小男孩‘自慰网亚洲一区二区,亚洲一级在线播放毛片,亚洲中文字幕av每天更新,黄aⅴ永久免费无码,91成人午夜在线精品,色网站免费在线观看,亚洲欧洲wwwww在线观看

分享

變壓器

 lkyhzuma 2011-04-15

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。

變壓器的功能主要有:電壓變換;電流變換,阻抗變換;隔離;穩(wěn)壓(磁飽和變壓器);自耦變壓器;高壓變壓器(干式和油浸式)等,變壓器常用的鐵芯形狀一般有E型和C型鐵芯,XED型,ED型CD型。

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、 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、大電流變壓器和勵磁變壓器。

變壓器(transformer)原理:利用電磁感應原理將電能或電信號從一個電路傳遞到另一個電路的靜止器件。電子電路中的變壓器主要用于電壓幅度變換和電路負載的阻抗匹配變換。它由繞在鐵芯上的初級繞組(原組)和次級繞組(副組)組成。工作電壓自毫伏級到千伏級;輸出功率從毫瓦級到千瓦級;工作頻率從幾十赫一直到射頻;波形除正弦波外,還有矩形波、脈沖波和各種復雜的波形。常用的變壓器除一般的電源變壓器外,還有音頻變壓器、阻抗匹配變壓器、脈沖變壓器、視頻變壓器、射頻變壓器等。

變壓器幾乎在所有的電性能要求
4.1 結構型式
戶外;油浸式;三相;雙繞組;無勵磁調壓;自然風冷或自然冷卻。
4.2 額定值
4.2.1 額定容量
高壓: 20000 kVA,低壓: 20000 kVA。
4.2.2 繞組額定電壓
高壓: 69 kV,低壓: 35 kV。
4.2.3 調壓方式、范圍和調壓位置
無勵磁調壓:69±2 2.5%
4.2.4 極性或聯(lián)接組標號: Yy0 。
4.2.5 變壓器中性點接地方式: 69kV不接地,35kV不接地 。
4.2.6 短路阻抗(以高壓繞組額定容量 20000 kVA為基準,額定電壓、額定頻率,折算到75℃下):
高壓-低壓 6.5 %。
4.3 絕緣水平:見表6。
表6 絕緣水平
短時工頻
耐受電壓
kV (方均根值) 額定雷電全波沖擊耐受電壓
kV (峰值) 截斷雷電沖擊
耐受電壓
kV (峰值)
高壓 140 325 360
低壓 85 200 220

4.4 溫升
溫升限值:見表7
表7 溫升限值
變壓器的部位 溫升限值 測定方法
線 圈 65K 電阻法
線圈熱點 78K 計算法
頂層油面 55K 溫度計法
鐵心表面 80K 溫度計法
油箱及結構表面 80K 溫度計或紅外測量法

4.5 損耗和效率
4.5.1 負載損耗
1)在主分接額定容量下負載損耗保證值: kW。
2)投標廠商必須提供表8所列負載損耗值和其中包含的雜散損耗值(kW):
表8 負載損耗值及其雜散損耗值
分接位置 極限最大分接 主分接 極限最小分接
高-低
( MVA) 負載損耗(75℃)


其中:雜散損耗


4.5.2 空載損耗
1)額定電壓和額定頻率時空載損耗保證值: kW。
2)投標廠商應提供額定頻率、110%額定電壓的空載損耗: kW。
4.5.3 效率
在額定電壓、額定頻率、高~中間額定容量和功率因數(shù)為1時的效率應不低于99.8 %,計算公式為
效率=(1-總損耗/容量)×100%
其中
總損耗=負載損耗(75℃)+空載損耗
4.5.4冷卻裝置需用總功率: kW。

4.6短路阻抗的允許偏差
1)阻抗百分數(shù)的允許偏差(以高壓繞組額定容量為基準):
··高壓~低壓: ±7.5% %
2)極限分接阻抗對額定分接的偏差:
·高壓~低壓: +7.5%~-7.5%

4.7局部放電水平
在規(guī)定的試驗電壓和程序條件(GB1094.3)下,高、低壓繞組的局部放電量在1.5Um/ 下均不應大于100pC。在1.5Um/ 下,高、低壓套管的局部放電量均不大于10pC。

4.8 電暈和無線電干擾水平
在1.1×Um/ kV(有效值)下,無線電干擾電壓應小于500μV,保證在晴天夜晚無可見電暈。

4.9 在額定頻率下的過激磁能力及允許的工頻電壓升高
4.9.1 在額定頻率、額定負載下工頻電壓升高時的允許持續(xù)時間見表9。
表9 工頻電壓升高時的允許運行持續(xù)時間
工頻電壓升高倍數(shù) 相~相 1.05 1.1 1.25 1.5 1.58
相~地 1.05 1.1 1.25 1.9 2.0
持續(xù)時間 持續(xù) 80%額定容量下持續(xù) 20s 1s 0.1s

4.9.2發(fā)電機變壓器的甩負荷(如果有此要求時):
用于發(fā)電機變壓器組的發(fā)電機升壓變壓器,在發(fā)電機甩負載時,變壓器應能承受1.4倍額定電壓、歷時5s而不出現(xiàn)異?,F(xiàn)象。

4.10變壓器承受短路能力
1)變壓器電源側系統(tǒng)表觀容量的短路電流(有效值)高壓側 31.5 kA,低壓側31.5 kA。
2)當缺乏系統(tǒng)短路電流計算值時,可按變壓器由無限大容量的電源供電,在變壓器輸出端發(fā)生出口短路時,能保持其動、熱穩(wěn)定性能而無損壞和明顯變形。
3)熱穩(wěn)定的短路持續(xù)時間不得小于2s。

4.11噪聲水平:≤ 75 dB(A)。(當冷卻裝置的風扇、油泵全部投入時,距變壓器外廓線2m處測量;或當冷卻裝置的風扇、油泵不投入運行,距油箱0.3m處測量)。

4.12變壓器油箱的機械強度和密封要求
應油箱本體應承受全真空(殘壓小于133Pa)無永久變形;裝在本體上的冷卻裝置應和油箱一起抽真空。冷卻器應進行0.5MPa(散熱器0.05MPa)壓力試驗。

4.13變壓器的負載能力
4.13.1對于強油導向冷卻的變壓器,當滿載運行時,全部冷卻器退出運行后,允許繼續(xù)運行時間至少20min。當油面溫度不超過75℃時,變壓器允許繼續(xù)運行,但至多不超過1h。(此條不適用)
4.13.2賣方應提供表10所列在不同環(huán)境溫度下,投入不同數(shù)量的冷卻器時,變壓器允許滿負荷運行時間及持續(xù)運行的負荷系數(shù)。
表10 變壓器允許滿負荷運行時間及持續(xù)運行的負荷系數(shù)
投入冷卻器數(shù) 滿負荷運行時間(min) 持續(xù)運行的負荷系數(shù)
10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃



4.13.3對于采用散熱器的強油循環(huán)冷卻方式,風扇運行但泵停運時,變壓器具有80%額定負荷的持續(xù)運行能力;風扇和泵全停運時,變壓器具有60%額定負荷的持續(xù)運行能力。(此條不適用)
4.13.4變壓器的負載能力應符合GB/T15164《油浸式電力變壓器負載導則》的要求,賣方應提供該變壓器負載能力計算所需的熱特性參數(shù)。

4.15耐受直流偏磁能力
在變壓器500kV繞組中性點接地回路中存在4A直流偏磁電流下,變壓器鐵心不應存在局部過熱現(xiàn)象,油箱壁振動≤50μm(峰-峰值),噪聲增加值≤5dB。

4.16變壓器的壽命
變壓器在規(guī)定的工作條件和負載條件下運行,并按使用說明書進行安裝和維護,預期壽命應不少于30年。

5 組部件要求
5.1 套管
5.1.1額定電壓:高壓 69 kV,低壓 35 kV。
5.1.2 額定電流:高壓 300 A,低壓 600A。
5.1.3 絕緣水平:見表11。
表11 套管絕緣水平
短時工頻,濕(有效值,kV) 雷電沖擊全波(峰值,kV) 雷電沖擊截波(峰值,kV)
高 壓 140 325 --
低 壓 85 200 --

5.1.6 套管最小爬電距離:高壓: 2248 mm 低壓:1256mm(均未乘以直徑系數(shù))
(當平均直徑較大時還應考慮>300mm時,爬電距離應乘以1.1倍直徑系數(shù);當平均直徑≥500mm時,爬電距離應乘以1.2倍直徑系數(shù),爬電距離/干弧距離<4)。
5.1.7傘裙應采用大小傘,傘裙的寬度、傘間距應符合IEC60815之規(guī)定。
5.1.8 套管干弧距離:高壓:≥ mm,低壓:≥ mm。
5.1.9瓷套顏色: 。
5.1.10 制造廠應提供測量末屏接地線的引出線連接端子。
5.1.11套管的試驗和其他的性能要求應符合GB/T4109規(guī)定。

5.2 分接開關(不適用)
5.2.1 型式: 。
5.2.2 制造廠: 。
5.2.3 有載分接開關驅動電機額定功率:( V, 相, kW, A)。
5.2.4 分接開關的電氣壽命不應低于 次,機械壽命不應低于 次。
運行 年或操作 次后才需要檢查。
5.2.5 分接開關應符合GB10230、JB/T8637規(guī)定。

5.3 冷卻裝置(如采用自然風冷)
53.1 制造廠: 型式:
5.3.3賣方應提供風扇的電源總功率 kW。
5.3.4風扇電機應為三相、380V。

5.4變壓器油
5.4.1變壓器油應是符合GB2536規(guī)定的環(huán)烷基、添加抗氧化劑的新油。
5.4.2賣方應提供合格的新油(包括10%的備用油)。過濾后油的擊穿電壓≥ 60 kV,tanδ(90℃)≤ 0.3 %;含水量≤ 10 mg/l;含氣量≤ 1 %。

6 結構要求
6.1 布置要求
6.1.1變壓器套管、儲油柜、油箱和冷卻器等布置應符合買方的要求。
6.1.2 變壓器的鐵心、夾件應與油箱絕緣,鐵心、夾件的接地引下線分別從裝在油箱頂部的套管引出后一并在油箱下部與油箱連接。
6.1.3運輸安裝限值:當變壓器因安裝、運輸?shù)仍驅Τ叽绾唾|量有特殊要求時,應提供以下數(shù)據(jù):
1)安裝尺寸:長: m,寬: m,高: m。
2)運輸尺寸:長: m,寬: m,高: m。
3)運輸質量: kg。

6.2鐵心和繞組
6.2.1鐵心應采用優(yōu)質、低耗的晶粒取向冷軋硅鋼片,用先進方法疊裝和緊固,使變壓器鐵心不致因運輸和運行中的振動而松動。
6.2.2全部繞組均應采用銅導線,優(yōu)先采用半硬銅導線。導線間應有足夠的換位,以使附加損耗降至最低,換位導線應采用自粘性連續(xù)換位導線。繞組應有良好的沖擊電壓波分布,不宜采用加避雷器方式限制過電壓;使用場強應嚴格控制,采用耐熱、高密度、灰份低的絕緣紙作為匝間絕緣,確保繞組內不發(fā)生局部放電和絕緣擊穿。應對繞組漏磁通進行控制,避免在繞組引線和其他金屬構件上產生局部過熱。
6.2.3繞組應適度加固,引線應充分緊固,器身形成緊固的整體,使其具有足夠的短路承受能力。在運輸、振動和運行中外部短路時不發(fā)生相對位移。
6.2.4繞組內部應有較均勻的油流分布,鐵心級間迭片也應留有適當?shù)睦鋮s油道,并使油路通暢,避免繞組和鐵心產生局部過熱。
6.2.5變壓器應能承受運輸中的沖撞,當沖撞加速度不大于3g時,應無任何松動、變形和損壞。
6.2.6應考慮直流偏磁作用下產生振動而導致結構件的松動。

6.3儲油柜
6.3.1儲油柜選用金屬波紋儲油柜。
6.3.2套管升高座等處積集氣體應通過帶坡度的集氣總管引向氣體繼電器,再引至儲油柜。在氣體繼電器水平管路的兩側加蝶閥。
6.3.3儲油柜應裝有油位計(帶高、低油位時供報警的密封接點)、放氣塞、排氣管、排污管、進油管、吊攀和人孔。

6.4油箱
6.4.1變壓器油箱的頂部不應形成積水,油箱內部不應有窩氣死角。
6.4.2變壓器應能在其主軸線和短軸線方向在平面上滑動或在管子上滾動,油箱上應有用于雙向拖動的拖耳。變壓器底座與基礎的固定方法,應經買方認可。
6.4.3所有法蘭的密封面應平整,密封墊應有合適的限位,防止密封墊過度承壓、龜裂老化造成滲漏。
6.4.4油箱上應設有溫度計座、接地板、吊攀和千斤頂支架等。
6.4.5油箱上應裝有梯子,梯子下部有一個可以鎖住踏板的擋板,梯子位置應便于對氣體繼電器的檢查和采集氣樣。
6.4.6變壓器油箱應裝有下列閥門:
1)進油閥和排油閥(在變壓器上部和下部應成對角線布置);
2)油樣閥(取樣閥的結構和位置應便于取樣,上中下各一個)。
6.4.7變壓器應裝油帶報警接點的壓力釋放裝置,每臺變壓器至少2個,直接安裝在油箱兩端;當穿越性短路電流通過變壓器時,壓力釋放裝置不應動作;
6.4.8 氣體繼電器重瓦斯接點不應因為氣體的積累而誤動;具有引至地面的取氣管。

6.5冷卻裝置
6.5.1冷卻裝置應采用低噪音的風扇。
6.5.2變壓器的冷卻裝置應按負載和溫度情況,自動逐臺投切相應數(shù)量的風扇,且該裝置可在變壓器旁就地手動操作,也可在控制室中遙控。
6.5.3當切除故障冷卻裝置時,備用冷卻裝置應自動投入運行。
6.5.4冷卻裝置應有使兩組相互備用的供電電源彼此切換的裝置。當冷卻裝置電源發(fā)生故障或電壓降低時,自動投入備用電源。
6.5.5 當投入備用電源、備用冷卻裝置,切除冷卻器和損壞的風扇電機時,均應發(fā)出信號。
6.5.6當需要時,備用冷卻裝置也可投入運行,即全部冷卻裝置(包括備用)投入運行。

6.6套管
6.6.1采用導桿式電容型并應有試驗用端子。
6.6.2套管應不滲漏,對油浸式套管并應有易于從地面檢查油位的油位指示器。
6.6.3每個套管應有一個可變化方向的平板式接線端子,以便于安裝與電網的聯(lián)接線。

6.7有載(或無勵磁)分接開關
6.7.1有載分接開關(不適用)
6.7.1.1有載分接開關應是高速轉換電阻式,共分 6 級。
6.7.1.2分接開關應布置在旁軛的外側。
6.7.1.3有載分接開關的切換裝置應裝于與變壓器主油箱分隔且不滲漏的油室里。其中的切換開關芯子可單獨吊出檢修。
6.7.1.4開關切換油室的油應能在帶電情況下進行濾油處理。有載分接開關切換油室應有單獨的儲油柜、呼吸器、壓力釋放裝置和保護用繼電器等(氣體繼電器或壓力突變繼電器)。
6.7.1.5有載分接開關的驅動電機及其附件應裝于耐候性好的控制柜內。
6.7.1.6有載分接開關應能遠距離操作,也可在變壓器旁就地手動操作。應具備累計切換次數(shù)的動作記錄器和分接位置指示器。控制電路應有計算機接口。
6.7.1.7有載分接開關切換開關油室應能經受0.05MPa壓力的油壓試驗,歷時1h無滲漏。

6.7.2 無勵磁分接開關
6.7.2.1無勵磁分接開關應設置在變壓器的中壓側出線端,應能在停電情況下進行分接頭切換,共有5檔可調。
6.7.2.2無勵磁分接開關應能在不吊油箱的情況下方便地進行維護和檢修。
6.7.2.3應帶有外部的操作機構用于手動操作。該裝置應具有安全閉鎖功能,以防止帶電誤操作和分接頭未合在正確的位置時投運。此外,該裝置還應具有位置接點(遠方和就地),以便操作運行人員能在現(xiàn)場和控制室看到分接頭的位置指示。
6.7.2.4無勵磁分接開關的分接頭的引線和連線的布線設計應能承受暫態(tài)過電壓。且應防止由于引線通過短路電流時產生的電動力使開關移動受力。

6.8變壓器的報警和跳閘保護接點
變壓器應有下表所列報警和跳閘接點:
序號 接點名稱 報警或跳閘 電源電壓(V)(DC) 接點容量
(VA) 輸出4-20mA
1 主油箱氣體繼電器 輕故障報警
重故障跳閘
2 壓力突變繼電器 跳閘
3 主油箱油位計 報警
4 主油箱壓力釋放裝置 報警或跳閘
5 油溫指示器 報警
6 冷卻器故障(由冷卻器控制柜) 報警
7 油流繼電器信號(由冷卻器控制柜) 報警
8 冷卻器交流電源故障 報警
9 繞組溫度指示器 報警
10 有載分接開關壓力突變繼電器 跳閘
11 有載分接開關切換油室的壓力釋放裝置 報警
12 有載分接開關的油位計 報警
13 有載分接開關拒動指示(由驅跳機構控制) 報警

6.9 繞組測溫和油溫測量裝置
變壓器應配備繞組測溫和油溫測量裝置。繞組測溫應能反映繞組的平均溫升,油溫測量應不少于兩個監(jiān)測點。上述溫度變量除在變壓器本體上可觀測外,尚應能將該信號送出。
繞組測溫電流互感器應設于高壓側套管。

6.10控制柜和端子接線箱
6.10.1控制柜和端子接線箱應設計合理,采用不銹鋼材料,有可靠的防潮、防水措施,室外放置其防護等級為IP54??刂乒駷榈孛媸讲贾谩?
6.10.2控制柜和端子接線箱的安裝高度應便于在地面上進行就地操作和維護。
6.10.3控制柜應有足夠的接線端子以便連接控制、保護、報警信號和電流互感器引線等的內部引線,并應留有15%的備用端子,接線端子采用銅質端子。所有外部接線端子包括備用端子均應為線夾式??刂铺l的接線端子之間及與其它端子間均應留有一個空端子,或采用其他隔離措施,以免因短接而引起誤跳閘。
6.10.4控制柜和端子接線箱內應有可開閉的照明設施,并應有適當容量的交流220V的加熱器,以防止柜內發(fā)生水氣凝結。控制柜和端子接線箱內設電源插座(單相,10A,220V,AC)。
6.10.5變壓器二次引出線應采取防銹、防老化等相應保護措施。 子產品中都要用到,它原理簡單但根據(jù)不同的使用場合(不同的用途)變壓器的繞制工藝會有所不同的要求。變壓器的功能主要有:電壓變換;阻抗變換;隔離;穩(wěn)壓(磁飽和變壓器)等,變壓器常用的鐵芯形狀一般有E型和C型鐵芯。

變壓器 - 發(fā)展

1831年英國物理學家M.法拉第最早進行變壓器實驗。1888年美國N.特斯拉取得多相感應電動機的專利后,將變壓器應用于電力傳輸系統(tǒng)中。

1892年英國的J.A.弗萊明撰寫的第一本關于變壓器的專著于倫敦出版,1904年他又發(fā)明了真空二極管,對整流變壓器在電子電路中的應用起到促進作用。

20年代,無線電廣播事業(yè)興起,小型電源變壓器和音頻變壓器廣泛應用于各類收音機中。脈沖變壓器的應用與30年代后雷達電視發(fā)展密切相關。

變壓器 - 結構

變壓器由鐵芯和繞組組成,有時還要加屏蔽。鐵芯是變壓器磁路的主體,它的結構形式有芯式及殼式兩類。芯式鐵芯的優(yōu)點是散熱面積大,適用于較大功率;采用雙繞組芯式鐵芯時,外界磁場的干擾電勢可互相抵消,因此這種結構適用于低電平輸入變壓器。殼式的優(yōu)點是結構簡單,但體積較大,一般用于小功率電源變壓器。環(huán)形(屬芯式)和盒形(屬殼式)磁路無空氣隙,所以漏磁小,受外界干擾也小,更適用于較高頻率。

繞組由漆包線和絕緣材料構成,應具有足夠的抗電強度及耐熱性。繞法有一般、交叉、分段、環(huán)形繞法等。適當選擇繞法可降低分布電容和減小漏感。
類型和應用 電子電路中應用的變壓器類型很多,根據(jù)頻率區(qū)分有電源變壓器、音頻變壓器和脈沖變壓器。
電源變壓器  用于各種電子設備和儀器。初級接入電源,次級可有多個輸出不同電壓的繞組。
音頻變壓器  主要作級間耦合、阻抗匹配和功率傳輸?shù)?。音頻變壓器包括話筒變壓器、輸入及輸出變壓器、級間變壓器、隔離變壓器等。這種變壓器的頻率響應好,對工作于音頻低端的主電感量要大;工作于音頻高端的漏感量和分布電容要小??蛇x擇導磁率較高的磁芯和采用分段和交叉繞法等措施來實現(xiàn)。
脈沖變壓器  用于計算機、雷達、電視等的脈沖電路中。主要用作脈沖電壓幅度變換、阻抗匹配、脈沖功率輸出等。當輸入為矩形脈沖時,漏感和分布電容將影響脈沖前沿抖動,而分布電容和初級電感量有可能在后沿引起振蕩;如脈沖寬度較大,則主電感量的大小將是主要的影響因素。為此,要想從次級獲得小失真和最低功耗的脈沖輸出,對鐵芯的選擇和繞組結構的要求都應比音頻變壓器嚴格,脈沖重復頻率越高,要求也越嚴。
變壓器的發(fā)展方向是:采用質量更高的磁性材料,如更薄的晶粒取向硅鋼帶材、超高導磁率的鎳鐵合金等;進一步改革結構以提高脈沖變壓器單位體積內的輸出功率和使用頻率上限;采用耐更高溫、絕緣性能更為優(yōu)良的導線等。

組成部分

變壓器的主要部件有:
(1)器身:包括鐵心、繞組、絕緣件及引線。
(2)調壓裝置:即分接開關,分為無勵磁調壓和有載調壓
(3)油箱及冷卻裝置。
(4)保護裝置:包括儲油柜、安全氣道、吸濕器、氣體繼電器、凈油器和測溫裝置等。
(5)絕緣套管。

變壓器 - 材料

要繞制一個變壓器我們必須對與變壓器有關的材料要有一定的認識,為此這里我就介紹一下這方面的知識。
1、鐵芯材料

變壓器使用的鐵芯材料是鐵片中加入硅能降低鋼片的導電性,增加電阻率,它可減少渦流,使其損耗減少。我們通常稱為加了硅的鋼片為硅鋼片,變壓器的質量所用的硅鋼片的質量有很大的關系,硅鋼片的質量通常用磁通密度B來表示,一般黑鐵片的B值為6000-8000、低硅片為9000-11000,高硅片為12000-16000,

2、繞制變壓器通常用的材料
漆包線,紗包線,絲包線 紙包線,最常用的漆包線。對于導線的要求,是導電性能好,絕緣漆層有足夠耐熱性能,并且要有一定的耐腐蝕能力。一般情況下最好用QZ型號的高強度的聚脂漆包線。

3、絕緣材料
在繞制變壓器中,線圈框架層間的隔離、繞阻間的隔離,均要使用絕緣材料,一般的變壓器框架材料可用酚醛紙板制作,環(huán)氧板,或紙板。層間可用聚脂薄膜,電話紙,6520復合紙等作隔離,繞阻間可用黃臘布,或亞胺膜作隔離。

4、浸漬材料
變壓器繞制好后,還要過最后一道工序,就是浸漬絕緣漆,它能增強變壓器的機械強度、提高絕緣性能、延長使用壽命,一般情況下,可采用甲酚清漆作為浸漬材料 或1032絕緣漆,樹脂漆。

常用變壓器的種類及特點
一般常用變壓器的分類可歸納如下:
  (1)按相數(shù)分:
  (1)單相變壓器:用于單相負荷和三相變壓器組。
  (2)三相變壓器:用于三相系統(tǒng)的升、降電壓。
  (2)按冷卻方式分:
  (1)干式變壓器:依靠空氣對流進行冷卻,一般用于局部照明、電子線路等小容量變壓器。
  (2)油浸式變壓器:依靠油作冷卻介質、如油浸自冷、油浸風冷、油浸水冷、強迫油循環(huán)等。
  (3)按用途分:
  (1)電力變壓器:用于輸配電系統(tǒng)的升、降電壓。
  (2)儀用變壓器:如電壓互感器、電流互感器、用于測量儀表和繼電保護裝置。
  (3)試驗變壓器:能產生高壓,對電氣設備進行高壓試驗。
  (4)特種變壓器:如電爐變壓器、整流變壓器、調整變壓器等。
  (4)按繞組形式分:
  (1)雙繞組變壓器:用于連接電力系統(tǒng)中的兩個電壓等級。
  (2)三繞組變壓器:一般用于電力系統(tǒng)區(qū)域變電站中,連接三個電壓等級。
  (3)自耦變電器:用于連接不同電壓的電力系統(tǒng)。也可做為普通的升壓或降后變壓器用。
  (5)按鐵芯形式分:
  (1)芯式變壓器:用于高壓的電力變壓器。
  (2)非晶合金變壓器:非晶合金鐵芯變壓器是用新型導磁材料,空載電流下降約80%,是目前節(jié)能效果較理想的配電變 壓器,特別適用于農村電網和發(fā)展中地區(qū)等負載率較低的地方。
  (3)殼式變壓器:用于大電流的特殊變壓器,如電爐變壓器、電焊變壓器;或用于電子儀器及電視、收音機等的電源變壓器。

變壓器 - 原理

當一個正弦交流電壓U1加在初級線圈兩端時,導線中就有交變電流I1并產生交變磁通ф1,它沿著鐵芯穿過初級線圈和次級線圈形成閉合的磁路。在次級線圈中感應出互感電勢U2,同時ф1也會在初級線圈上感應出一個自感電勢E1,E1的方向與所加電壓U1方向相反而幅度相近,從而限制了I1的大小。為了保持磁通ф1的存在就需要有一定的電能消耗,并且變壓器本身也有一定的損耗,盡管此時次級沒接負載,初級線圈中仍有一定的電流,這個電流我們稱為“空載電流”。

如果次級接上負載,次級線圈就產生電流I2,并因此而產生磁通ф2,ф2的方向與ф1相反,起了互相抵消的作用,使鐵芯中總的磁通量有所減少,從而使初級自感電壓E1減少,其結果使I1增大,可見初級電流與次級負載有密切關系。當次級負載電流加大時I1增加,ф1也增加,并且ф1增加部分正好補充了被ф2所抵消的那部分磁通,以保持鐵芯里總磁通量不變。如果不考慮變壓器的損耗,可以認為一個理想的變壓器次級負載消耗的功率也就是初級從電源取得的電功率。變壓器能根據(jù)需要通過改變次級線圈的圈數(shù)而改變次級電壓,但是不能改變允許負載消耗的功率。

理想變壓器的原理

理想變壓器的兩個基本公式是:
(1)U1/U2=N1/N2 ,即對同一變壓器的任意兩個線圈,都有電壓和匝數(shù)成正比。
(2)P入=P出,即無論有幾個副線圈在工作,變壓器的輸入功率總等于所有輸出功率之和。雖然變壓器從原理上講是這樣的
制作變壓器的原理: 在發(fā)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(shù)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。  簡單講變壓器原理:
不妨拆開一個廢舊的收音機中的變壓器??梢钥吹?,變壓器里面主要是一塊鋼鐵周圍繞著兩組銅線。這塊鋼鐵稱為鐵芯,它是用軟磁材料做的。銅線稱為線圈,其中一組用來連接輸入電流,稱為初級線圈(N1),另一個連接后面的用電器,稱為次級線圈(N2)。
如果N1通過一個交流電,那么它就會產生一個變換的磁場H,這樣,鐵芯處于磁場中會被磁化,產生變換的磁矩M。磁矩和磁場的和稱為磁通B??梢韵胂蟪跫壘€圈通過交流電后會在鐵芯中產生來回變化的磁力線。
另一方面,次級線圈N2也是套在鐵芯上的。根據(jù)電磁感應原理我們又知道,N2中間的面積中磁力線的變化一定會在N2中感生一個感應電壓。如果N2后面接著用電器,那么N2中就會流過電流。這樣,通過鐵芯內部的變化的磁力線,電就從初級線圈傳到了次級線圈。
變壓器初級和次級線圈的電壓和電流大小有固定的關系:電壓和線圈的匝數(shù)成正比,而電流和匝數(shù)的平方成反比。這樣,通過變壓器,就實現(xiàn)了電壓和電流的變換。
變壓器原理雖然簡單,但是變壓器的形式卻多種多樣,大變壓器可重達數(shù)十噸,而小變壓器比鈕扣還小。

原理演示

變壓器變壓器

變壓器的基本原理是電磁感應原理,現(xiàn)以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理(如上圖):當一次側繞組上加上電壓Ú1時,流過電流Í1,在鐵芯中就產生交變磁通Ø1,這些磁通稱為主磁通,在它作用下,兩側繞組分別感應電勢É1,É2,感應電勢公式為:E=4.44fNØm
式中:E--感應電勢有效值
    f--頻率
    N--匝數(shù)
    Øm--主磁通最大值
由于二次繞組與一次繞組匝數(shù)不同,感應電勢E1和E2大小也不同,當略去內阻抗壓降后,電壓Ú1和Ú2大小也就不同。
當變壓器二次側空載時,一次側僅流過主磁通的電流(Í0),這個電流稱為激磁電流。當二次側加負載流過負載電流Í2時,也在鐵芯中產生磁通,力圖改變主磁通,但一次電壓不變時,主磁通是不變的,一次側就要流過兩部分電流,一部分為激磁電流Í0,一部分為用來平衡Í2,所以這部分電流隨著Í2變化而變化。當電流乘以匝數(shù)時,就是磁勢。
上述的平衡作用實質上是磁勢平衡作用,變壓器就是通過磁勢平衡作用實現(xiàn)了一、二次側的能量傳遞。

變壓器 - 分類

變壓器小功率的三相R型電源變壓器

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(fā)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、氧體鐵芯)、環(huán)型變壓器、金屬箔變壓器。
電源相數(shù)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。
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。

變壓器 - 基本型式

 變壓器的最基本型式,包括兩組繞有導線之線圈,并且彼此以電感方式稱合一起。當一交流電流(具有某一已知頻率)流于其中之一組線圈時,于另一組線圈中將感應出具有相同頻率之交流電壓,而感應的電壓大小取決于兩線圈耦合及磁交鏈之程度。

一般指連接交流電源的線圈稱之為「一次線圈」(Primary coil);而跨于此線圈的電壓稱之為「一次電壓.」。在二次線圈的感應電壓可能大于或小于一次電壓,是由一次線圈與二次線圈問的「匝數(shù)比」所決定的。因此,變壓器區(qū)分為升壓與降壓變壓器兩種。

大部份的變壓器均有固定的鐵芯,其上繞有一次與二次的線圈。基于鐵材的高導磁性,大部份磁通量局限在鐵芯里,因此,兩組線圈藉此可以獲得相當高程度之磁耦合。在一些變壓器中,線圈與鐵芯二者間緊密地結合,其一次與二次電壓的比值幾乎與二者之線圈匝數(shù)比相同。因此,變壓器之匝數(shù)比,一般可作為變壓器升壓或降壓的參考指標。由于此項升壓與降壓的功能,使得變壓器已成為現(xiàn)代化電力系統(tǒng)之一重要附屬物,提升輸電電壓使得長途輸送電力更為經濟,至于降壓變壓器,它使得電力運用方面更加多元化,吾人可以如是說,倘無變壓器,則現(xiàn)代工業(yè)實無法達到目前發(fā)展的現(xiàn)況。

電子變壓器除了體積較小外,在電力變壓器與電子變壓器二者之間,并沒有明確的分界線。一般提供60Hz電力網絡之電源均非常龐大,它可能是涵蓋有半個洲地區(qū)那般大的容量。電子裝置的電力限制,通常受限于整流、放大,與系統(tǒng)其它組件的能力,其中有些部份屬放大電力者,但如與電力系統(tǒng)發(fā)電能力相比較,它仍然歸屬于小電力之范圍。

各種電子裝備常用到變壓器,理由是:提供各種電壓階層確保系統(tǒng)正常操作;提供系統(tǒng)中以不同電位操作部份得以電氣隔離;對交流電流提供高阻抗,但對直流則提供低的阻抗;在不同的電位下,維持或修飾波形與頻率響應?!缸杩埂蛊渲兄豁椫匾拍?,亦即電子學特性之一,其乃預設一種設備,即當電路組件阻抗系從一階層改變到另外的一個階層時,其間即使用到一種設備-變壓器。

對于電子裝置而言,重量和空間通常是一項努力追求之目標,至于效率、安全性與可靠性,更是重要的考慮因素。變壓器除了能夠在一個系統(tǒng)里占有顯著百分比的重量和空間外,另一方面在可靠性方面,它亦是衡量因子中之一要項。 因為上述與其它應用方面的差別,使得電力變壓器并不適合應用于電子電路上.

對不同類型的變壓器都有相應的技術要求,可用相應的技術參數(shù)表示.如電源變壓器的主要技述參數(shù)有:額定功率、額定電壓和電壓比、額定頻率、工作溫度等級、溫升、電壓調整率、絕緣性能和防潮性能,對于一般低頻變壓器的主要技述參數(shù)是:變壓比、頻率特性、非線性失真、磁屏蔽和靜電屏蔽、效率等.

A.電壓比

變壓器兩組線圈圈數(shù)分別為N1和N2,N1為初級,N2為次級.在初級線圈上加一交流電壓,在次級線圈兩端就會產生感應電動勢.當N2>N1時,其感應電動勢要比初級所加的電壓還要高,這種變壓器稱為升壓變壓器:當N2  式中n稱為電壓比(圈數(shù)比).當n<1時,則N1>N2,V1>V2,該變壓器為降壓變壓器.反之則為升壓變壓器.

B.變壓器的效率

在額定功率時,變壓器的輸出功率和輸入功率的比值,叫做變壓器的效率,即
  η=(P2÷P1)x100%
式中η為變壓器的效率;P1為輸入功率,P2為輸出功率.
當變壓器的輸出功率P2等于輸入功率P1時,效率η等于100%,變壓器將不產生任何損耗.但實際上這種變壓器是沒有的.變壓器傳輸電能時總要產生損耗,這種損耗主要有銅損和鐵損.
銅損是指變壓器線圈電阻所引起的損耗.當電流通過線圈電阻發(fā)熱時,一部分電能就轉變?yōu)闊崮芏鴵p耗.由于線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成,因此稱為銅損.

變壓器的鐵損包括兩個方面.一是磁滯損耗,當交流電流通過變壓器時,通過變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變化,使得硅鋼片內部分子相互摩擦,放出熱能,從而損耗了一部分電能,這便是磁滯損耗.另一是渦流損耗,當變壓器工作時.鐵芯中有磁力線穿過,在與磁力線垂直的平面上就會產生感應電流,由于此電流自成閉合回路形成環(huán)流,且成旋渦狀,故稱為渦流.渦流的存在使鐵芯發(fā)熱,消耗能量,這種損耗稱為渦流損耗. 變壓器的效率與變壓器的功率等級有密切關系,通常功率越大,損耗與輸出功率就越小,效率也就越高.反之,功率越小,效率也就越低.

C變壓器的功率

變壓器鐵心磁通和施加的電壓有關。在電流中勵磁電流不會隨著負載的增加而增加。雖然負載增加鐵心不會飽和,將使線圈的電阻損耗增加,超過額定容量由于線圈產生的熱量不能及時的散出,線圈會損壞,假如你用的線圈是由超導材料組成,電流增大不會引起發(fā)熱,但變壓器內部還有漏磁引起的阻抗,但電流增大,輸出電壓會下降,電流越大,輸出電壓越低,所以變壓器輸出功率不可能是無限的。假如你又說了,變壓器沒有阻抗,那么當變壓器流過電流時會產生特別大電動力,很容易使變壓器線圈損壞,雖然你有了一臺功率無限的變壓器但不能用。只能這樣說,隨著超導材料和鐵心材料的發(fā)展,相同體積或重量的變壓器輸出功率會增大,但不是無限大!

變壓器 - 損耗

 當變壓器的初級繞組通電后,線圈所產生的磁通在鐵芯流動,因為鐵芯本身也是導體,在垂直于磁力線的平面上就會感應電勢,這個電勢在鐵芯的斷面上形成閉合回路并產生電流,好像p一個旋渦所以稱為“渦流”。這個“渦流”使變壓器的損耗增加,并且使變壓器的鐵芯發(fā)熱變壓器的溫升增加。由“渦流”所產生的損耗我們稱為“鐵損”。另外要繞制變壓器需要用大量的銅線,這些銅導線存在著電阻,電流流過時這電阻會消耗一定的功率,這部分損耗往往變成熱量而消耗,我們稱這種損耗為“銅損”。所以變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產生的。 由于變壓器存在著鐵損與銅損,所以它的輸出功率永遠小于輸入功率,為此我們引入了一個效率的參數(shù)來對此進行描述,η=輸出功率/輸入功率。

變壓器 - 參數(shù)

1工作頻率
變壓器鐵芯損耗與頻率關系很大,故應根據(jù)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(guī)定的頻率和電壓下,變壓器能長期工作,而不超過規(guī)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(guī)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(qū)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。空載電流由磁化電流(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。

變壓器 - 絕緣等級

變壓器的絕緣等級,并不是絕緣強度的概念,而是允許的溫升的標準,即絕緣等級是指其所用絕緣材料的耐熱等級,分A、E、B、F、H級。絕緣的溫度等級分為 A級 E級 B級 F級 H級。各絕緣等級具體允許溫升標準如下:
最高允許溫度(℃) 105 120 130 155 180
繞組溫升限值(K) 60 75 80 100 125
性能參考溫度(℃) 80 95 100 120 145

變壓器 - 音頻變壓器和高頻變壓器特性參數(shù)

1頻率
指變壓器次級輸出電壓隨工作頻率變化的特性。
2通頻帶
如果變壓器在中間頻率的輸出電壓為U0,當輸出電壓(輸入電壓保持不變)下降到0.707U0時的頻率范圍,稱為變壓器的通頻帶B。
3初、次級阻抗比
變壓器初、次級接入適當?shù)淖杩筊o和Ri,使變壓器初、次級阻抗匹配,則Ro和Ri的比值稱為初、次級阻抗比。在阻抗匹配的情況下,變壓器工作在最佳狀態(tài),傳輸效率最高。

變壓器 - 相關知識

怎樣判別電源變壓器參數(shù)

電源變壓器標稱功率、電壓、電流等參數(shù)的標記,日久會脫落或消失。有的市售變壓器根本不標注任何參數(shù)。這給使用帶來極大不便。下面介紹無標記電源變壓器參數(shù)的判別方法。此方法對選購電源變壓器也有參考價值。
一、識別電源變壓器
1. 從外形識別 常用電源變壓器的鐵芯有E形和C形兩種。E形鐵芯變壓器呈殼式結構(鐵芯包裹線圈),采用D41、D42優(yōu)質硅鋼片作鐵芯,應用廣泛。C形鐵芯變壓器用冷軋硅鋼帶作鐵芯,磁漏小,體積小,呈芯式結構(線圈包裹鐵芯)。
2. 從繞組引出端子數(shù)識別 電源變壓器常見的有兩個繞組,即一個初級和一個次級繞組,因此有四個引出端。有的電源變壓器為防止交流聲及其他干擾,初、次級繞組間往往加一屏蔽層,其屏蔽層是接地端。因此,電源變壓器接線端子至少是4個。
3. 從硅鋼片的疊片方式識別 E形電源變壓器的硅鋼片是交*插入的,E片和I片間不留空氣隙,整個鐵芯嚴絲合縫。音頻輸入、輸出變壓器的E片和I片之間留有一定的空氣隙,這是區(qū)別電源和音頻變壓器的最直觀方法。至于C形變壓器,一般都是電源變壓器。
二、功率的估算
電源變壓器傳輸功率的大小,取決于鐵芯的材料和橫截面積。所謂橫截面積,不論是E形殼式結構,或是E形芯式結構(包括C形結構),均是指繞組所包裹的那段芯柱的橫斷面(矩形)面積。在測得鐵芯截面積S之后,即可按P=S2/1.5估算出變壓器的功率P。式中S的單位是cm2。
例如:測得某電源變壓器的鐵芯截面積S=7cm2,估算其功率,得P=S2/1.5=72/1.5=33W剔除各種誤差外,實際標稱功率是30W。
三、各繞組電壓的測量
要使一個沒有標記的電源變壓器利用起來,找出初級的繞組,并區(qū)分次級繞組的輸出電壓是最基本的任務。現(xiàn)以一實例說明判斷方法。
例:已知一電源變壓器,共10個接線端子。試判斷各繞組電壓。
第一步:分清繞組的組數(shù),畫出電路圖。
用萬用表R×1擋測量,凡相通的端子即為一個繞組?,F(xiàn)測得:兩兩相通的有3組,三個相通的有1組,還有一個端子與其他任何端子都不通。照上述測量結果,畫出電路圖,并編號。
從測量可知,該變壓器有4個繞組,其中標號⑤、⑥、⑦的是一帶抽頭的繞組,⑩號端子與任一繞組均不相通,是屏蔽層引出端子。
第二步:確定初級繞組。
對于降壓式電源變壓器,初級繞組的線徑較細,匝數(shù)也比次級繞組多。因此,像圖4這樣的降壓變壓器,其電阻最大的是初級繞組。
第三步:確定所有次級繞組的電壓。
在初級繞組上通過調壓器接入交流電,緩緩升壓直至220V。依次測量各繞組的空載電壓,標注在各輸出端。如果變壓器在空載狀態(tài)下較長時間不發(fā)熱,說明變壓器性能基本完好,也進一步驗證了判定的初級繞組是正確的。
四、各次級繞組最大電流的確定
變壓器次級繞組輸出電流取決于該繞組漆包線的直徑D。漆包線的直徑可從引線端子處直接測得。測出直徑后,依據(jù)公式I=2D2,可求出該繞組的最大輸出電流。式中D的單位是mm。

變壓器并列運行條件分析

變壓器并列運行條件包括各變壓器電壓相等、變壓器聯(lián)結組別相同、各變壓器短路電壓相同、各變壓器希望輸出電流同相位等。

1.變比相等(既電壓相等)

各變壓器的原繞組額定電壓必須相等,副繞組額定電壓亦須相同。這樣,各變壓器之間沒有電壓差,不會形成平衡電流。目的是避免在并聯(lián)變壓器所構成的回路中產生環(huán)流。環(huán)流大,導致Σp增大,效率下降。

2.聯(lián)結組別相同

聯(lián)結組別一致,保證了副邊電壓的相位一致。若Y/Y-12和Y/Δ-11并聯(lián),設變比已相同, 相勢也相等(E2A=E2B),但相位差30°,ΔE2作用于“回路”產生環(huán)流。

3.各變壓器的短路電壓都相同(阻抗相等),短路電壓相等時,負載方能按變壓器的容量自行按比例分配,短路電壓不等,則往往造成容量小的變壓器過載,而容量大的變壓器負載不足,大大影響了并聯(lián)運行的經濟效果。

4.希望輸出電流同相位

只有如此,才能使整個并聯(lián)組可以得到最大的輸出電流,各臺變壓器的裝機容量才能得到充分應用。

變壓器的額定容量

變壓器的主要作用是傳輸電能,因此,變壓器的額定容量是變壓器的主要參數(shù)。變壓器的額定容量是一個表現(xiàn)功率的慣用值,它是表征傳輸電能的大小,以kVA或MVA表示,當對變壓器施加額定電壓時,根據(jù)它來確定在規(guī)定條件下不超過溫升限值的額定電流。

變壓器的容量大小與電壓等級也是密切相關的。電壓低,容量大時電流大,損耗增大;電壓高,容量小時絕緣比例過大,變壓器尺寸相對增大,因此,電壓低的容量必小,電壓高的容量必大。

雙繞組變壓器的額定容量即為繞組的額定容量,(由于變壓器的效率很高,通常一,二次側的額定容量設計成相等)。多繞組變壓器應對每個繞組的額定容量加以規(guī)定。其額定容量為量大的繞組額定容量;當變壓器容量由冷卻方式而變更時,則額定容量是指量大的容量。

我國1967年以前變壓器的額定容量等級是按R8=8≈1.33倍數(shù)增加的R8容量系列?,F(xiàn)在變壓器的額定容量等級是按≈1.26的倍數(shù)增加的,如容量有100、125、160、200……kVA等,只有30 kVA和63000 kVA以外的容量等級與優(yōu)先數(shù)系有所不同。

    本站是提供個人知識管理的網絡存儲空間,所有內容均由用戶發(fā)布,不代表本站觀點。請注意甄別內容中的聯(lián)系方式、誘導購買等信息,謹防詐騙。如發(fā)現(xiàn)有害或侵權內容,請點擊一鍵舉報。
    轉藏 分享 獻花(0

    0條評論

    發(fā)表

    請遵守用戶 評論公約

    類似文章 更多