第二章 电力变压器工作原理1

第二章

电力变压器

电力变压器的结构和原理第一节 变压器的基本工作原理和结构 第二节 变压器运行与保护 第三节 变压绕组的直流电阻及绝缘电阻的 测 量方法 第四节 变压器的异常运行及故障判断和处 理方法

第一节 变压器的基本工作原理和 结构教学要求 (1) 了解变压器的用途、分类 (2) 了解变压器的主要结构 (3) 掌握变压器的基本工作原理 (4) 掌握变压器的额定参数

在输电过程中，电压必须进行调整。 在输电过程中，电压必须进行调整。

生活中需要各种电压用电器随身听 扫描仪

额定工作电压 3V 12V

用电器机床上的照明灯 防身器

额定工作电压 36V 3000V 1~2万伏 万伏 3~4万伏 万伏

手机充电器 4.2V 4.4V 5.3V 黑白电视机显像管 录音机

6V 9V 12V 彩色电视机显像管

我们使用的各种用电器中， 在我们使用的各种用电器中，所需的电源电 压各不相同，而日常照明电路的电压是220V, 压各不相同，而日常照明电路的电压是220V,那 么如何解决这一问题呢？ 么如何解决这一问题呢？

需改变电压，以适应各种不同电压的需要。 需改变电压，以适应各种不同电压的需要。

第一章 变压器的基本工作原理和结构§1-1 变压器在电力系统中的应用10kV用户 变电站降 压变压器 发电机直馈线 10.5kV `115~230kV 10kV 35kV 用户 3kV高压动力负荷 380/220V 低压动力及 照明负荷 配电变压器

G ~ 发电厂发电机 发电厂升压主变压器 厂用降压 变压器 380/220V 3kV 低压动力及 高压动 照明负荷 力负荷

输电线 变电站降 压变压器 发电厂升压 主变压器

G ~ 发电厂发电机

图1-1 简单的输配电系统示意图

§1-1 变压器在电力系统中的应用1.电力传输 1.电力传输

2.变压器的容量 2.变压器的容量

一、变压器的构造

1.构造： 1.构造： 构造(1)铁芯 原线圈(初级线圈) (2)原线圈(初级线圈) (3)副线圈(次级线圈) 副线圈(次级线圈)

2.示意图 2.示意图

3.电路图中符号 3.电路图中符号n1 n2

铁芯与线圈互相绝缘

二、变压器的工作原理 ——互感现象

~

~

变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了： 变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：

→ 磁场能 → 电能转化 电能转化 电能 (U1、I1) (变化的磁场 变化的磁场) ( U2、I2) 变化的磁场思考：若给原线圈接直流电压 副线圈电压 副线圈电压U 思考：若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压 2?

=0

二、变压器的工作原理 ——互感现象

~

~

变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了： 变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：

→ 磁场能 → 电能转化 电能转化 电能 (U1、I1) (变化的磁场 变化的磁场) ( U2、I2) 变化的磁场思考：

若给原线圈接直流电压 副线圈电压 副线圈电压U 思考：若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压 2?

=0

实验和理论分析都表明： 实验和理论分析都表明：理想 电压跟它们的 变压器原、副线圈的电压 变压器原、副线圈的电压跟它们的 匝数成正比。 匝数成正比。

U1 n1 = U2 n21、n2 >n1 U2>U1——升压变压器 、 升压变压器 升压 2、n2 <n1 U2 <U1——降压变压器 、 降压变压器 降压

三、理想变压器的变压规律原、副线圈中产生的感应电 动势分别是： 动势分别是： Φ/ E1=n1 Φ/ t E2=n2 Φ/ t Φ/

E1 n1 = E 2 n2

若不考虑原副线圈的内阻有

U1=E1 U2=E2

U1 n1 = U2 n2

四、理想变压器的电流规律

理想变压器输入功率等于输出功率

P入= P出

即:

U1I1=U2I2

理想变压器原、副线圈的电流跟它 理想变压器原、副线圈的电流跟它 电流 们的匝数 匝数成 们的匝数成反比

I1 U 2 n2 = = I 2 U1 n1此公式只适用于一个副线圈的变压器

小结一、变压器的构造 1.示意图 2.符号 变压器的工作原理： 二、变压器的工作原理： 互感现象 变压器只能改变交流电 现象： 交流电的电压和电流 1、互感现象：变压器只能改变交流电的电压和电流 能量转化：电能→磁场能→ 2、能量转化：电能→磁场能→电能 3、理想变压器： 理想变压器：

P入=P出理想变压器的变压 变流规律 变压、 规律： 三、理想变压器的变压、变流规律：

U1 n1 = U2 n2

I1 n2 = I2 n1

§1-2 变压器的基本工作原理及分类

变压器的分类

按用途分： 按用途分：

形形色色的变压器

变电站的大型变压器

街头变压器

各式变压器

可拆式变压器