1
00:00:00,000 --> 00:00:02,920
变压器是电力系统中的关键设备

2
00:00:02,920 --> 00:00:06,106
广泛应用于电压变换和远距离输电

3
00:00:06,107 --> 00:00:08,887
它的工作原理基于电磁感应定律

4
00:00:08,887 --> 00:00:10,077
结构虽复杂

5
00:00:10,077 --> 00:00:11,987
基本原理却较直观

6
00:00:11,987 --> 00:00:14,747
我们可以从一个简单实验开始理解：

7
00:00:14,747 --> 00:00:17,933
当一块磁铁在一组线圈旁来回移动时

8
00:00:17,933 --> 00:00:19,643
磁通量发生变化

9
00:00:19,643 --> 00:00:21,443
线圈切割磁通线

10
00:00:21,443 --> 00:00:23,303
从而产生感应电流

11
00:00:23,303 --> 00:00:25,373
这就是电磁感应现象

12
00:00:25,074 --> 00:00:28,494
如果将磁铁换成一组接通直流电的线圈

13
00:00:28,494 --> 00:00:29,214
根据安培定律

14
00:00:29,214 --> 00:00:32,960
通电的线圈也会产生一个与磁铁相似的磁场

15
00:00:32,961 --> 00:00:35,481
若接入的是交流电源

16
00:00:35,481 --> 00:00:37,571
由于电流方向不断变化

17
00:00:37,571 --> 00:00:40,021
磁场方向也会周期性反转

18
00:00:40,021 --> 00:00:43,081
临近的线圈就会被动的切割磁通线

19
00:00:43,081 --> 00:00:44,541
从而生成感应电流

20
00:00:44,541 --> 00:00:47,274
实现非接触式能量传递

21
00:00:47,274 --> 00:00:48,661
即隔空输电

22
00:00:48,661 --> 00:00:51,921
但因多数磁通线未被利用 传输效率较低

23
00:00:51,921 --> 00:00:56,627
我们引入一个高磁导率铁芯 并在两端分别缠绕线圈

24
00:00:56,628 --> 00:00:58,728
铁芯提供低磁阻路径

25
00:00:58,728 --> 00:01:01,418
使磁场集中在铁芯内部传播

26
00:01:01,418 --> 00:01:03,748
从而达到集中磁通的效果

27
00:01:03,748 --> 00:01:05,068
在这种结构中

28
00:01:05,068 --> 00:01:07,768
连接电源的一侧称为初级线圈

29
00:01:07,768 --> 00:01:10,428
输出电流的一侧为次级线圈

30
00:01:10,428 --> 00:01:15,268
根据法拉第电磁感应定律 感应电压与线圈匝数成正比

31
00:01:15,268 --> 00:01:17,698
此时次级线圈的匝数更多

32
00:01:17,698 --> 00:01:19,878
那么输出的电压就会升高

33
00:01:19,878 --> 00:01:21,681
称为升压变压器

34
00:01:21,682 --> 00:01:24,612
反之如果是初级线圈的匝数更多

35
00:01:24,612 --> 00:01:26,612
那么输出的电压则变低

36
00:01:26,612 --> 00:01:27,415
称为降压变压器

37
00:01:28,016 --> 00:01:30,276
这就是变压器的基本原理

38
00:01:30,276 --> 00:01:34,456
根据结构形式不同 变压器可分为芯式和壳式两类

39
00:01:34,456 --> 00:01:37,556
我们所展示的是一台壳式降压变压器

40
00:01:37,556 --> 00:01:39,166
其结构较为特殊

41
00:01:39,166 --> 00:01:41,336
具备500kV的高压输入

42
00:01:41,336 --> 00:01:42,636
以及两个输出

43
00:01:42,636 --> 00:01:45,896
分别为220kV的中压主输出和10kV

44
00:01:45,896 --> 00:01:48,596
或35kV的辅助低压输出

45
00:01:48,596 --> 00:01:49,276
其中

46
00:01:49,276 --> 00:01:52,916
高压绕组与中压绕组共用部分线圈

47
00:01:52,916 --> 00:01:54,666
利用自耦降压技术

48
00:01:54,666 --> 00:01:57,016
通过改变中压侧抽头匝数实现主降压

49
00:01:57,016 --> 00:02:02,296
低压绕组则为单独的线圈 在共用铁芯的最里端

50
00:02:02,296 --> 00:02:03,776
在线圈绕制前

51
00:02:03,776 --> 00:02:05,886
需先对铁芯包裹一层绝缘片

52
00:02:05,886 --> 00:02:07,336
并套上绝缘筒

53
00:02:07,336 --> 00:02:10,356
以防止低压线圈与铁芯直接接触

54
00:02:10,356 --> 00:02:14,922
随后 依次绕上内层的低压线圈与外层的高中压线圈

55
00:02:14,922 --> 00:02:19,716
所有绕组均采用高导电率的铜制成 横截面为矩形

56
00:02:19,716 --> 00:02:22,656
矩形相比圆形的排布更加紧凑

57
00:02:22,656 --> 00:02:24,726
拥有更好的空间利用率

58
00:02:24,726 --> 00:02:27,542
同时有利于增加线径以降低电阻

59
00:02:27,542 --> 00:02:28,962
提高散热效率

60
00:02:28,963 --> 00:02:31,073
铜导线外包覆绝缘纸

61
00:02:31,073 --> 00:02:33,993
这种材料耐高温、绝缘性强且不易老化

62
00:02:33,650 --> 00:02:35,310
在这个三相系统中

63
00:02:35,310 --> 00:02:37,400
电流按顺序流通绕组

64
00:02:37,400 --> 00:02:41,703
每个绕组的电压波与其他电压波的相位相差120度

65
00:02:41,703 --> 00:02:45,410
他们接力输出从而产生连续稳定的电流

66
00:02:45,410 --> 00:02:50,310
在外层的高压、中压共用绕组上还会延伸出多个抽头

67
00:02:50,310 --> 00:02:52,960
其全部连接有载分接开关

68
00:02:52,977 --> 00:02:54,717
旁边的电机驱动装置可通过改变匝数的方式

69
00:02:54,717 --> 00:02:57,127
来调节输出的电压

70
00:02:57,184 --> 00:03:00,950
所有组件安装于密封油箱内部

71
00:03:00,950 --> 00:03:04,300
油箱顶部设有五个引出电流的绝缘套管

72
00:03:04,300 --> 00:03:08,740
分别为高压、中压、高压中性点及两个低压套管

73
00:03:08,744 --> 00:03:13,244
这些套管是绝缘结构 防止高压击穿油箱壳体

74
00:03:13,244 --> 00:03:15,764
油箱内部填充绝缘矿物油

75
00:03:15,764 --> 00:03:18,154
具备良好绝缘性和热稳定性

76
00:03:18,154 --> 00:03:19,984
可有效冷却内部绕组

77
00:03:19,984 --> 00:03:22,961
在油箱上方还设置了油枕

78
00:03:22,961 --> 00:03:24,981
用于储存备用绝缘油

79
00:03:24,981 --> 00:03:25,631
同时它还可以过滤湿气

80
00:03:25,631 --> 00:03:27,297
保证油质的纯度