1.3 变压器的基本结构（课件）-《电机与变压器》同步精品课堂（航空工业出版社）

1.3 变压器的基本结构 电机与变压器 同步精品课堂（中职专业课） 1 知识目标 掌握变压器的基本结构。 能力目标 熟悉铁心材料、铁心结构以及绕组材料等内容。 情感目标 以基础知识、基本概念、基本定律为主 要编写原则，以“必需、够用”为准则来选择和安排知识点，并合理地更新了教学内容。 三维目标 情境引入 问：标出油浸式电力变压器的基本结构 情境引入 情境引入 问：标出油浸式电力变压器的基本结构 1—油位计：2—升高座：3—高压引线；4—散热器；5—变压器油：6—油箱；7—铁心； 8—绕组；9—低压引线；10—低压套管；11—气体继电器；12—高压套管；13—储油柜 新知学习 一 、铁心 铁心是变压器的机械骨架，它构成了变压器的磁路系统。 铁心由铁心柱和铁轭两部分组成。其中，套绕组的部分称为铁心柱，不套绕组只起闭合磁路作用的部分称为铁轭，如图所示。 1. 铁心材料 新知学习 一 、铁心 铁心是变压器的机械骨架，它构成了变压器的磁路系统。 铁心的作用是建立较大的磁通量，构成变压器的 磁路系统。因此，铁心要有良好的导磁性能，铁心内 的磁滞损耗与涡流损耗要尽量小。所以，铁心通常采用0.35 mm厚表面绝缘的硅钢片制成。 1. 铁心材料 新知学习 一 、铁心 铁心是变压器的机械骨架，它构成了变压器的磁路系统。 硅钢片在软磁材料中运用最为广泛，它主要分为 热轧硅钢片和冷轧硅钢片两类。在小型变压器中，多 采用0.35 mm或0.55 mm厚的热轧硅钢片，其片间涂敷绝缘漆，优点是工艺性好、损耗小、导磁性能高。 1. 铁心材料 新知学习 一 、铁心 铁心是变压器的机械骨架，它构成了变压器的磁路系统。 大中型变压器的铁心中多使用冷轧硅钢片。与热轧硅钢片相比，冷轧硅钢片性能更好，但由于其工艺性差，价格昂贵，所以使用受限。 1. 铁心材料 新知学习 一 、铁心 小提示 磁滞损耗是指铁磁材料在磁化过程中由磁滞现象引起的能量损耗，磁滞是指铁磁 材料的磁性状态变化时磁化强度滞后于磁场强度；涡流损耗是指导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时，导体内的感生电流导致的能量损耗。 新知学习 一 、铁心 小提示 所谓工艺性好，是指在现有工艺条件下，既能方便制造，又有较低的制造成本； 所谓工艺性差，是指在现有工艺条件下制造困难，制造成本较高。 新知学习 二 、 铁心结构 根据绕组套入铁心柱的形式不同， 铁心可分为心式结构和壳式结构。 心式 结构是在两侧的两个铁心柱上放置绕 组，绕组包围铁心，如图1-4(a) 所示， 其结构简单，易装配，省导线，常用于 大容量、高电压的变压器中。 1—铁心；2—绕组 新知学习 二 、 铁心结构 根据绕组套入铁心柱的形式不同， 铁心可分为心式结构和壳式结构。 壳式结构 是中间的铁心柱上放置绕组，铁心包围 绕组，如图1-4 (b) 所示，其用线量较 多，工艺较复杂，但散热性好，适用于 小型干式变压器。 1—铁心；2—绕组 新知学习 二 、 铁心结构 根据制造工艺的不同，变压器的铁心可分为叠片式和卷制式两种。 心式结构铁心一般 用口形或斜口形硅钢片交叉叠成，壳式结构铁心一般用 E 形或 F 形硅钢片交叉叠成，如图所示。 新知学习 二 、 铁心结构 根据制造工艺的不同，变压器的铁心可分为叠片式和卷制式两种。 叠片式铁心由于气隙较大，增加了磁阻和励磁电流。而卷制式铁心由冷轧钢 带卷绕而成，铁心端面加工精确，大大减小了气隙，提高了变压器的效率。图所示为用卷制式铁心制成的C 形变压器。 新知学习 三、绕组 绕组是电流的载体，用来产生磁通和感应电动势，它是变压器的电路部分。 小型变压器一般用由绝缘漆包围的铜线绕制而成；容量稍大的变压器则用扁铜线或扁 铝线绕制。 1. 绕组材料 新知学习 三、绕组 绕组是电流的载体，用来产生磁通和感应电动势，它是变压器的电路部分。 前面已经提过，与电源侧连接的绕组称为一次绕组，与负载侧连接的绕组称为二次绕 组；而按照绕组所接电压的高低，还可分为高压绕组和低压绕组。 2. 绕组命名 新知学习 三、绕组 绕组是电流的载体，用来产生磁通和感应电动势，它是变压器的电路部分。 (1)同心式绕组 它是将高、低压绕组同心套在铁心柱上，如图1-7 (a) 所示。 3. 绕组结构 1—铁心；2—高压绕组：3—低压绕组 新知学习 三、绕组 绕组是电流的载体，用来产生磁通和感应电动势，它是变压器的电路部分。 (2)交叠式绕组 它是将高、低压绕组绕成多个线饼，沿铁心轴向交叠放置，也称饼式绕组。在绕制过 程中，为了便于绕线和铁心绝缘， 一般在最上层和最下层放置低压绕组，如图1-7 (b) 所 示。 3. 绕组结构 1—铁心；2—高压绕组：3—低压绕组 新知学习 三、 其他结构 1. 分接开关 变压器运行时，输出电压会随着输入电压和负载电流的变化而变化。为了保证输出电 压在合理范围内变动， 一般通过调节分接开关来改变一次或二次绕组的匝数，从而改变输 出电压，如图所示。 新知学习 三、 其他结构 2. 安全气道和压力释放阀 早期的变压器安装的是安全气道(防爆管),其外形如图所示。它由一根长 钢筒构成，上端装有一定厚度的防爆膜，下端与油箱连接。当变压器发生故障时，油流冲 破防爆膜，可以防止变压器油箱爆裂。 新知学习 三、 其他结构 新知学习 三、 其他结构 3. 油箱和冷却装置 它由一根长 钢筒构成，上端装有一定厚度的防爆膜，下端与油箱连接。当变压器发生故障时，油流冲破防爆膜，可以防止变压器油箱爆裂。 新知学习 三、 其他结构 4. 储 油 柜 储油柜俗称油枕，它位于油箱上部，通过连接管与油箱相通。当变压 器油的体积随温度的升降而膨胀或收缩时，储油柜会随之储油或补油，保证油始终充满油箱。储油柜还能使空气与油接触面减少，防止潮气侵入。很多储油柜上装有油位计，用以监测变压器油位的变化。 新知学习 三、 其他结构 5. 绝缘套管 绝缘套管是变压器外部的主要绝缘装置，由外部的瓷套和中间的导电杆组成。它穿过 油箱盖，将变压器内部的高、低压引线引出，与变压器箱体绝缘。根据电压等级不同，绝 缘套管有不同的结构。在变压器中，电压低于10 kV 的，多采用纯瓷套管；电压在10~ 35 kV之间的，多采用充油套管；电压高于110 kV 的，多采用电容式套管。 新知学习 三、 其他结构 6. 气体继电器 气体继电器装在油箱和储油柜之间，是变压器的主要保护装置。当变压器发生故障时， 内部绝缘物会分解产生气体，进入继电器中。若故障轻微，当继电器内的气体达到一定容 积后，会使继电器的上接点动作，发出报警信号。若故障严重，产生的油气流会冲击下挡板，接通跳闸回路，从而断开电源。 新知学习 三、 其他结构 7. 测温装置 变压器运行的温度决定了变压器的寿命，因此检测变压器的油面温度十分重要。通常 变压器使用的温度计有三种： 用于远距离监测的电阻温度计、能发出温度报警信号的信号 温度计、计量精确的酒精温度计。 课堂练习 填空题 1. 气体继电器装在油箱和储油柜之间，是变压器的主要保护装置。 2. 当变压器发生故障时， 内部绝缘物会分解产生气体，进入继电器中。 3. 绝缘套管是变压器外部的主要绝缘装置，由外部的瓷套和中间的导电杆组成。 课堂小结 铁心 绕组 1 2 其他结构 3 课堂小结 1. 简述铁心材料？ 2. 简述铁心结构？ 3. 简述绕组材料？ 作业布置 感谢观看 $$