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        變壓器的基本工作原理及結構

        來源:s  發表時間:2024/9/2 16:06:42  點擊次數:【3957】

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        變壓器(Transformer)是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置,主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵芯(磁芯)。主要功能有:電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩壓(磁飽和變壓器)等。?變壓器按用途可以分為:配電變壓器、電力變壓器、全密封變壓器、組合式變壓器、干式變壓器、油浸式變壓器、單相變壓器、電爐變壓器、整流變壓器、電抗器、抗干擾變壓器、防雷變壓器、箱式變電器試驗變壓器、轉角變壓器、大電流變壓器、勵磁變壓器等。變壓器是輸配電的基礎設備,廣泛應用于工業、農業、交通、城市社區等領域。我國在網運行的變壓器約1700萬臺,總容量約110億千伏安。變壓器損耗約占輸配電電力損耗的40%,具有較大節能潛力。變壓器是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置,主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵心 (磁芯)。在電器設備和無線電路中,常用作升降電壓、匹配阻抗、安全隔離等。在發電機中,不管是線圈運動通過磁場或磁場運動通過固定線圈,均能在線圈中感應電勢。此兩種情況,磁通的值均不變,但與線圈相交鏈的磁通數量卻有變動,這是互感應的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應變換電壓、電流和阻抗的器件。變壓器組成部件包括器身(鐵芯、繞組、絕緣、 引線)、變壓器油、油箱和冷卻裝置、調壓裝置、保護裝置(吸濕器、安全氣道、氣體繼電器、儲油柜及測溫裝置等)和出線套管。具體組成及功能:?(1)鐵芯。 鐵芯是變壓器中主要的磁路部分。通常含硅量較高,厚度分別為0.35mm、0.3mm、0.27mm,表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成。鐵芯分為鐵芯柱和橫片兩部分,鐵芯柱套有繞組;橫片是閉合磁路之用。 [1](2)繞組。繞組是變壓器的電路部分,它是用雙絲包絕緣扁線或漆包圓線繞成。變壓器的基本原理是電磁感應原理,現以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理:當一次側繞組上加上電壓U1時,流過電流I1,在鐵芯中就產生交變磁通O1,這些磁通稱為主磁通,在它的作用下,兩側繞組分別感應電勢,最后帶動變壓器調控裝置。 [1]

        一、變壓器的分類標準1、按電壓等級可以分為:1000KV,750KV,500KV,330KV,220KV,110KV,66KV,35KV,20KV,10KV,6KV,0.66KV,0.38KV,0.22KV等。2、按絕緣散熱介質分:干式變壓器,油浸式變壓器,其中干式變壓器又分為:SCB環氧樹脂澆注干式變壓器和SGB10非包封H級絕緣干式變壓器。

        3、按鐵芯結構材質分:硅鋼疊片變壓器,硅鋼卷鐵芯變壓器,非晶合金鐵芯變壓器。

        4、按設計節能序列分:SG,SJ,S7,S9,S11,S13,S15。

        5、按相數分:單相變壓器,三相變壓器。

        6、按容量分:我國現在變壓器的額定容量:3KVA,5KVA,10KVA ,15KVA,20KVA,25KVA,30KVA,40KVA,50KVA,80KVA,100KVA,125KVA,160KVA,200KVA,250KVA,315KVA,400KVA,500KVA,630KVA,800KVA,1000KVA,1250KVA,1600KVA,2000KVA,2500KVA,3150KVA,4000KVA,5000KVA等。

        我把這個進行整理,按用途分類,配圖如下:

        (1)電力變壓器 電力變壓器用于電力系統中的升壓或降壓,供輸電、配電和廠礦企業用電使用,是一種最普通的常用變壓器。電力變壓器可分為以下幾種。① 升壓變壓器 將發電廠的低電壓升高后輸送到遠距離的用電區。?

        ② 降壓變壓器 將輸送來的高電壓降下來供各電網需要。?

        ③ 配電變壓器 安裝在各配電網絡系統中,供工農業生產使用。?

        ④ 聯絡變壓器 供兩變電所系統的聯絡。?

        ⑤廠用或所用變壓器 用于發電機或變電所自用變壓器,也可指廠礦企業專用變壓器。

        (2)儀用變壓器 儀用變壓器用于測量儀表和繼電保護裝置。儀用變壓器可分為:① 電壓互感器;② 電流互感器。

        (3)特殊用途變壓器 物特殊用途變壓器可分為以下幾種。① 電爐變壓器 供冶煉使用。?② 整流變壓器 供電解和化工使用。?

        ③ 試驗變壓器?? ? ?試驗變壓器有工頻試驗變壓器、調壓器等,供試驗電氣設備時使用,工頻試驗變壓器可提高電壓對高壓電氣設備進行試驗。調壓器可調節電壓大小供試驗時使用。

        ④ 電焊變壓器(又稱弧焊變壓器) 供焊接使用。

        二、變壓器的規格型號

        變壓器的規格型號及含義,變壓器的規格型號比較多,不同種類規格其含義也有所不同。

        常見的:干式變壓器

        "SCB10-1000KVA/10KV/0.4KV"干式變壓器表示的含義:

        S的意思表示此變壓器為三相變壓器,如果S換成D則表示此變壓器為單相。

        C的意思表示(干式變壓器)繞組為樹脂澆注成形固體。

        B的意思是箔式繞組,如果是R則表示為纏繞式繞組,如果是L則表示為鋁繞組,如果是Z則表示為有載調壓(銅不標)。

        10的表示是設計序號,也叫技術序號。

        1000KVA則表示此臺變壓器的額定容量(1000千伏安)。

        10KV的意思是一次額定電壓,0.4KV意思是二次額定電壓。

        常見的"電力變壓器"規格型號表示的含義

        電力變壓器的型號:通常由表示相數、冷卻方式、調壓方式、繞組線芯等材料的符號,以及變壓器容量、額定電壓、繞組連接方式組成。

        例如:"SFSZ9-31500/110"變壓器型號含義

        S:三相,F:風冷,S:三繞組,Z:有載調壓,9:設計序號9型。

        31500:額定容量為31500kVA

        110:一次側額定電壓110kV

        箱式變壓器的規格型號:箱式變壓器(通常簡稱“箱變”)將傳統變壓器集中設計在箱式殼體中,具有體積小、重量輕、低噪聲、低損耗、高可靠性,廣泛應用于住宅小區、商業中心、輕站、機場、廠礦、企業、醫院、學校等場所。

        箱式變電站一般分為按容量大?。↘VA)分為:315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000.這是國家標準容量序列。

        三、變壓器的規格型號及解釋變壓器的分類標準及常用規格型號

        規格按電壓來說分36伏,110伏,0.4千伏,10千伏,22千伏,6千伏,35千伏,110千伏,220千伏,350千伏,200千伏,500千伏,250千伏,600千伏

        按容量來說我國現在變壓器的額定容量是按照R10優先系數,即按10的開10次方的倍數來計算,50KVA,80KVA,100KVA等

        變壓器的型號太多了,變壓器的型號由:變壓器繞組數+相數+冷卻方式+是否強迫油循環+有載或無載調壓+設計序號+“-”+容量+高壓側額定電壓組成。

        如:SFPZ9-120000/110

        指的是三相(雙繞組變壓器省略繞組數,如果是三繞則前面還有個S)雙繞組強迫油循環風冷有載調壓,設計序號為9,容量為120000KVA,高壓側額定電壓為110KV的變壓器。

        變壓器的容量,按國家標準容量為:30KVA,50KVA,63KVA,80KVA,100KVA,125KVA,160KVA,200KVA,250KVA,315KVA,400KVA,500KVA,630KVA,800KVA,1000KVA,1250KVA,1600KVA,2000KVA

        一、變壓器的分類

        按冷卻方式分類:干式(自冷)變壓器、油浸(自冷)變壓器、氟化物(蒸發冷卻)變壓器。

        按防潮方式分類:開放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。

        按鐵芯或線圈結構分類:芯式變壓器(插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯)、殼式變壓器(插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯)、環型變壓器、金屬箔變壓器。

        按電源相數分類:單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。

        按用途分類:電源變壓器、調壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈沖變壓器。

        二、電源變壓器的特性參數

        1、工作頻率

        變壓器鐵芯損耗與頻率關系很大,故應根據使用頻率來設計和使用,這種頻率稱工作頻率。

        2、額定功率

        在規定的頻率和電壓下,變壓器能長期工作,而不超過規定溫升的輸出功率。

        3、額定電壓

        指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓,工作時不得大于規定值。

        4、電壓比

        指變壓器初級電壓和次級電壓的比值,有空載電壓比和負載電壓比的區別。

        5、空載電流

        變壓器次級開路時,初級仍有一定的電流,這部分電流稱為空載電流??蛰d電流由磁化電流(產生磁通)和鐵損電流(由鐵芯損耗引起)組成。對于50Hz電源變壓器而言,空載電流基本上等于磁化電流。

        6、空載損耗

        指變壓器次級開路時,在初級測得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗,其次是空載電流在初級線圈銅阻上產生的損耗(銅損),這部分損耗很小。

        7、效率

        指次級功率P2與初級功率P1比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大,效率就愈高。

        8、絕緣電阻

        表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關。

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