端通过集电环（滑环）接到励磁电源，在转子圆周两侧就形成北极与南极，旋转时就产生旋转磁场。由于转子圆周上没有凸出的磁极（不像原理模型中的转子），称之为隐极式转子。图2为嵌有励磁绕组的转子模型，为降低发电机的温度，在转子两端还装有风扇。定子铁芯由导磁良好的硅钢片叠成，在铁芯内圆均匀分布着许多槽（图3所示）。在槽内嵌放定子的三相绕组。每相绕组由多个线圈组成，按一定规律对称排列。（图4所示）。使定子铁芯透明可看清绕组的分布（图4所示）。转子插在定子内部，定子与转子的相对位置如图5所示。定子固定在发电机的机座（外壳）内，转子由机座两端的轴承支撑，可在定子内自由旋转。集电环在机壳外侧，和碳刷架一同装在隔音罩内。在发电机外壳下方有发电机出线盒，发出的三相交流电从这里引出（图6所示）图7是发电机外观图下载动画可观看发电机结构动画。多磁极发电机原理模型多磁极发电机的转子有多对磁极，图1是有3对磁极的转子模型。由于每个磁极都是从转子上明显凸起，称之为凸极式转子。每个磁极上都绕有励磁线圈，形成南北相间的6个磁极，励磁电源通过滑环向励磁线圈供电。该模型的转子有3对磁极，旋转一周磁场将循环3个周期，每旋转120度磁场变化1个周期。定子内园周有 18个槽

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。

电机与变压器教案

绪论一、教学目标 1、了解电机在电能产生、传输、转换中的作用 2、了解电机的发展概况 3、明确本课程的任务和要求二、教学重点与难点 1、电机在电能产生、传输、转换中的作用 2、明确本课程的任务和要求三、教学时间：1学时四、教学过程及主要内容一、电机在电能产生、传输、转换中的作用一）电能是怎样产生的？一般情况下，水能、热能、核能等其他自然能源水水轮机、气轮机等原动机转动，再由原动机带动三相同步发电机转动产生三相电能。二）变压器在电能的传输中有什么作用？ 1、减少输电线电阻 2、提高输电电压三）电动机在电能的使用上有什么优点？二、电机发展概况三、本课程的任务和要求一）任务 1、掌握变压器、异步电动机、直流电动机的结构、原理、主要特性、使用和维护知识； 2、了解同步电动机和特种电动机；二）要求 1、学习要理论联系实际 2、注重对电机故障的分析、判断和检修能力的培养 3、为生产实习课与解决实际技术问题奠定理论和技能基础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、教学目标 1、学生掌握变压器的定义 2、学生了解变压器的用途和分类二、教学重点与难点变压器的用途和分类

三、教学时间：1学时四、教学过程及主要内容一、变压器的主要用途变压器是一种通过电磁感应作用将一定数值的电压、电流、阻抗的交流电转换成同频率的另一数值的电压、电流、阻抗的交流电的静止电器。在电力系统中，专门用于升高电压和降低电压的变压器统称为电力变压器。变压器是利用电磁感应原理制成的静止电气设备。它能将某一电压值的交流电变换成同频率的所需电压值的交流电，以满足高压输电、低压供电及其他用途的需要。二、变压器的分类变压器可以按照用途、绕组数目、相数、冷却方式、调压方式分类。 1、按照用途分，主要有电力变压器、调压变压器、仪用互感器（如测量用电流互感器和电压互感器）、供特殊电源用的变压器（如整流变压器、电炉变压器、电焊变压器、脉冲变压器）。 2、按照绕组数目分，主要有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器。 3、按照相数分，主要有单相变压器、三相变压器、多相变压器。 4、按照冷却方式分，主要有干式变压器、充气式变压器、油浸式变压器（按照冷却条件，又可细分为自冷、风冷、水冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷变压器）。 5、按照调压方式分，主要有无载调压变压器、有载调压变压器、自动调压变压器。容量大小：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。五、作业变压器的分类方式有很多，按用途可以分为哪几种？课题二变压器的结构与冷却方式一、教学目标 1、学生掌握变压器的基本结构 2、学生了解变压器的冷却方式 3、熟悉变压器的主要附件二、教学重点与难点 1、变压器的基本结构 2、变压器的主要附件三、教学时间4学时

200mw发电机变压器组继电保护设计

引言电力系统继电保护的设计与配置是否合理会直接影响到电力系统的安全运行，所以必须合理地选择保护配置和进行正确的整定计算。本次设计要求为200MW发电机－变压器组配置继电保护和自动装置，目的为通过本次设计，进一步加深对所学知识的理解，以及理解保护与保护之间的配合问题。大型发电机的造价昂贵，结构复杂，一旦发生故障遭到破坏，其检修难度大，检修时间长，要造成很大的经济损失。例：一台200MW汽轮发电机，因励磁回路两点接地使大轴和汽缸磁化，为退磁停机一个月以上，姑且不论检修费用和对国民经济造成的间接损失，仅电能损耗就近千万元，大机组在电力系统内占有重要地位，特别是单机容量占系统容量很大比例的情况下，大机组的突然切除，会对电力系统造成很大的扰动。另外，大型汽轮发电机的起停特别费时、费钱，以停机7～8小时的热起动为例：200MW发电机组就得需要7小时。因此，非必需的情况下，不要使大型发电机组频繁起动，更不要轻易紧急突然停机，这就对继电保护提出了更高的要求，所以在配置继电保护和自动装置时，要充分考虑各方面的因素，力求继电保护和自动装置准确、可靠、灵敏。

第1章继电保护的配置 1.1 概述 200MW发电机组造价昂贵，结构复杂，一旦发生故障，其检修难度大，时间长，将造成较大的经济损失。因此，在考虑200MW机组继电保护的总体配置时，应最大限度地保证机组安全和缩小故障破坏范围，尽可能避免不必要的突然停机，对某些异常工况采用自动处理装置，特别要避免保护装置的误动和拒动，这样不仅要求有足够的的可靠性、灵敏性、选择性和快速性，还要求继电保护在总体配置上尽量做到完善、合理，避免繁琐、复杂。 200MW机组保护装置可分为短路保护和异常运行保护两类。短路保护是用以反应被保护区域内发生的各种类型的短路故障，为了防止保护拒动或断路器拒动，设主保护和后备保护。异常运行保护是用以反应各种可能给机组造成危害的异常工况，不设后备保护。为了满足电力系统稳定方面的要求，对于200MW发电机－变压器组故障要求快速切除。为了确保正确快速切除故障，要求对200MW发电机－变压器组设置双重快速保护。各保护装置动作后所控制的对象，依保护装置的性质、选择性要求和故障处理方式的不同而不同，对于发电机双绕组变压器，通常有以下几种处理方式：全停：停汽机、停锅炉、断开高压侧断路器、灭磁、断开高压厂用变压器低压侧断路器、使机炉及其辅机停止工作。解列灭磁：断开高压侧断路器、灭磁、断开高压厂用变压器低压侧断路器。解列：断开高压侧断路器。减出力：减少原动机的输出功率。发信号：发出声光信号或光信号。母线解列：对双母线系统，断开母线联络断路器，缩小故障波及范围。 1.2保护配置依据――《继电保护和安全自动装置技术规程》 1. 对300MW及以上的汽轮发电机组，应装设双重快速保护，即装设发电机纵联差动保护、变压器纵差动保护和发电机、变压器共用纵联差动保护。 2. 发电机－变压器组：对100MW及以上的发电机，应装设保护区为100％的定子接地保护。 3. 对于定子绕组为星形联接，每相有并联分支且中性点有分支引出端子的发电机，应装设单继电器式横差保护。 4. 200MW及以上的发电机应装设负序过电流保护和单元件低电压起动的过电流保护，当灵敏度不满足要求时，可采用阻抗保护。 5. 对于200MW及以上汽轮发电机宜装设过电压保护。 6. 对过负荷引起的发电机定子绕组过电流，应装设定子绕组过负荷保护。 7. 发电机转子承受负序电流的能力，以I2t≤A为判据，其中I为以额定电流为基准

发电机变压器部分讲义

发电机部分变压器部分电气设备部分水轮发电机第一节同步发电机工作原理同步电机的基本特点是：同步电机的转子转速n恒等于定子旋转磁场的同步转速n1，它和电网的频率f之间严格遵守下式关系： n=n1=60f/p （r/min） p为同步电机的转子磁极对数同步电机即由此得名。我国的工业频率规定为f=50Hz，而电机的磁极对数p是整数，因此，对某一台具体的同步电机而言，其转速总为一固定值，例如：皂角湾电站发电机磁极对数为6对，则其同步转速 n=60f/p=3000/6=500转/分。同步电机和其他电机一样，从原理上讲是可逆的，它不仅可以作为发电机运行，也可以作为电动机运行。同步发电机是同步电机的一种，是专门用于产生三相交流电能的电源装置，在现代电力行业，根据原动机不同，常见的同步发电机有水轮发电机，汽轮发电机。同步发电机与其它电机一样，是由定子和转子两部分所组成。它的定子是将三相交流绕组嵌置于由冲好槽的硅钢片叠压而成的铁芯里，它的转子通常由磁极铁芯及励磁绕组构成。图为转子是二极时的同步电机结构原理图。定子、转子之间有气隙。定子上有AX、BY、CZ三相绕组，相绕组

由多匝串联的绕组元件(见图（b）)连接而成，每相绕组的匝数相等，在空间上彼此相差120电角度。转子磁极上装有励磁绕组，由直流励磁电流产生磁场，其磁通由转子N极出来，经过气隙、定子铁芯、气隙，进入转子s极而构成回路，如图中虚线所示。如果用原动机拖动同步电机的转子，以每分钟n的速度旋转，同时在转子上的励磁绕组中经过滑环（图中未画出）通入一定的直流电励磁，由于原动机的拖动，那么就会在转子上得到一个机械的旋转磁场，该磁场对定子磁场发生相对运动，根据电磁感应原理，就会在定子中感应出三相对称交流电势。由于定子绕组制造时，三相对称绕组在空间上互差120电角度，因此三相电势也在时间上相差120电角度。如果同步发电机接上负载，就会有三相电流流过，这时，同步发电机将机械能转换为电勇。接入电网的同步发电机，在一定条件下，也可以作电动机运行，这时同步电动机便将电能转换为机械能。第二节同步发电机基本结构一、基本结构：发电机本体主要是由一个不动的定子（以水轮发电机组为例包括上机架、下机架、定子铁芯、定子绕组、推力轴承、导向轴承、冷却装置等）和一个可以转动的转子（包括转子铁芯、绕组等主要部件）构成的，定子上置有三相交流绕组；转子上置有励磁绕组，当通入直流电流后，能产生磁场。定子有时也称为电枢，转子有时也称为磁极。转子的结构一般有两种基本型式，一种称为凸极式；另一种称为隐极式。凸极式发电机从转子上看，有着明显的磁极，如图（a）所示。当通有直流励磁电流后，每个磁极就出现一定的极性，相邻磁极交替出现南极S和北极N。凸极式转子短而粗，适用于转速较低的机组，如水轮发电机组，风能发电机组等；转子结构型式图(a) 凸极式（四极）；（b）隐极式（两极）隐极式发电机从转子上看，没有凸出的磁极，如图3-1-2（b）所示。但通入励磁电流后，沿转子圆周也会交替出现南极和北极的极性。隐极式转子细而长，适用于转速较高的机组，如汽轮发电机组。二、水轮发电机通常小容量水轮发电机常布置为卧式安装，而大容量水轮发电机，

变压器差动保护

第二节变压器差动保护 1.概述电气主设备内部故障的主保护方案之一是差动保护，差动保护在发电机上的应用是比较简单的，但是作为变压器内部故障的主保护，差动保护将有许多特点和困难。变压器有两个和更多个电压等级，构成差动保护所用电流互感器的额定参数各不相同，由此产生的差动保护不平衡电流将比发电机大得多。变压器每相原副边电流之差(正常运行时的励磁涌流)将作为变压器差动保护不平衡电流的一种来源，特别是当变压器过励磁运行时，励磁电流可达变压器额定电流的水平，势必引起差动保护误动作。更有甚者，在空载变压器突然合闸时，或者变压器外部短路被切除而变压器端电压突然恢复时，暂态励磁电流(即励磁涌流)的大小可与短路电流相比拟，在这样大的不平衡电流下，要求差动保护不误动，是一个相当复杂困难的技术问题。正常运行中的变压器，根据电力系统的要求，需要调节分接头，这又将增大变压器差动保护的不平衡电流。变压器差动保护能反应高、低压绕组的匝间短路，而匝间短路时虽然短路环中的电流很大，但流入差动保护的电流可能不大。变压器差动保护还应能反应高压侧(中性点直接接地系统)经高阻接地的单相短路，此时故障电流也较小。综上所述，差动保护用于变压器，一方面由于各种因素产生较大和很大的不平衡电流，另一方面又要求能反应具有流出电流的轻微匝间短路，可见变压器差动保护要比发电机差动保护复杂得多。 2.配置原则对变压器引出线、套管及内部的短路故障，应装设相应的保护装置，并应符合下列规定： (1) 10MVA及以上的单独运行变压器和6.3MVA及以上的并列运行变压器，应装设纵联差动保护。6.3MVA及以下单独运行的重要变压器，亦可装设纵联差动保护。 (2) 10MVA以下的变压器可装设电流速断保护和过电流保护。2MVA及以上的变压器，当电流速断灵敏系数不符合要求时，宜装设纵联差动保护。 (3) 0.4MVA及以上，一次电压为10kV及以下，线圈为三角-星形连接的变压器，可采用两相三继电器式的过流保护。 (4) 以上所述各相保护装置，应动作于断开变压器的各侧断路器。 3.要求达到的性能指标 (1) 具有防止区外故障误动的制动特性； (2) 具有防止励磁涌流引起误动的功能； (3) 宜具有TA断线判别功能，并能选择闭锁差动或报警，当电流超过额定电流的 1.5～2倍时可自动解除闭锁； (4) 动作时间(2倍整定值时)不大于50ms； (5) 整定值允差±5%。 4.原理及其微机实现 4.1四方 4.1.1 保护原理变压器差动包括主变差动、发变组差动、厂用变差动、起/备变差动、励磁变差动等，对于高压侧为500kV的一个半开关接线方式，发变组差动及主变差动保护应反应四侧的电流量。

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。

变压器和发电机的保护

对于发电机可能发生的故障和不正常工作状态,应根据发电机的容量有选择地装设以下保护。 (1)纵联差动保护:为定子绕组及其引出线的相间短路保护。 (2)横联差动保护:为定子绕组一相匝间短路保护。只有当一相定子绕组有两个及以上并联分支而构成两个或三个中性点引出端时,才装设该种保护。 (3)单相接地保护:为发电机定子绕组的单相接地保护。 (4)励磁回路接地保护:为励磁回路的接地故障保护。 (5)低励、失磁保护:为防止大型发电机低励(励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流)或失去励磁(励磁电流为零)后,从系统中吸收大量无功功率而对系统产生不利影响,100MW及以上容量的发电机都装设这种保护。 (6)过负荷保护:发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护。中小型发电机只装设定子过负荷保护;大型发电机应分别装设定子过负荷和励磁绕组过负荷保护。 (7)定子绕组过电流保护:当发电机纵差保护范围外发生短路,而短路元件的保护或断路器拒绝动作,这种保护作为外部短路的后备,也兼作纵差保护的后备保护。 (8)定子绕组过电压保护:用于防止突然甩去全部负荷后引起定子绕组过电压,水轮发电机和大型汽轮发电机都装设过电压保护,中小型汽轮发电机通常不装设过电压保护。 (9)负序电流保护:电力系统发生不对称短路或者三相负荷不对称(如电气机车、电弧炉等单相负荷的比重太大)时,会使转子端部、护环内表面等电流密度很大的部位过热,造成转子的局部灼伤,因此应装设负序电流保护。 (10)失步保护:反应大型发电机与系统振荡过程的失步保护。 (11)逆功率保护:当汽轮机主汽门误关闭,或机炉保护动作关闭主汽门而发电机出口断路器未跳闸时,从电力系统吸收有功功率而造成汽轮机事故,故大型机组要装设用逆功率继电器构成的逆功率保护,用于保护汽轮机。变压器保护配备一般根据变压器的容量和电压等级。小型变压器配过流和速断保护就够了，甚至可以用熔断器保护；中型变压器（1250kVA以上）可以再加上瓦斯保护；更大的变压器（如6300kVA以上）一般应再配备差动保护。变压器保护配置的基本原则 1、瓦斯保护: 800KVA及以上的油浸式变压器和400KVA以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。瓦斯保护用来反应变压器油箱内部的短路故障以及油面降低，其中重瓦斯保护动作于跳开变压器各电源侧断路器，轻瓦斯保护动作于发出信号。 2、纵差保护或电流速断保护: 6300KVA及以上并列运行的变压器，10000KVA及以上单独运行的变压器，发电厂厂用或工业企业中自用6300KVA及以上重要的变压器，应装设纵差保护。其他电力变压器，应装设电流速断保护，其过电流保护的动作时限应大于0.5S。对于2000KVA以上的变压器，当电流速断保护灵敏度不能满足要求时，也应装设纵差保护。纵差保护用于反应电力变压器绕组、套管及引出线发生的短路故障，其保护动作于跳开变压器各电源侧断路器并发相应信号。 3、相间短路的后备保护: 相间短路的后备保护用于反应外部相间短路引起的变压器过电流，同时作为瓦斯保护和纵差保护（或电流速断保护）的后备保护，其动作时限按电流保护的阶梯形原则来整定，延时动作于跳开变压器各电源侧断路器，并发相应信号。一般采用过流保护、复合电压起动过电流保护或负序电流单相低电压保护等。

发电机课程设计

发电厂电气部分题目：电气设备的选择姓名: 学号：班级：指导教师：严晋菁

目录绪论 (1) 设计任务书 (2) 一.原始资料及其分析 (3) 二.发电机侧主接线方案设计 (4) 三.升高压侧主接线方案设计 (6) 四.变压器容量的确定 (9) 五.电气设备的选择 5.1高压断路器的选择 (10) 5.2隔离开关的选择 (12) 5.3电流互感器的选择 (13) 5.4电压互感器的选择 (14) 六.总结 (14)

绪论本文首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建站的必要性，然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了35kV，10kV以及站用电的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器，电流互感器进行了选型，从而完成了35kV电气一次部分的设计 1.

发电厂电气部分课程设计任务书姓名刘生斌专业班级12级电气（1）班指导老师严晋菁单位青海大学设计题目发电厂主系统设计设计要求课程设计主要内容：本次课程设计将电力系统主系统部分初步设计与所学专业理论知识紧密结合起来，使所学知识系统化。培养学生运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神。按照现行的水利电力工程设计规范、规程，并结合工程实际具体情况完成规程规范所要求的电气主系统初步设计的内容及深度。设计内容1 对提供原始资料进行分析，查找有关规程规范及参考资料。 2 对发电机侧升高点压侧接线方案分别比较。 3 确定主变压器台数、形式、及设计容量。 4 确定最优的电气主接线方案。 5 主要电气设备的选择。 6 汇总设计成果，完成设计论文。 2.

变压器原理

变压器原理 1）电力变压器是电力系统中重要的电气设备，起着传递、分配电能的重要作用，无论是在发电厂或变电所，都可以看到各种型式和不同容量的变压器。变压器是一种静止的电器，它利用电磁感应原理把一种交流电压转换成相同频率的另一种交流电压。 2）变压器是应用电磁感应原理来进行能量转换的，其结构的主要部分是两个(或两个以上)互相绝缘的绕组，套在一个共同的铁芯上，两个绕组之间通过磁场而耦合，但在电的方面没有直接联系，能量的转换以磁场作媒介。在两个绕组中，把接到电源的一个称为一次绕组，简称原方(或原边)，而把接到负载的一个称为二次绕组，简称副方(或副边)。当原方接到交流电源时，在外施电压作用下，一次绕组中通过交流电流，并在铁芯中产生交变磁通，其频率和外施电压的频率一致，这个交变磁通同时交链着一次、二次绕组，根据电磁感应定律，交变磁通在原、副绕组中感应出相同频率的电势，副方有了电势便向

负载输出电能，实现了能量转换。 3）原、副绕组中感应电动势的大小正比于各自的匝数，同时也近似地等于各自侧的电压。只要原、副绕组匝数不等，就可使原、副边具有不同的电动势和电压。变压器在传递电能的过程中，原、副边的电功率基本相等。当两侧电压不等时，两侧电流势必不等，高压侧电流小，低压侧电流大，故变压器在改变电压的同时，也改变了电流。利用一次、二次绕组匝数的不同及不同的绕组联接法，就可使原、副方有不同的电压、电流和相数。三、变压器的分类 1）按相数来区分，变压器可以分为三相变压器和单相变压器。在三相电力系统中，一般应用三相变压器。当容量过大且受运输条件限制时，在三相电力系统中也可应用三台单相变压器连接成三相变压器组。 2）按绕组数目来区分，变压器可以分为两绕组和三绕组变压器。所谓两绕组变压器即在一相铁芯上套有两个绕组，一个为一次绕组，

水电站发电机变压器保护原理及继电保护方式

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/4a10220407.html, 水电站发电机变压器保护原理及继电保护方式作者：张伟周桂林来源：《科学与财富》2018年第09期摘要：在水电站发电机变压器中安装继电保护装置，可以保障变压器的稳定运行，使水电站为用户提供可靠的电力。基于此，笔者从水电站发电机变压器的保护原理入手，根据继电保护的原则以及变压器常见的多种故障，对变压器的继电保护方式进行了分析，变压器主要包括短路故障的主保护、后备保护以及接地故障的保护这三种继电保护方式，从整体上保障了变压器的稳定运行，有助于水电站的长久运行。关键词：水电站；变压器；继电保护前言：在水电站发电机变压器的正常运行中，难免会产生一些故障，对电力系统的稳定运行造成不利影响。为了解决这一问题，大部分水电站都会采用继电保护方式对变压器进行保护，避免变压器故障的影响范围进一步扩大。而且继电保护装置可以及时提醒水电站的运维人员排除变压器故障，从而保障电力系统的稳定运行。因此，对于水电站发电机变压器保护原理及继电保护方式分析具有一定的实践意义。 1.水电站发电机变压器保护原理 1.1定子接地继电保护原理当水电站发电机变压器内部的定子出现单相接地现象的时候，会导致匝间短路、相间短路以及接地短路，对变压器的正常运行造成不利影响，从而危害到整个电力系统。因此，水电站需要对变压器进行保护，通常是在变压器定子的中性点配备高阻，对暂态过电压进行控制，为变压器提供全面的保护。如果在继电保护的过程中，变压器出现了其他故障，则继电保护装置会自动跳闸，从根本上保护变压器。 1.2变压器继电保护装置对于水电站发电机而言，主要涉及到主变压器以及厂用变压器这两种变压器，主变压器应用的继电保护装置包括差动装置、重瓦斯装置以及零序装置等，在变压器运行时，技术人员需要根据发电机以及变压器的实际运行状况，选择适当的零序过电流加入到继电保护装置中，实现变压器的保护；厂用变压器应用的继电保护装置主要是在开关柜中安装保护装置。；两种变压器的继电保护装置通过工控机进行连接，使变压器的接线更为简便，有助于继电装置的管理以及维护[1]。

变压器工作原理

变压器变压器图片变压器 bian ya qi利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗，安全隔离等。英文名称：Transformer 编辑本段变压器的简介

电力系统发电能力相比较，它仍然归属于小电力之范围。

树脂浇注干式变压器

磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。编辑本段变压器与变频器的区别：变频器：通过它调整能够达到所需要的用电频率（50hz,60hz等），来满足我们对用电的特殊需要。变压器变频器变压器：一般为“降压器”，常见于小区附近或工厂附近，它的作用是将超高的电压降到我们居民正常用电电压，满足人们的日常用电。补充变压器工作原理：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。 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

变压器的工作原理

变压器的工作原理：变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件, 它具有变压、变流和变阻抗的作用。变压器的种类很多, 应用十分广泛。比如在电力系统中用电力变压器把发电机发出的电压升高后进行远距离输电, 到达目的地后再用变压器把电压降低以便用户使用, 以此减少传输过程中电能的损耗; 在电子设备和仪器中常用小功率电源变压器改变市电电压, 再通过整流和滤波, 得到电路所需要的直流电压; 在放大电路中用耦合变压器传递信号或进行阻抗的匹配等等。变压器虽然大小悬殊, 用途各异, 但其基本结构和工作原理却是相同的。变压器由铁心和绕组两个基本部分组成, 如图 2 - 34所示, 在一个闭合的铁心上套有两个绕组, 绕组与绕组之间以及绕组与铁心之间都是绝缘的。变压器的铁心由0.35～０.５mm 厚的硅钢片交错叠装而成, 图 2 - 35为几种常见的铁心形状。绕组一般采用绝缘铜线或铝线绕制, 其中与电源相连的绕组称为原绕组（或称为原边、初级）; 与负载相连的绕组称为副绕组Z L (a )(b )图2-34 变压器

（或称为副边、次级）。按铁心和绕组的组合结构可分为心式变压器和壳式变压器, 如图 2 - 36所示。心式变压器的铁心被绕组包围, 而壳式变压器的铁心则包围绕组。 2．变压器原理及应用

1）空载运行和电压变换如图 2 - 37所示, 将变压器的原边接在交流电压ｕ1上, 副边开路, 这种运行状态称为空载运行。此时副绕组中的电流i 2=0, 电压为开路电压u20, 原绕组通过的电流为空载电流i 10, 电压和电流的参考方向如图所示。图中Ｎ１为原绕组的匝数, Ｎ２为副绕组的匝数。副边开路时, 通过原边的空载电流i 10就是励磁电流。磁动势i 10N 1在铁心中产生的主磁通Φ既穿过原绕组, 也穿过副绕组, 于是在原、副绕组中分别感应出电动势ｅ１和ｅ２。且ｅ１和ｅ２与Φ的参考方向之间符合右手螺旋定则, 由法拉第电磁感应定律可得ｅ１和ｅ２的有效值分别为式中ｆ为交流电源的频率, Φm 为主磁通的最大值。如果忽略漏磁通的影响并且不考虑绕组上电阻的压降时, 可认为原、副绕组上电动势的有效值近似等于原、副绕组上电压的 u 20图2-37 变压器的空载运行dt d N e dt d N e Φ-=Φ-=221 1m m fN E fN E Φ=Φ=221144.444.4