第一章-第四节：三相电力变压器（课件） -《电机与电气控制技术》同步教学（高等教育出版社）

第四节：三相电力变压器 第一章 变压器 目 录 CONTENTS 01 三相电力变压器的用途 02 三相电力变压器的结构 03 三相电力变压器损耗及效率 04 三相变压器外特性及电压变化率 2 一、三相电力变压器的用途 图1-12 电力输送过程示意图 案例：电能的产生、输送与分配 一、三相电力变压器的用途 变压器最主要的用途是在输电、配电技术领域。目前世界各国使用的电能基本上均是由各类(火力、水力、太阳能、风能、核能等)发电站发出的三相交流电能，发电站一般均建在能源产地，江边、海边或远离城市的地区，因此，它所发出的电能在向用户输送的过程中，通常需用很长的输电线。根据P=√3UIcosφ,在输送功率P和负载的功率因数cosφ一定时，输电线路上的电压U越高，则输电线路中的电流I就越小。这不仅可以减小输电线的截面积，节约导体材料，还可以减小输电线路的功率损耗。因此目前世界各国在电能的输送与分配方面都朝建立高电压、大功率的电力网系统方向发展，以便集中输送、统一调度与分配电能。这就促使输电线路的电压由高压(110～220 kV)向超高压(330～750 kV)和特高压(750 kV以上)不断升级。目前我国高压输电的电压等级有交流110 kV、220 kV、330 kV、500 kV、750 kV、1000kV,直流±500kV、士800kV、士1000 kV。发电机本身由于其结构及所用绝缘材料的限制，不可能直接发出这样的高压，因此在输电时必须首先通过升压变电站，利用变压器将电压升高，其过程如图1-12上部所示。 一、三相电力变压器的用途 高压电能输送到用电区后，为了保证用电安全和符合用电设备的电压等级要求，还必须通过各级降压变电站，利用变压器将电压降低。例如，工厂输电线路，高压为110kV、35 kV、10kV等，低压为380V、220V等。图1-12所示为三相电力系统输送示意图。 综上所述，变压器是输电、配电系统中不可缺少的重要电气设备，从发电厂发出的电能经升压变压器升压，输送到用户区后，再经降压变压器降压供电给用户，一般是经过5～7次变压器的升降压。根据最近的资料显示，1kW的发电设备需4～5kV·A变压器容量与之配套，由此可见，在电力系统中，变压器是容量最多最大的电气设备。 二、三相油浸式电力变压器的结构 二、 变压器 （油浸式） 器身 铁心 绕组 引线（包括调压装置、引线夹件等） 绝缘 附件（包括油枕、油门闸阀等） 油箱本体 油箱 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） 出线装置（包括套管等） 1.铁芯 构成变压器磁路系统，并作为变压器的机械骨架 0.35 mm厚的硅钢片，减小铁耗。 国产硅钢片有热轧硅钢片、冷轧无取向硅钢片、冷轧晶粒取 向硅钢片 二、三相油浸式电力变压器的结构 心式变压器 壳式变压器 二、三相油浸式电力变压器的结构 单相小容量变压器铁心形式 为了减小铁心 磁路的磁阻以 减小铁心损耗， 要求铁心装配 时，接缝处的 空气隙应越小 越好。 二、三相油浸式电力变压器的结构 2.变压器绕组 变压器中的电路部分，小型变压器一般用具有绝缘的漆包圆铜线绕制而成，对容量稍大的变压器则用扁铜线或扁铝线绕制。 (1)．同心式绕组 高、低压绕组同心地套装在铁心柱上。为了便于与铁心绝缘，把低压绕组套装在里面，高压绕组套装在外面。 按其绕制方法的不同又可分为 圆筒式、螺旋式和连续式 二、三相油浸式电力变压器的结构 (2)．交叠式绕组 将绕组分成若干个线饼交替排列 又称饼式绕组 漏抗小、机械强度高、引线方便。主要用在低电压、大电流的变压器上，如容量较大的电炉变压器、电阻电焊机（如点焊、滚焊和对焊电焊机）变压器等。 优点: 二、三相油浸式电力变压器的结构 油箱和冷却装置 由于三相变压器主要用于电力系统进行电压等级的变换，因此其容量都比较大，电压也比较高。目前，国产的高电压、大容量三相电力变压器OSFPSZ-360 000/500已批量生产（容量为36万kV·A，电压为500kV，每台变压器重量达到250t）。为了铁芯和绕组的散热和绝缘，均将其置于绝缘的变压器油内，而油则盛放在油箱内。为了增加散热面积，一般在油箱四周加装散热装置，老型号电力变压器采用在油箱四周加焊扁形散热油管，新型电力变压器以采用片式散热器散热为多。容量大于10 000kV·A的电力变压器，采用风吹冷却或强迫油循环冷却装置。 由于三相变压器主要用于电力系统进行电压等级的变换，因此其容量都比较大，电压也比较高。目前，国产的高电压、大容量三相电力变压器OSFPSZ-360 000/500已批量生产（容量为36万kV·A，电压为500kV，每台变压