圖文全解!變壓器結構/技術參數/原理/標示等

2020-12-14 電子產品世界

　　一、變壓器的種類和功能特點

　　變壓器是一種用來變換電壓、電流或阻抗的電氣部件，是電力系統中輸配電力的主要設備，其實物外形如圖1-1所示。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201710/368835.htm

　　

　　圖1-1　變壓器的實物外形

　　在遠距離傳輸電力時，可使用變壓器將發電站送出的電壓升高，以減少在電力傳輸過程中的損失，以便於遠距離輸送電力；在用電的地方，變壓器將高壓降低，以供用電設備和用戶使用。變壓器的分類方式有很多種，根據其電源相數的不同，主要可以分為單相變壓器和三相變壓器。

　　1.單相變壓器的功能特點

　　

　　圖1-2　單相變壓器的結構特點

　　單相變壓器是一種初級繞組為單相繞組的變壓器。如圖1-2所示，單相變壓器的初級繞組和次級繞組均纏繞在鐵芯上，初級繞組為交流電壓輸入端，次級繞組為交流電壓輸出端。次級繞組的輸出電壓與線圈的匝數成正比。

　　單相變壓器可將高壓供電變成單相低壓，供各種設備使用，例如可將交流6600V高壓經單相變壓器變為交流220V低壓，為照明燈或其他設備供電，如圖1-3所示。單相變壓器有結構簡單、體積小、損耗低等優點，適宜在負荷較小的低壓配電線路（60Hz以下）中使用。

　　

　　圖1-3　單相變壓器的功能示意圖

　　單相變壓器多用於農村輸配電系統中，以及一些照明或小型電動機的供電中，其應用實例如圖1-4所示。此外在很多電子電氣設備中，它也可作為電源變壓器使用。

　　

　　圖1-4　單相變壓器的應用實例

　　2.三相變壓器的功能特點

　　三相變壓器是電力設備中應用比較多的一種變壓器。三相變壓器實際上是由3個相同容量的單相變壓器組合而成的，初級繞組（高壓線圈）為三相，次級繞組（低壓線圈）也為三相，如圖1-5所示。

　　

　　圖1-5　三相變壓器的結構特點

　　三相變壓器主要用於三相供電系統中的升壓或降壓，比較常用的就是將幾千伏的高壓變為380V的低壓，為用電設備提供動力電源，如圖1-6所示。

　　

　　圖1-6　三相變壓器的功能示意圖

　　三相變壓器的應用範圍比較廣泛，例如變電站、工礦企業、建築工地、排灌設備、郵電、紡織、鐵路、學校、醫院、國防、電梯等，同時也適用於一些電源電壓低、波動較大的低壓配電線路中。其應用實例如圖1-7所示。

　　

　　圖1-7　三相變壓器的應用實例

　　二、變壓器的型號與技術參數

　　電氣系統中應用最多的就是電力變壓器，由於電力變壓器的種類很多，其型號的標識以及參數也有所不同，因此常常將這些型號與參數標識在變壓器的銘牌上，以便於在安裝和檢修時進行查看。圖1-8所示為典型電力變壓器的銘牌標識。

　　

　　圖1-8　典型電力變壓器的銘牌標識

　　在變壓器的銘牌上，標識有該變壓器的型號以及技術參數等內容，下面分別介紹一下變壓器的型號含義和技術參數。

　　1.變壓器的型號含義

　　變壓器的種類有很多，為了便於區別各種不同類型的變壓器，通常使用字母或數字對變壓器的型號命名進行標識。變壓器的型號通常是由字母和數字組成的，用來表示變壓器的相數、冷卻方式、調壓方式、繞組線芯材料、繞組連接方式等內容，如圖1-9所示。

　　

　　圖1-9　變壓器的型號命名方法

　　產品名稱：變壓器的產品名稱通常用字母來表示，表示產品的線圈耦合方式、相數、冷卻方式、線圈數、線圈導線材質、調壓方式以及特殊用途等內容，見表1-1所列。

　　

　　表1-1 變壓器的產品名稱含義

　　

　　續表

　　設計序號：也稱技術序號，用數字表示，表示同類產品中的不同品種，以區分產品的外形尺寸和性能指標等，有時會被省略。

　　額定容量：變壓器的額定容量用「kVA」來表示，可以讀作「千伏安」。變壓器使用kVA作單位，原因是在負載沒有確定的情況下，是不能得到有功功率（符號P，單位kW）和無功功率（符號Q，單位kvar）的大小的，只能使用kVA為單位表示功率，例如1kVA的變壓器的輸出功率約為1kW。

　　高壓側額定電壓：變壓器的高壓側額定電壓即為初級繞組輸入端輸入的額定電壓值，一般用字母「kV」表示，例如10kV表示變壓器初級繞組可輸入10kV的電壓。

　　2.變壓器的主要技術參數

　　變壓器的主要技術參數一般都標註在變壓器的銘牌上，一般包括額定容量、額定電壓、額定電流、冷卻方式、額定頻率、絕緣電阻、繞組聯結組、相數、阻抗電壓等，如圖1-10所示。

　　

　　圖1-10　變壓器銘牌上的技術參數標識

　　此外，變壓器的技術參數還有空載損耗、負載損耗、溫升方式、空載電流、吊重、油重、總重、運輸重、油箱耐受真空能力等，如圖1-11所示。

　　

　　圖1-11　變壓器的其他技術參數

　　三、變壓器在線路中的符號標識

　　變壓器一般用於電氣設備的控制線路以及配電線路中，是電氣設備控制線路中比較常用的設備之一，因此了解變壓器在線路中的符號標識也是非常重要的。變壓器在線路中一般用字母「T」表示，並使用圖形符號進行標識，如圖1-12所示。

　　

　　圖1-12　變壓器在線路中的符號標識

　　變壓器的一般圖形符號有兩種，分別用於配電線路和電氣線路中，其中電壓輸入端為變壓器的初級繞組，電壓輸出端為變壓器的次級繞組。此外帶有磁芯或中心抽頭的變壓器，在其圖形符號中也有所表示，如圖1-13所示。

　　

　　圖1-13　變壓器的圖形符號

　　

　　圖1-14　三繞組變壓器的圖形符號

　　有些三相變壓器在圖形符號中還可以體現出變壓器的連接方式，如圖1-15所示。

　　

　　圖1-15　三相變壓器圖形符號表示的連接方式

　　在實際的線路中，單相變壓器的連接方式有兩種，分別為串聯方式和並聯方式，如圖1-16所示。變壓器經串聯可以得到較大的額定電壓，而並聯可以得到較大的額定電流。

　　

　　圖1-16　單相變壓器在線路中的連接方式

　　三相變壓器內部的繞組較多，最常用的就是星形（Y形）的聯結方式，這種結構是指三相變壓器的初級繞組以Y形進行聯結，即每個繞組的末端連接到中性點上，繞組的另一端與相應的線路進行連接，如圖1-17所示。

　　

　　圖1-17　三相變壓器星形聯結方式

　　三相變壓器在線路中最常用的就是Y-Y形聯結，即初級繞組和次級繞組均用Y形的聯結方式，如圖1-18所示。

　　

　　圖1-18　三相變壓器Y-Y形聯結方式

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