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(gòu)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(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。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)等。
變壓器分類
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(zhuǎn)角變壓器、大電流變壓器、勵磁變壓器。
變壓器的最基本形式,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。
大部分的變壓器均有固定的鐵芯,其上繞有一次與二次的線圈?;阼F材的高導磁性,大部分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(jié)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(jīng)濟,至于降壓變壓器,它使得電力運用方面更加多元化,可以這樣說,沒有變壓器,現(xiàn)代工業(yè)實無法達到目前發(fā)展的現(xiàn)狀。
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50Hz電力網(wǎng)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,其中有些部分屬放大電力者,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分得以電氣隔離;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睿嗉措娮訉W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。
變壓器又有其做試驗而用的,稱之為試驗變壓器,分別可以分為充氣式,油浸式,干式等試驗變壓器,是發(fā)電廠、供電局及科研單位等廣大用戶的用來做交流耐壓試驗的基本試驗設備,通過了國家質(zhì)量監(jiān)督局的標準,用于對各種電氣產(chǎn)品、電器元件、絕緣材料等進行規(guī)定電壓下的絕緣強度試驗。
變壓器組成
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(diào)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。
1.鐵芯
鐵芯是變壓器中主要的磁路部分。通常由含硅量較高,厚度分別為0.35 mm\0.3mm\
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。
鐵芯結(jié)構(gòu)的基本形式有心式和殼式兩種
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(xiàn)以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理:當一次側(cè)繞組上加上電壓U1時,流過電流I1,在鐵芯中就產(chǎn)生交變磁通O1,這些磁通稱為主磁通,在它作用下,兩側(cè)繞組分別感應電勢E1,E2,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(nèi)阻抗壓降后,電壓U1和U2大小也就不同。
當變壓器二次側(cè)空載時,一次側(cè)僅流過主磁通的電流(I0),這個電流稱為激磁電流。當二次側(cè)加負載流過負載電流I2時,也在鐵芯中產(chǎn)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(cè)就要流過兩部分電流,一部分為激磁電流I0,一部分為用來平衡I2,所以這部分電流隨著I2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(zhì)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(cè)的能量傳遞。
變壓器工作原理
變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件,當初級線圈中通有交流電流時,鐵芯(或磁芯)中便產(chǎn)生交流磁通,使次級線圈中感應出電壓(或電流)。
變壓器由鐵芯(或磁芯)和線圈組成,線圈有兩個或兩個以上的繞組,其中接電源的繞組叫初級線圈,其余的繞組叫次級線圈。
變壓器技術(shù)參數(shù)
對不同類型的變壓器都有相應的技術(shù)要求,可用相應的技術(shù)參數(shù)表示。如電源變壓器的主要技術(shù)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(diào)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、靜電屏蔽、效率等。
電力變壓器檢查規(guī)定
1 日常巡視每天應至少一次,夜間巡視每周應至少一次。
2 下列情況應增加巡視檢查次數(shù):
1)首次投運或檢修、改造后投運72h內(nèi)。
2)氣象突變(如雷雨、大風、大霧、大雪、冰雹、寒潮等)時。
3)高溫季節(jié)、高峰負載期間。
4)變壓器過載運行時。
3 變壓器日常巡視檢查應包括以下內(nèi)容:
1)油溫應正常,應無滲油、漏油,儲油柜油位應與溫度相對應。
2)套管油位應正常,套管外部應無破損裂紋、無嚴重油污、無放電痕跡及其它異?,F(xiàn)象。
3)變壓器音響應正常。
4)散熱器各部位手感溫度應相近,散熱附件工作應正常。
5)吸濕器應完好,吸附劑應干燥。
6)引線接頭、電纜、母線應無發(fā)熱跡象。
7)壓力釋放器、安全氣道及防爆膜應完好無損。
8)分接開關的分接位置及電源指示應正常。
9)氣體繼電器內(nèi)應無氣體。
10)各控制箱和二次端子箱應關嚴,無受潮。
11)干式變壓器的外表應無積污。
12)變壓器室不漏水,門、窗、照明應完好,通風良好,溫度正常。
13)變壓器外殼及各部件應保持清潔。
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