變壓器教材第1章第1節

　　第一節 變壓器的原理

一、概述

變壓器是應用電磁感應原理來進行能量轉換的，其結構的主要部分是兩個(或兩個以上)互相絕緣的繞組，套在一個共同的鐵芯上，兩個繞組之間通過磁場而耦合，但在電的方面沒有直接聯繫，能量的轉換以磁場作媒介。在兩個繞組中，把接到電源的一個稱爲一次繞組，簡稱原方(或原邊)，而把接到負載的一個稱爲二次繞組，簡稱副方(或副邊)。當原方接到交流電源時，在外施電壓作用下，一次繞組中通過交流電流，並在鐵芯中產生交變磁通，其頻率和外施電壓的頻率一致，這個交變磁通同時交鏈着一次、二次繞組，根據電磁感應定律，交變磁通在原、副繞組中感應出相同頻率的電勢，副邊有了電勢便向負載輸出電能，實現了能量轉換。利用一次、二次繞組匝數的不同及不同的繞組聯接法，可使原、副邊有不同的電壓、電流和相數。

二、變壓器類型

2.1電力變壓器的常用類型

A 按用途分爲：升壓變、降壓變、配電變、聯絡變、廠用變等

B 按相數分爲：單相變壓器、三相變壓器

C 按繞組數分爲：雙繞組、三繞組、多繞組、自耦變壓器

D 按絕緣介質分爲：油浸式變壓器（包括油浸自冷、油浸風冷、油浸水冷、強迫油循環

風冷或水冷等形式）、乾式變壓器、氣體絕緣變壓器

單相變壓器和三相變壓器的區別：

三相變壓器的一個鐵芯上繞了三個繞組，可以同時將三相電源變壓到二次側繞組，其輸出也是三相電源。而單相變壓器的鐵芯上只有一個繞組，只能將一相電源變壓到二次側輸出。 乾式變壓器和油浸式變壓器的區別：

1. 絕緣介質不同:乾式變壓器的主要絕緣介質是環氧樹脂、絕緣漆、玻璃絲等。油浸式變壓器的主要絕緣介質是變壓器油、電纜紙、絕緣紙板等。絕緣介質不同導致它們運行時所允許的`溫度就不同。

2. 整體結構上，油浸式變壓器需要油箱，而乾式變壓器就不需要。

第二節 變壓器的基本結構

電力變壓器一般是由鐵芯、繞組、油箱、絕緣套管和冷卻系統等主要部分組成。

2.1鐵芯

鐵芯是變壓器最基本的組成部分，鐵芯分爲鐵芯柱和鐵軛兩部分。鐵芯柱上套繞組，鐵

軛將鐵芯柱連接起來，使之成爲閉合磁路。

爲提高變壓器磁路的導磁率，鐵芯材料採用高導磁性能的硅鋼片。爲減少交變磁通在鐵芯中引起的渦流損耗，鐵芯通常用0.28～0.35mm相互絕緣的硅鋼片疊成。目前廣泛採用導磁係數高的冷扎晶粒取向硅鋼片，以縮小體積和重量，也可節約導線和降低導線電阻所引起的發熱損耗。

2.2繞組

繞組是變壓器最關鍵的部件，是變壓器進行電能交換的中樞，它要求具有足夠的絕緣強度、機械強度、耐熱能力和良好的散熱條件。它由銅或鋁的絕緣導線繞成，電力變壓器的高低壓繞組在鐵芯柱上按同心圓筒的方式套裝，在一般情況下，總是將低壓繞組放在裏面靠近鐵芯處，以利於絕緣，把高壓繞組放在外面，高、低壓繞組間以及低壓繞組與鐵芯柱之間留有絕緣間隙和散熱通道，並用絕緣紙筒隔開。

平衡繞組：常見的變壓器繞組有二種接法，即“三角形接線”和“星形接線”， 變壓器二個繞組組合起來就形成了4種接線組別：“Y，y”、“D，y”、“Y，d”和“D，d”。我國只採用“Y，

形變異等問題。所以容量大的變壓器都要求帶有三角形連接（D）的繞組，即平衡繞組。 平衡繞組的作用：

1.提供高次諧波通道，改善感應電動勢波形；

2.提高變壓器帶不平衡負載的能力，以穩定電壓中性點；

3.改善變壓器的零序阻抗。

2.3絕緣套管

主變壓器低壓方一般採用環氧樹脂浸紙電容式大電流套管環氧樹脂電容式套管.pdf，套管由環氧樹脂浸紙芯子、銅導電杆和鋁法蘭組成。套管通過鋁箔形成局部電容平均電壓，控制沿芯子厚度內和表面的電場強度，以形成緊湊有效的設計，可以避免芯子表面電場過分集中。套管的一側在變壓器油中，另一側往往在封閉母線筒內，空氣介質溫度可高達70～80℃。

主變壓器高壓方一般採用500kV油紙電容式變壓器套管套管11.bmp。該套管是由油枕、磁套、法蘭、及電容芯子連接組成。主絕緣電容芯子是由絕緣紙和鋁箔電極在導電管上卷繞而成的同心圓柱串連電容器，用以形成均勻電場。經真空乾燥，浸油處理後成爲電氣性能極高的油紙絕緣體。磁套爲外絕緣，同時還作爲保護主絕緣的容器。套管的頭部油枕上設有磁性油位指示計可以指示油位變化。套管中間設有供安裝連接用的法蘭，法蘭上設有變壓器注油時放出變壓器上部空氣的放氣塞及測量套管的測量引線裝置。套管採用全密封金屬結構，其內部充以經特殊處理的優質變壓器油，套管的電容芯子完全不與大氣相通。可以避免陽光的照射和大氣中的有害物侵入套管內部，使絕緣老化。