《动力技术设备安装、调试和修理》

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项目一电力变压器模块一 参观认识变压器

思考： 日常生活中的电能是怎样来的？为什么要高压输电？变压器可以传输直流电能吗？

10KV 35KV 66KV 110KV220KV500KV 6.3—27KV 10KV/0.4KV 发电机组升压变压器降压变压器配电变压器从发电厂到用户的送电过程示意图日常生活中的电能是怎样来的

为什么要高压输电？ 电能从发电厂输送到用户。 • 输电线路电阻RX的损耗ΔpX取决于通过输电线上的电流I的大小。 • 输送到用户的功率P=UIcosф • 输出电线上的功率损耗：ΔpX=I2RX=（P /Ucosφ）2ρL/S=C*1/U2S • ρ-输电线材料的电阻系数 • S-输电线的截面积 • U-输电线路负载端电压 • C= P2ρL/cos2ф为常数 • 说明：若S一定.U升高，损耗ΔPX减少 • 若ΔPX一定. U 升高，S 减小，故可节省材料，则提高送电电压U ，可达到减少投资和降低运行费用的目的。

一、变压器的基本工作原理和分类

电力变压器的用途 • 变压器是电力系统中数量极多且地位十分重要的电气设备，变压器的总容量大约是发电机总容量的9倍以上。其功能是将电力系统中的电能电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用。 • 在电力系统中，输送同样功率的电能，电压越高，电流就越小，输电线路上的功率损耗也越小；输电线的截面积也可以减小，这样就可以减少导线的金属用量。 • 变压器是传输电能而不改变其频率的静止的电能转换器。

电力变压器的用途 • 由于制造上的困难，发电机电压不可能很高（目前在20KV以下），所以在发电厂中要用升压变压器将发电机电压升到很高，才能将大量的电能送往远处的用电地区，如35KV、66KV、110KV、220kv、330kv、500kv等。 • 而在用电负荷处，再用降压变压器将电压降低到适当的数值供用户电气设备使用。电力变压器在传输电能的时候，本身也有一些有功损耗，但数量不大，因而传输效率很高。中小型变压器的效率不低于95％，大型变压器效率可达到98％以上。

？？？ 电能电能机械能电动机变压器一、变压器的基本工作原理和分类

一、变压器的基本工作原理 问题:为什么将变压器的原边接到交流电源上，灯泡就会发光呢？

一、变压器的基本工作原理 变压器就是按照“动电生磁，动磁生电” 的电磁感应原理制成的。

灯泡——将电能转换成了光能

工作原理 • 1、当一次绕组接交流电压后，就有励磁电流i1流过，该电流在铁心中可产生一个交变的主磁通Φ • 2、Ф在两个绕组中分别产生感应电势e1和e2 e1=－N1*dФ/dt e2=－N2*dФ/dt

3、若略去绕组电阻和漏抗压降，则以上两式之比为：U1/U2≈(-e1)/(-e2)=N1/N23、若略去绕组电阻和漏抗压降，则以上两式之比为：U1/U2≈(-e1)/(-e2)=N1/N2 4、U1/U2≈(-e1)/(-e2)=N1/N2=k， k——定义为变压器的变比。即：U1/U2=N1/N2=K ● 从此式可以看出，若固定U1，只要改变匝数比即可达到改变电压的目的了 ● 变压器就是按照“动电生磁，动磁生电”的电磁感应原理制成的。

二、变压器的分类

升压变压器 降压变压器配电变压器电力变压器的类别——按用途分 • （一）电力变压器

电炉、整流变压器 试验、仪用等变压器 • (二) 特种变压器

电力变压器按功能分，有升压变压器和降压变压器两大类。工厂变电所都采用降压变压器。终端变电所的降压变压器，也称配电变压器电力变压器按功能分，有升压变压器和降压变压器两大类。工厂变电所都采用降压变压器。终端变电所的降压变压器，也称配电变压器

电力变压器类别-按线圈数目分 • 双绕组变压器，在铁芯中有两个绕组，一个为初级绕组，一个为次级绕组 • 自耦变压器，初级、次级绕组合为一个 • 三绕组变压器，三个绕组连接三种不同电压的线路 • 多绕组变压器，如分裂变压器

电力变压器类别-冷却方式 • 油浸式变压器——铁芯和绕组都一起浸入灌满了变压器油的油箱中，可以加强绝缘和改善冷却散热条件（大容量） • 干式变压器——能满足特殊要求，如安全（小容量变压器） • 充气式变压器——绝缘性能优于油浸式（大容量）SF6

干式变压器 油浸式变压器强迫油循环电力变压器电力变压器类别-冷却方式

单相变压器 三相变压器电力变压器类别-相数

有载调压变压器 无载调压变压器电力变压器类别-调压方式

特殊使用环境代号 额定电压额定容量特殊用途和特殊结构代号设计序号调压方式导线材料绕组数油循环方式冷却方式相数产品类别电力变压器的型号

电力变压器的型号 • 1、产品类别代号 • O-自耦变压器，通用电力变压器不标 • H-电弧炉变压器 • C-感应电炉变压器 • Z-整流变压器 • K-矿用变压器 • Y-试验变压器

2、相数 • D-单相变压器 • S-三相变压器

3、冷却方式 • F-风冷式 • W-水冷式 • 注：油浸自冷式和空气自冷式不标注

4、油循环方式 • N―自然循环 • O―强迫导向循环 • P―强迫循环

5、绕组数 • S―三绕组 • 注：双绕组不标注

6、导线材料 • L―铝绕组 • 注：铜绕组不标注

7、调压方式 • Z―有载调压 • 注：无载调压不标注

8、性能水平代号（设计序号）

9、特殊用途或特殊结构代号 • Z――低噪声用； • L――电缆引出 • X――现场组装式； • J――中性点为全绝缘； • CY――发电厂自用变压器

10、变压器的额定容量 • 变压器的额定容量，单位为KVA。

11、变压器的额定电压 • 变压器的额定容量，单位为KV。

例1： 一台三相、油浸、风冷、双绕组、无励磁调压、铝导线、20000 kVA、110 kV级电力变压器产品，其性能水平符合GB/T 6451规定，该产品的型号为： SFL7—20000/110

例2： 一台三相、油浸、水冷、强迫油循环、双绕组、有载调压、铜导线、360000 kVA、220 kV级低噪声用电力变压器的产品，其性能水平符合GB/T 6451规定，该产品的型号为： SWPZ7—Z—360000/220

例3： • SL7—500/10 低损耗三相油浸自冷双绕组铝线，额定容量500KVA，高压侧额定电压10KV级电力变压器 • SFPL——63000/110 三相强迫油循环风冷双绕组铝线，额定容量63000KVA，高压侧额定电压110KV级电力变压器

二、电力变压器的基本结构 • 铁芯 • 绕组 • 油箱和冷却装置 • 绝缘套管 • 保护装置 • 。。。

油浸式电力变压器的结构 器身铁心、绕组、绝缘结构、引线、分接开关油浸式电力变压器油箱本体（箱盖、箱壁、箱底）和附件（放油阀门、油样活门、接地螺栓、铭牌油箱散热器和冷却器冷却装置储油柜（油枕）、油位表、防爆管（安全气道）、吸湿器(呼吸器)、温度计、净油器、气体继电器（瓦斯继电器）保护装置出线装置高压套管、低压套管

图1.1.2 油浸式电力变压器

油浸式电力变压器的结构 11.接地螺栓 1.高压套管 12.油样活门 2.分接开关 13.放油阀门 3.低压套管 14.活门 4.瓦斯继电器 15.绕组 5.防爆管 16.温度计 6.油枕 17.铁芯 7.油位表 18.净油器 8.吸湿器 19.油箱 9.散热器 20.变压器油 10.铭牌作业！

1 . 铁芯 铁芯在电力变压器中是重要的组成部件之一。它由高导磁的硅钢片叠积和钢夹件夹紧而成，铁心具有两个方面的功能。在原理上，铁心是构成变压器的磁路。它把一次电路的电能转化为磁能，又把该磁能转化为二次电路的电能，因此，铁心是能量传递的媒介体。在结构上，它是构成变压器的骨架。在它的铁心柱上套上带有绝缘的线圈，并且牢固地对它们支撑和压紧。

1 . 铁芯 变压器铁芯涡流的形成当成块的金属放在变化的磁场中．或者在磁场中运动时，金属内将产生感应电流。这种电流在金属内自成闭合回路，犹如水的旋涡故称涡流，由于成块金属的电阻很小，所以涡流很强，使成块金属大量发热，同时电能遭到大量的浪费。

1 . 铁芯 为了减少铁心的磁滞和涡流损耗，铁心用厚度为0.3～0.5mm的硅钢片冲剪成几种不同尺寸，并在表面涂厚为0.01～0.13mm的绝缘漆，烘干后按一定规则叠装而成。由于硅钢片比普通钢的电阻串大，因此利用硅钢片制成的铁心可以进一步减小涡流损耗。

●铁芯的交叠装配 • 变压器铁心叠法，偶数层刚好压着奇数层的接缝，从而减少了磁路和磁阻，使磁路便于流通 ——接逢处气隙小 • 可以避免涡流在钢片之间流通奇数层偶数层奇数层偶数层图 1.1.6 叠片式铁世交错的叠放方式

1 . 铁芯 铁心的结构接地片上夹件铁轭螺杆拉螺杆芯柱绑扎铁心磁导线下夹件

1 . 铁芯 铁心的结构形式和用途铁心片以搭接方式叠积，两柱均套线圈，线圈以串、并联络线引出。结构简单而紧凑，工艺装备少，但叠积工作量大。它是广泛采用的单相铁心基本结构。适用于各种单相变压器。单相两柱式叠铁心

1 . 铁芯 铁心的结构形式和用途中间为一个心柱，两边为旁轭，轭的截面为心柱截面的1/2。可降低上、下轭高，有助于减少附加损耗，但电工钢片用量多。它实际上是垂直放置的单相壳式铁心。适用于高压大容量单相电力变压器和大电流单相变压器。单相单柱旁轭式叠铁心

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