2013年电工进网作业变压器课件.ppt

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1、电力处培训中心二〇一三年九月电工进网作业培训电力变压器讲义概述变压器的工作原理与结构变压器运行其他变压器互感器内容提要概述变压器的基本概念、作用静止设备,电磁感应原理,一种电压等级的交流电能转化成另一种或几种电压等级的交流电能。变压器就是实现电能在不同等级之间进行转换。分类按用途:电力变压器、特种变压器、仪用互感器(电流互感器、电压互感器)按冷却介质:油侵式、干式电力系统中为什么需要变压器?a、发电机的输出电压有限;(最高不超过20kV)b、远距离输电需提高电压等级减少线路损耗;(损耗与电流关系)c、输入用电设备的电压等级

2、需与用电设备相匹配;d、电网中存在不同电压,需变压器将不通电压等级线路连接起来。综上所述:变压器是电力系统中不可缺少的重要设备。第一节变压器的工作原理和结构一、变压器工作原理变压器的工作原理变压器是利用电磁感应作用将一种电压、电流的电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。(也称为一种静止的电机)原理如(图一)所示:一个铁芯:提供磁通的闭合路径,两个绕组:1次侧绕组(原边)N1,2次侧绕组(副边)N2。图一、变压器原理图E:感应电势N:匝数Φ:磁通一次线圈二次线圈由此可知,一、二次感应电动势的大小与电源频率、绕组匝数和主磁

3、通最大值成正比,且在相位上滞后主磁通90°。上式表明,变压器一、二次绕组的电压比就等于一、二次绕组的匝数比,电流与匝数成反比。即电压高的一侧电流小,电压低的一侧电流大。因此,要使一、二次绕组有不同的电压,只要使一、二次绕组有不同的匝数即可。例如一次绕组的匝数N1为二次绕组匝数N2的一倍(k=2),便是2∶1的降压变压器;反之,则是1∶2的升压变压器。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。这就是变压器的变压原理。E1、E2的相量表达式为:E1=-j4.44ƒN1Φm,E2=-j4.44ƒN2Φm上式中K—

4、—变压器的电压比(亦称匝数比)。可写为:变压器的工作原理变压器的特点:1、变压器不能改变直流电压2、变压器不能改变交流电的周期和频率3、输出电压由输入电压决定输入功率由输出功率决定输入电流由输出电流决定原、副线圈产生感应电动势原线圈接交流电在铁芯中产生变化的磁通量副线圈中如有电流在铁芯中产生变化的磁通量原线圈产生电流抵消变化的磁通量互感现象是变压器工作的基础变压器的工作原理第一节变压器的工作原理和结构一、变压器的结构第一节变压器的工作原理和结构一、变压器的结构第一节变压器的工作原理和结构变压器器身油箱出线装置(包括套管等)

5、铁芯绕组绝缘引线(包括调压装置、引线夹件等)油箱本体附件(包括油枕、油门闸阀等)冷却装置(包括散热器、风扇、油泵等)保护装置(包括防爆阀、气体继电器、测温元件、呼吸器等)一、变压器的结构第一节变压器的工作原理和结构一、变压器的结构1、铁芯按铁芯型式,变压器可分为内铁式(又称心式)和外铁式(又称壳式)两种。内铁式变压器的绕组包围着铁心,外铁式变压器则是铁心包围着绕组。套绕组的部分称铁心柱,连接铁心柱的部分叫铁轭。绕组是用绝缘扁线或圆铜线绕成。根据高、低压绕组的相对位置,绕组可分为同心式和交叠式两种类型。同心式绕组的高、低压绕

6、组同心套在铁芯柱上。为便于绝缘,一般低压绕组套在里面。并以绝缘纸筒隔开。交叠式绕组为了减少绝缘距离通常将低压绕组靠近铁轭。同心式绕组结构简单,制造方便,国产电力变压器均采用这种结构.油浸式电力变压器2、绕组第一节变压器的工作原理和结构3、绝缘主要绝缘材料:变压器油、绝缘纸板、电缆纸、皱纹纸等。4、分接开关作用:调节电压,供给稳定的电压、控制电力潮流或调节负载电流。调压方法:切除和增加一部分绕组的线匝,以改变绕组的匝数。常把绕组引出若干个抽头,这些抽头叫作分接头。当用分接开关切换到不同的抽头时,便接入了不同的匝数。这种调压方

7、式又分无激磁(无载)调压和有载调压两种。变压器二次不带负载,一次也与电网断开(无电源励磁)的调压,称为无励磁调压,带负载进行变换绕组分接的调压,称为有载调压。第一节变压器的工作原理和结构5、油箱油箱是油浸式变压器的外壳,变压器的器身置于油箱内,箱内灌满变压器油。按大小分为:吊器身式油箱和吊箱壳式油箱。6、冷却装置油浸式电力变压器的冷却方式,按其容量大小可分为油浸自冷、油浸风冷及强迫油循环(风冷或水冷)三类。7、油枕储油柜位于变压器油箱上方,通过气体继电器与油箱相通。第一节变压器的工作原理和结构8、吸湿器防止空气中的水分浸入

8、油枕的油内,油枕是经过一个呼吸器(也称吸湿器)与外界空气连通的,呼吸器内盛有能吸收潮气的物质(通常为硅胶),硅胶被氯化钴浸渍过后称为变色硅胶,它在干燥状况下呈蓝色,吸收潮气后渐渐变为淡红色,此时即表示硅胶已失去吸湿效能。如把吸潮后的硅胶在108度高温下烘焙10h,使水分蒸发出去,则硅胶又会还原成蓝色而恢

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