《变压器原理与选择》课件.ppt

变压器原理与选择

目录11.变压器基础知识22.变压器工作原理33.变压器类型44.变压器选择55.变压器应用66.变压器维护与故障诊断

第一部分：变压器基础知识引言本部分将介绍变压器的基本概念、结构、参数和损耗，为理解变压器工作原理奠定基础。重要性变压器是电力系统中不可或缺的设备，它通过改变电压和电流，实现电能的传输和分配。掌握变压器基础知识对于电力工程技术人员来说至关重要。

什么是变压器？定义变压器是一种利用电磁感应原理将交流电的电压或电流改变的静止电气设备。主要功能变压器主要用于改变交流电的电压和电流，实现电能的传输和分配，并保证电能质量。历史发展变压器发明于19世纪，经历了从早期简单的结构到现代高效、智能化的发展过程。

变压器的基本结构铁芯铁芯是变压器中磁通的通路，由铁心叠片或铁心绕组构成，主要材料为硅钢片，并用漆包线缠绕在铁芯上。绕组绕组是变压器中电流流通的回路，由漆包线绕制在铁芯上，并分为初级绕组和次级绕组。绝缘系统绝缘系统的作用是防止绕组之间、绕组与铁芯之间发生短路，并保证变压器的安全运行。冷却系统冷却系统的作用是将变压器运行过程中产生的热量及时带走，防止变压器过热损坏。

变压器的基本参数额定容量变压器在额定工作条件下所能承受的最大的视在功率，单位为千伏安（kVA）。额定电压变压器在额定工作条件下绕组上的电压值，单位为伏特（V）。额定电流变压器在额定工作条件下绕组上的电流值，单位为安培（A）。阻抗电压变压器短路时的阻抗值，反映变压器的短路能力，单位为百分比（%）。

变压器的损耗铁损铁损是变压器铁芯中产生的损耗，主要包括磁滞损耗和涡流损耗。铜损铜损是变压器绕组中产生的损耗，主要由绕组中的电流产生的热量造成。杂散损耗杂散损耗是变压器中其他部分产生的损耗，例如绝缘损耗、冷却介质损耗等。

第二部分：变压器工作原理引言本部分将深入探讨变压器的工作原理，包括电磁感应定律、变压器电磁感应原理、理想变压器和实际变压器的区别，以及电压比、电流比、功率传递等重要概念。重要性理解变压器工作原理是掌握变压器设计、应用和维护的关键，它将帮助我们更好地理解变压器的特性和应用范围。

电磁感应定律法拉第电磁感应定律当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中就会产生感应电动势，感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。楞次定律感应电流的方向总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通量的变化。

变压器的电磁感应原理初级绕组的作用初级绕组通电后，会在铁芯中产生变化的磁通量，该磁通量也穿过次级绕组。次级绕组的作用由于穿过次级绕组的磁通量发生变化，根据法拉第电磁感应定律，次级绕组中就会产生感应电动势。磁通的变化变压器中的磁通量是交变的，因此在初级绕组和次级绕组中都会产生交变的感应电动势。

理想变压器定义理想变压器是假设铁芯无磁滞损耗、绕组无电阻、绝缘无损耗的理想模型。特性理想变压器具有电压比和电流比不变、效率为100%等特性。与实际变压器的区别实际变压器存在铁损、铜损和绝缘损耗，效率低于100%，电压比和电流比也会有一定的偏差。

变压器的电压比电压比公式电压比等于初级绕组的匝数与次级绕组的匝数之比。实例计算假设一个变压器初级绕组有1000匝，次级绕组有200匝，初级电压为220V，则次级电压为44V。

变压器的电流比电流比公式电流比等于次级绕组的匝数与初级绕组的匝数之比。实例计算假设一个变压器初级绕组有1000匝，次级绕组有200匝，初级电流为1A，则次级电流为5A。

变压器的功率传递功率守恒定律理想变压器中，初级绕组的输入功率等于次级绕组的输出功率，即功率守恒。效率计算实际变压器的效率等于输出功率与输入功率之比，由于存在损耗，实际变压器的效率低于100%。

变压器的极性同极性当变压器初级和次级绕组的电流方向一致时，称为同极性。异极性当变压器初级和次级绕组的电流方向相反时，称为异极性。极性判断方法可以通过变压器铭牌上的极性标记或进行实验来判断变压器的极性。

变压器的矢量图单相变压器矢量图单相变压器矢量图可以直观地显示变压器初级和次级电压、电流之间的相位关系。三相变压器矢量图三相变压器矢量图可以直观地显示变压器各相电压、电流之间的相位关系和各相电流之间的相位关系。

第三部分：变压器类型引言本部分将介绍变压器的分类，包括按用途、冷却方式、绕组结构、相数、铁芯结构等分类，并重点介绍特种变压器和智能变压器。重要性了解变压器类型有助于我们选择合适的变压器，满足不同的应用需求。

按用途分类电力变压器主要用于电力系统中电压等级的变换，例如发电厂、变电站、输电线路。配电变压器主要用于配电系统中电压等级的变换，例如居民区、工厂、商业楼宇。特种变压器指用于特殊用途的变压器，例如调压变压器、整流变压器、电炉变压器等。

按冷却方式分类油浸自冷式