电机学教案3.docVIP

内蒙古科技大学 教 案 课程名称：电机学 编写时间：2008-2-20 授课章节 2-1电力变压器的基本作用原理与理论分析 目的要求 电力变压器的基本结构、各部分的作用及额定值 重点难点 电力变压器的基本结构、各部分的作用、分类及额定值 一、变压器的概念 变压器是利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件 1、变压器静止的电磁装置将一种的交流电变换为同的另一种电压的交流电能 2、从上图可以看出单相变压器包括线圈、铁心两部分，实际应用中，还包括支撑、连接部分。 三、电力变压器各部分介绍 电力变压器大多数容量较大，是油浸式，即把铁心和绕组都浸如盛满变压器油的油箱中，各绕组的电路端点通过绝缘套管与外电路相连接，因此除了作为磁路的铁心、作为电路的绕组外，在实际应用中还包括散热、绝缘、支撑等部分，如油箱、绝缘 第 3 次 第 1 页 内 蒙 古 科 技 大 学 教 案（续页） 课程名称 编写时间：20 年 套管、分接开关，以下逐个介绍 1、铁心 （1）铁心是变压器的磁路通道，又是套装绕组的骨架（支撑）；变压器传递电能是借助磁场实现的。为了向负载侧传递尽可能多的电能，要求沿磁场方向，磁阻要小，导磁率要大，同时变压器磁场变化时在垂直于磁场方向会产生感生电动势，形成涡流，产生不必要的损耗，因此涡流电路的电阻要大；因此，铁心一般由易于导磁的硅钢片叠成，相邻的硅钢片间涂有绝缘漆，磁场方向沿一片硅钢片运行，涡流则在硅钢片间穿过绝缘漆流动。 （2）冲片 组成铁心的硅钢片通常事先裁制成所需的形状和尺寸，称为冲片。 制成铁心时，把冲片按一定方式交叠起来。 根据工艺，现在的硅钢片分热轧硅钢片、冷轧硅钢片，在制成冲片时，冲片的形状不同。 热轧硅钢片 冷轧钢钢片 （3）卷式铁心 前面介绍了交叠装配的铁心，一些发达国家和地区，较多采用低损耗、高导磁冷轧取 第3次 第 2 页 内 蒙 古 科 技 大 学 教 案（续页） 课 向的硅钢片制造卷绕铁心配电变压器，以降低损耗（励磁电流减小到叠积时励磁电流数值的30～40％）。 2、绕组 绕组指缠绕在铁心上的导电线圈，是变压器的电路部分，常用带绝缘的铜、铝导线绕成圆筒形。 变压器的绕组根据电压高低分：高压绕组和低压绕组。 根据绕组位置分：一次侧绕组（原边绕组、初级绕组）和二次侧绕组（副边绕组、次级绕组） 一次侧绕组接交流电源，相当于负载 二次侧绕组接变压器的负载，相当于电源。 3、铁心与铁心柱及铁轭、壳式变压器和心式变压器 硅钢片叠成的立方体整体上称为铁心，被绕组包围的部分称为铁心柱，除铁心柱以外的铁心称为铁轭。 按照变压器中绕组和铁心的相对位置，变压器可分为：铁芯式和铁壳式 铁芯式指铁心被绕组包围着；铁壳式指绕组被铁心包围着。 第 3 次 第 3 页 内 蒙 古 科 技 大 学 教 案（续页） 4、变压器油 多数电力变压器浸在变压器油中， 变压器油的作用：（1）增强绝缘 （2）散热 少量水分存在，也可使变压器油的绝缘性能大为降低，因此，要防止潮气进入变压器油。 5、变压器油箱及附件 变压器油存放于油箱内。 变压器油箱上连接着安全气道（防爆管），是一根顶部封有玻璃或酚醛薄膜的钢管，下部与油箱相连。其作用：当变压器内部发生严重故障，产生大量气体，使油箱内压力迅速升高时，油和气体会冲破玻璃或酚醛薄膜向往喷出，以防油箱由于压力过大而破裂，从而保护油箱。最近生产的变压器也有用压力阀代替安全气道的。 由于热胀冷缩，变压器油存在呼吸作用，要避免潮气进入变压器油是不可能的；为了减少进入的潮气，在油箱和外界间加入储油器（油枕、膨胀器），储油器经管道与外界相连，管道中有干燥剂，吸收部分水分。（减少水分进入变压器油的方法） 在油箱和储油柜的连接通道中安装有气体继电器，作用为：当变压器内部发生故障或 油面太低时，会根据油面的位置不同而发出报警信号或发出保护装置动作信号，自动切断电源。 6、绝缘套管 由于变压器绕组浸在变压器油中，变压器的引出线从油箱内出来经过油箱盖时必须 第3次 第4页 内 蒙 古 科 技 大 学 教 案（续页） 穿过绝缘套管，以防油箱外壁带电（强电），以免发生安全事故。绝缘套管一般为瓷制，内充空气或油；且为了增加放电距离，套管外形采用多级伞形，电压越高，伞级越多。 7、分接开关 在变压器油箱盖上装有分接开关，可以改变高压绕