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第三节 变压器的发热与冷却
一、变压器的发热与传热
变压器运行时有铁耗、铜耗和附加损耗等，这些损耗 一方面影响变压器效率，另一方面转化为热量使变压器温 度升高。由于变压器各部分与周围介质存在温度差，热量 向周围介质散发，温差越大，散热越快。当发热量与散热 量相等时，变压器各部分温度达到稳定值。
通常油浸式变压器的散热过程为：首先依靠传导作用
10KV、6KV、380V／220V，供各类电力用户使用。
➢其它场合：如用于整流设备、电炉、高压试验装置、煤
矿井下、交通运输等的特种变压器，用于交流电能测量的
各种仪用互感器，实验室中使用的调压器，还有用于各种
电子仪器和控制装置的控制变压器等。
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二、变压器的分类
变压器可按照其用途、结构、相数、冷却方式和冷却介 质来进行分类。
油箱的结构与变压器容量及发热情况有关。小容量变压 器采用平板式油箱，容量稍大时，需要增加散热面积而在 油箱壁上焊散热器油管，称为管式油箱。容量很大时，为 提高冷却效果，可采用散热器式油箱，甚至采用强迫油循 环的冷却方式。
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四、其它附件
➢油枕：为了减小油与空气的接触面积，以降低油的氧化 速度和水分浸入，在油箱上面安装圆筒形的储油柜（又叫 油枕）。储油柜能容纳油箱中因温度升高而膨胀的变压器 油，并限制变压器油与空气的接触面，减少油受潮和氧化 的程度。此外，通过储油柜注入变压器油，还可防止气泡 浸入变压器。 ➢气体继电器：在储油柜与油箱的连接管中装有气体继电 器，当变压器内部发生故障产生气体或油箱漏油使油面下 降时，它可发出报警或跳闸信号以自动上还有安全气道，做保护 变压器油箱用。变压器的引线从油箱内引到油箱外时，必 须经过绝缘导管，使带电的引线与接地的油箱绝缘。套管 由瓷质的绝缘套筒和导电杆组成。 ➢分接头开关：油箱盖上面还装有分接头开关，用它来调 节绕组的分接头，以改变高压绕组的匝数（即改变变压器 变比），从而在小范围调节变压器的输出电压。
变压器的种类很多，用途也非常广泛。本篇主要研究
电力系统中供输配电用的双绕组电力变压器的基本结构、
工作原理、特性等，并对变压器的并联运行、不对称运行、
瞬变过程等进行分析，还对三绕组变压器及其它用途变压
器作了简单介绍。
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第二章 变压器的类型和基本结构
第一节 变压器的用途和分类 第二节 变压器的基本结构 第三节 变压器的额定值
大家好
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变压器篇（第二～六章）
变压器利用电磁感应原理传递电能的电磁机械装置。
变压器最主要的部件是绕组和铁心。工作时，接交流电源
的绕组为一次绕组，吸收电能；接负载的绕组为二次绕组，
输出电能。一次和二次绕组具有不同的匝数，绕在同一铁
心上，通过电磁感应作用，将一次绕组的电能传递到二次
绕组，并使一次和二次绕组具有不同的电压和电流。
铁心由铁心柱和铁轭两部分组成。其中，套装绕组的部 分称为铁心柱；连接铁心柱，以构成闭合磁路的部分为磁 轭或铁轭。如图2-3和图2-4所示
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变压器铁心分心式铁心和壳式铁心两大类： ➢心式铁心变压器：图2-3是心式铁心变压器，铁心柱被 绕组所包围；铁心结构简单，绕组布置和绝缘较容易，因 此电力变压器大多采用心式结构。
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第一节 变压器的用途和分类
一、变压器的用途
变压器是一种静止的电能变换装置，它利用电磁感应原
理进行电能传递；因而，变压器只能传递交流，对交流电
的电压、电流进行变换，但不能改变交流电的频率。
➢在电力系统：变压器将发电机发出的交流电通过升压变
压器升压到100KV～750KV后，经高压输电线路到达用
电地区，再通过降压变压器将电压降低，一般降低到
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三、变压器油及油箱
电力变压器的器身放在装有变压器油的油箱里，变压器 油既是绝缘介质也是冷却介质。变压器油为矿物油，由石 油分馏得到。由于油的绝缘性能比空气好，可以提高绕组 的绝缘强度；同时，通过油箱中油的对流作用或强迫油循 环流动，使绕组及铁心中因功率损耗而产生的热量得到散 逸，起到冷却作用。
将线圈和铁心内部的热量传到表面，然后通过变压器油的
在电力传输系统，主要应用油浸式变压器进行升压和 降压；因而，油浸式变压器是生产量最大，用途最广的一 种变压器，下面介绍油浸式变压器的结构。
油浸式变压器的铁心和绕组均放在盛满变压器油的油箱 中，各绕组通过绝缘套管引至油箱外，以便与外电路连接。 图2-1是油浸式变压器的外形结构。
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图2-1 油浸变压器外形结构图
（a）单相心式变压器
（b）三相心式变压器
图2－3 单相和三相心式变压器
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➢壳式铁心变压器：图2-4是壳式铁心变压器，绕组被铁 心包围；整体结构机械强度好，一般用于特种变压器和小 容量单相变压器。
（a）单相壳式变压器
（b）三相壳式变压器
图2－4 单相和三相壳式变压器
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二、绕组
绕组是变压器的电路部分，常用包有绝缘材料的铜或铝 导线绕制而成。
1-讯号式温度计 2-吸湿器 3-储油柜 4-油表 5-安全气道 6-气体继电
器 7-高压套管 8-低压套管 9-分接开关 10-油箱 11-铁心 12-线圈及绝
缘 13-放油阀门
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一、铁心
铁心是变压器中导磁的主磁路，也是套装绕组的机械骨 架。铁心采用磁导率高，磁滞和涡流损耗小的软磁材料制 成。目前变压器铁心大都由厚度为0.23mm～0.35mm的 冷轧硅钢片叠压而成，以减小损耗。
➢按用途分：电力变压器，调压器，仪用互感器，特种用 途变压器等。 ➢按相数分：单相变压器和三相变压器。 ➢按绕组数目分：自耦变压器，双绕组变压器和三绕组变 压器。 ➢按铁心结构不同分：心式变压器和壳式变压器。 ➢按冷却方式不同分：以空气冷却的干式变压器，以油冷 却的油浸式变压器。
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第二节 变压器的基本结构
为了使绕组便于制造，并且具有良好的机械性能，一般 把绕组做成圆筒形。高压绕组匝数多，导线细，低压绕组 匝数少，导线粗。
按照高、低压绕组布置方式的不同，绕组可分为同心式 和交叠式两种。心式变压器一般采用同心式结构，将高、 低压绕组同心地套装在铁心柱上，低压绕组靠近铁心柱， 高压绕组套装在低压绕组外面，高、低压绕组之间以及绕 组与铁心之间要可靠绝缘。