ch2 變壓器的類型和基本結(jié)構(gòu)

變壓器變壓器是靜止電器，由鐵心(磁路)及兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組(電路)組成，繞組之間由鐵心中交變磁通聯(lián)系(磁耦合)實(shí)現(xiàn)從一種電壓(電流)變?yōu)榱硪环N電壓(電流)。在電力系統(tǒng)中是重要設(shè)備。變壓器與發(fā)電機(jī)的容量比（6

8）：1在工農(nóng)業(yè)、商貿(mào)和生活中也是重要設(shè)備。主要研究供配電用的雙繞組電力變壓器發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器負(fù)荷簡單電力系統(tǒng)：第二章變壓器的類型和基本結(jié)構(gòu)內(nèi)容提要1.變壓器的用途、分類2.變壓器的主要結(jié)構(gòu)部件3.變壓器的發(fā)熱溫升4.變壓器的額定數(shù)據(jù)第一節(jié)變壓器的主要類型⑴按繞組分為：

雙繞組變壓器

三繞組變壓器

自耦變壓器⑵按相數(shù)分為：

單相變壓器

三相變壓器

多相變壓器

升壓變壓器

降壓變壓器

隔離變壓器

(4)按冷卻方式：

油浸自冷變壓器(3)按用途分為：

油浸水冷變壓器

干式空氣自冷變壓器

油浸風(fēng)冷變壓器電力變壓器電源變壓器環(huán)形變壓器接觸調(diào)壓器控制變壓器三相干式變壓器第二節(jié)變壓器的結(jié)構(gòu)1、一次繞組（原繞組）－電源側(cè)2、二次繞組（副繞組）－負(fù)載側(cè)3、變壓器鐵心－磁路部分鐵心和繞組是變壓器的主要部件，稱為器身

，器身放在油箱內(nèi)部一.鐵心鐵心由心柱和鐵軛兩部分組成。心柱用來套裝繞組，鐵軛將心柱連接起來，使之形成閉合磁路。為減少鐵心損耗，鐵心用厚0.30-0.35mm的硅鋼片疊成，片上涂以絕緣漆，以避免片間短路。按照鐵心的結(jié)構(gòu)，變壓器可分為心式和殼式兩種。心式變壓器單相心式變壓器的基本結(jié)構(gòu)心式變壓器:

結(jié)構(gòu)心柱被繞組所包圍。

特點(diǎn)心式結(jié)構(gòu)的繞組和絕緣裝配比較容易，所以電力變壓器常常采用這種結(jié)構(gòu)殼式變壓器:

結(jié)構(gòu)鐵心包圍繞組的頂面、底面和側(cè)面。

特點(diǎn)殼式變壓器的機(jī)械強(qiáng)度較好，常用于低電壓、大電流的變壓器或小容量電訊變壓器。單相殼式變壓器鐵心交疊：相鄰層按不同方式交錯(cuò)疊放，將接縫錯(cuò)開。偶數(shù)層剛好壓著奇數(shù)層的接縫，從而減少了磁阻，便于磁通流通。心式冷軋硅鋼片迭片鐵心柱截面形狀：小型變壓器做成方形或者矩形；大型變壓器做成階梯形。容量大則級(jí)數(shù)多。疊片間留有間隙作為油道(縱向/橫向)。（縱向油道見課本圖1-7）

非晶合金鐵心變壓器的特點(diǎn)

非晶合金與硅鋼片變壓器相比，空載損耗下降70%至80%，空載電流下降80%，節(jié)能效果顯著。非晶合金片厚度極薄，填充系數(shù)較低，采用磁密低，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)受材料限限制程度較高，非晶合金對(duì)機(jī)械應(yīng)力非常敏感，張引力和彎曲應(yīng)力都會(huì)影響磁性能，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特殊。立體卷鐵心變壓器的特點(diǎn)

鐵心和線圈需在專用設(shè)備上卷制，減少了由人工制造造成的質(zhì)量波動(dòng)，質(zhì)量穩(wěn)定可靠;卷鐵心與疊鐵心相比可減少工序，生產(chǎn)效率高，自動(dòng)化程度高；立體卷鐵心的退火效果更好，能更有效降低空載損耗和空載電流。鐵軛的截面積為心柱截面積的一半，即節(jié)能又省材。卷鐵心是連續(xù)繞制而成，可使噪聲降低。疊鐵心變壓器的特點(diǎn)

鐵心制造工藝簡單，制造工時(shí)短，降低了制造成本變壓器制造廠具有成熟的疊鐵心工藝，成熟的質(zhì)量控制管理體系不需要卷制鐵心和線圈的專用設(shè)備，降低了產(chǎn)產(chǎn)品的制造成本鐵心材料較“R型”卷鐵心利用率高，能降低產(chǎn)品的制造成本。平面卷鐵心變壓器的特點(diǎn)

鐵心和線圈需在專用設(shè)備上卷制，減少了由人工制造造成的質(zhì)量波動(dòng)，質(zhì)量穩(wěn)定可靠；卷鐵心在經(jīng)過退火處理后，空載損耗和空載電流可大幅度下降；卷鐵心與疊鐵心相比可減少工序，生產(chǎn)效率較高，自動(dòng)化程度較高；卷鐵心是連續(xù)繞制而成，可使噪聲降低。2、繞組

繞組是變壓器的電路部分，由包有絕緣材料的銅(或鋁)導(dǎo)線繞制而成。裝配時(shí)低壓繞組靠著鐵心，高壓繞組套在低壓繞組外面，高低壓繞組間設(shè)置有油道(或氣道)，以加強(qiáng)絕緣和散熱。將繞組裝配到鐵心上成為器身。繞組定義變壓器的電路部分，用紙包或紗包的絕緣扁線或圓線（銅或鋁）繞成。一次繞組:輸入電能的繞組。

二次繞組:輸出電能的繞組。高壓繞組的匝數(shù)多,導(dǎo)線細(xì)；低壓繞組的匝數(shù)少，導(dǎo)線粗。從高,低壓繞組的相對(duì)位置來看,變壓器的繞組可分為同心式和交迭式。同心式結(jié)構(gòu)

同心式繞組的高、低壓繞組同心地套裝在心柱上。特點(diǎn)

同心式繞組結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，國產(chǎn)電力變壓器常采用這種結(jié)構(gòu)。交迭式結(jié)構(gòu)

交迭式繞組的高、低壓繞組沿心柱高度方向互相交迭地放置。交迭式繞組用于特種變壓器中。特點(diǎn)3.油/油箱/冷卻/安全裝置器身裝在油箱內(nèi)，油箱內(nèi)充滿變壓器油。

變壓器油是一種礦物油，具有很好的絕緣性能。變壓器油起兩個(gè)作用：①在變壓器繞組與繞組、繞組與鐵心及油箱之間起絕緣作用。②變壓器油受熱后產(chǎn)生對(duì)流，對(duì)變壓器鐵心和繞組起散熱作用。油箱有許多散熱油管，以增大散熱面積。

為了加快散熱，有的大型變壓器采用內(nèi)部油泵強(qiáng)迫油循環(huán)，外部用變壓器風(fēng)扇吹風(fēng)或用自來水沖淋變壓器油箱。這些都是變壓器的冷卻裝置。

變壓器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生熱量，使變壓器油膨脹，并流進(jìn)儲(chǔ)油柜中。

儲(chǔ)油柜使變壓器油與空氣接觸面變小,減緩了變壓器油的氧化和吸收空氣水分的速度。從而減緩了油的變質(zhì)。故障時(shí),熱量會(huì)使變壓器油汽化,觸動(dòng)氣體繼電器發(fā)出報(bào)警信號(hào)或切斷電源。如果是嚴(yán)重事故，變壓器油大量汽化，油氣沖破安全氣道管口的密封玻璃，沖出變壓器油箱，避免油箱爆裂。

4、套管

變壓器的引線從油箱內(nèi)穿過油箱蓋時(shí)，必須經(jīng)過絕緣套管，以使高壓引線和接地的油箱絕緣。絕緣套管一般是瓷質(zhì)的，為了增加爬電距離，套管外形做成多級(jí)傘形，10kV～35kV套管采用充油結(jié)構(gòu)，如圖所示。第三節(jié)變壓器的額定值1額定容量SN：額定工作狀態(tài)下的視在功率，單位為VA或kVA。三相變壓器指三相容量之和。2額定電壓U1N/U2N:U1N是電源加到原繞組上的額定電壓，U2N是原邊繞組加上額定電壓，分接頭在額定位置時(shí)副邊開路電壓，即空載時(shí)副繞組的端電壓。單位為V或kV。三相變壓器指線電壓。3額定電流I1N/I2N：變壓器額定容量分別除以原、副邊額定電壓所計(jì)算出來的線電流值。單位為A。三相變壓器指線電流。4額定頻率：按我國規(guī)定，工業(yè)用電50Hz。Y接：接：三相