幾種常用變壓器

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一、三相變壓器

三相系統中要使用三相變壓器。所謂三相變壓器實際上就是三個同容量的單相變壓器的組合，如圖3-8所示。它共有三個鐵芯柱，每個鐵芯柱上各裝一個額定電壓高的繞組（簡稱高壓繞組）和額定電壓低的繞組（簡稱低壓繞組）。在高壓繞組起端用A、B、C表示，末端用X、Y、Z表示。低壓繞組的起端和末端分別用小寫的a、b、c和x、y、z表示，零點以0表示。三相變壓器的高壓和低壓繞組根據需要均可分別接成星形（Y）或三角形（）。若各繞組作星形連接並有零點時，則以Y0表示該變壓器，且一定要接地。

一臺三相變壓器一般有4種接法，即Y/Y，Y/，/Y，/。分子表示高壓繞組的接法，分母表示低壓繞組的接法。對稱的三相連接，通常有Y、、Z三種接法，其中常用的是現行國家標準所規定的Y/Y0-12，Y/-11，Y0/-11三種。

當採有Y/Y0-12接法時，三相繞組的連接圖和高低壓繞組的電壓矢量圖如圖3-9（a）、圖3-9（b）所示。從圖3-9（b）中可以看出，高低壓繞組各對應端的線電壓相同，即UAB與Uab、UBC與Ubc、UCA與Uca同相，圖3-9（b）中只畫出了UAB和UBC。若假設高壓邊的線電壓矢量UAB為時鐘的分針，低壓邊的線電壓矢量Uab為時鐘的時針，則高、低壓邊對應線電壓同相的情況，可看做12點時鐘面上分針與時針的位置（見圖3-9（c）），用Y/Y-12表示之。這種方法稱變壓器連接組的時鐘表示法。

在採用Y/-11接法時，三相繞組的接線圖和高、低壓繞組的電壓矢量圖如圖3-10所示。此時，線電壓Uab等於-Ub，故UAB與Uab之間有30°角的相位差，可看做是11點時鐘面上的分針與時針的位置（見圖3-10（c）），故以Y/-11.表示之。

在三相變壓器接線中，高壓繞組一般接成星形，這是因為星形連接的相電壓為線電壓的;有利於線圈絕緣。低壓繞組通常接成形，以減小負載不平衡時的影響。

Y/Y0-12連接法應用於副邊電壓為400V/230V配電變壓器中，供低壓動力及照明混合負載用。此種接法會引起附加渦流損耗，目前最大容量只做到1800kV·A。Y/-11用於副邊高於400V情況，副邊用接對運行有利。Y0/-11則用在110kV以上髙壓輸電電路上，提供了高壓邊接地的可能性。

二、自耦變壓器

原、副邊額定電壓相差不大的場合可採用自耦變壓器。圖3-11所示的為單相自耦變壓器，它與一般變壓器的不同之處是把變壓器的原副繞組合併成一個繞組，供中高壓繞組，且一部分兼做低壓繞組，它的高低壓繞組在電的方向是連通的，其電壓比和單相變壓器相同，仍為

圖3-11（a）是目前普遍應用的低壓小容量自耦變壓器。圖中3-11（b）為原理圖。其副繞組的分接頭B大都作成沿繞組自由滑動的觸點，可以平滑地調節副繞組電壓，所以稱自耦調壓器。另外，還有三相自耦變壓器如圖3-12所示，其工作原理與單相自耦變壓器相同。三相自耦變壓器常接星形，可用做三相導師步電動機的降壓啟動設備。

由於自耦變壓器高、低壓繞組直接有電的聯繫，故對低壓方面的絕緣要求很高，這又是缺點。應該注意的是自耦變壓器，不能作為安全變壓器使用。因為萬一接錯電路將會發生觸電事故。如圖3-13所示，接錯電路以後，雖然次級電路只有12V電壓，但當工作人員觸及次級電路任何一端，都會發生觸電事故。

三、多繞組變壓器

多繞組變壓器如圖3-14所示，只有一個原繞組，有多副繞組，當初級接上電源後，次級就能輸送出幾種不同的電壓。其變壓比為

這樣，一隻多繞組變壓器可代替好幾隻雙繞組變壓器。這種變壓器在電子電路中得到廣泛應用，如彩電電源變壓器就是這種多繞組變壓器。

圖3-15表示一種電源變壓器的外形和電路，常用21英寸（1英寸=2.54cm）彩電上。

四、電焊變壓器

弧焊機實際就是一臺特殊的降壓變壓器。其工作特性要求在無載時有足夠的引弧電壓（一般約60V-75V），負載時電壓下降（額定工作狀態約30V），而短路時電流又不地大。此外，為適用於不同焊件及不同焊條，還要求能調節焊接電流的大小。

圖3-16是電焊變壓器的接線圖。圖中電焊變壓器的次級與鐵芯線圈（稱為電抗器）串聯。電抗器的鐵芯有較大的空氣隙，轉動螺杆便可改變空氣隙的長短。

焊接時，根據焊接要求，可調節電抗器空氣隙的距離來控制焊接電流的大小。因為氣隙加長後，電抗器的感抗XL將減少，焊接電流就增大。在起弧時，焊條與工件直接接觸，變壓器鎰級處於短路狀態，這時其次級電壓迅速下降到零才能保證短路電流不致過大，以免燒壞變壓器。通常是採取增大變壓器和電抗器的漏磁通，即增加內部阻抗壓降的方法來達到，這也是電焊變壓器與普通變壓器的不同點。

五、互感器

1.電壓互感器

電壓互感器是一種特殊的雙繞組變壓器，用於高壓測量電路中，可使電壓表與髙壓電路隔開，其不但能擴大儀表量程，而且也保證工作人員的安全。

圖3-17為電壓互感器的外形圖。在測量電壓時，電壓互感器匝數多的高壓繞組接測電路，電路匝數少的低壓繞組接電壓表，如圖3-18所示。雖然低壓繞組接上了電壓表，但電壓表阻抗甚大，加之低壓繞組電壓不高，因而，工作中的電壓互感器在實際上相當於普通單相變壓器的空載運行狀態。根據

可知，被測高電壓數值，等於次級測出的電壓乘上互感器的變壓比。

電壓互感器的鐵芯大都採用性能較好的矽鋼片製成，並儘量減小磁路中的氣隙，使鐵芯處於不飽和狀態。在繞組繞制上，儘量設法減少兩個繞組間的漏磁。

電壓互感器準確度可分為0.2、0.5、1.0和3.0等四級。電壓互感器有乾式、油浸式、澆注絕緣式等。電壓互感器符號的含義見表3-5；數字部分表示高壓側額定電壓，單位千伏（kV）。例如，JFJJ1-35，即表示35kV單相油浸式具有接地保護的電壓互感器。JDJJ1中的「1」表示第一次改型設計。

使用電壓互感器時，必須注意副邊繞組不可短路，工作中不應使副邊電流超過額定值，否則會使互感器燒毀。此外，電壓互感器的副繞組和鐵殼必須可靠接地。如不接地，萬一高低壓繞組間的絕緣損壞，同低壓繞組和測量儀表對地將出現一高電壓，這對工作人員來說是非常危險的。

2.電流互感器

在大電流的交流電路中，常用電流互感器將大電流轉換為一定比例的小電流（一般為5A），以供測量和繼電器保護之用。圖3-19（a）表示電流互感器的外形，圖3-19（b）表示接線原理。電流互感器在使用中，它的原繞組與待測負載串聯，副繞組與電流表聯成一閉合迴路（見圖3-19（b））。如前所述，原副繞組電流之比為。為了使副邊獲得很小電流，原繞線的匝數應很少（一匝或幾匝），用粗導線、繞成，副繞組的匝數較多，用較細導線繞成。根據

可知，被測的負載電流等於電流表的讀數乘以電流互感器的電流比。

應當注意，在使用中，電流互感器的次級切不可開路，這是電流互感器與普通變壓器的不同之處。普通變壓器的初級電流I1大小由次級電流I2的大小決定，但電流互感器的情況就不一樣，其初級電流大小不取決於次級電流，而是取決定待測電路中的負載大小，即不論次級是接通還是開路，原繞組中總有一定大小的負載電流流過。為什麼電流互感器的次級不可開路呢？若副繞組開路，則原繞組的磁勢將使鐵芯的磁通劇增，而副繞組的匝數又多，其感應電動勢很高，將會擊穿絕緣、損壞設備並危及人身安全。為安全起見，電流互感器的副繞組和鐵殼可靠接地。電流互感器的準確度分為0.2，0.5，1.0，3.0，1.00五級。

電流互感器原邊額定電流可在0A~15000A，而副邊額定電流通常都採用5A。有的電流互感器具有圓環形鐵芯，使被測電路的導線可在其圓環形鐵芯上穿繞幾匝（稱為穿心式），以實現不同變流比。

電流互感器型號表示：

電流互感器型號由兩部分組成，斜線前面包括符號和數字，符號含義見表3-6，符號後數字表示耐壓等級，單位是千伏（kV）。斜線後部分，由兩組數字組成，前一組表示準確度等級，第二組數字表示額定電流。例如，LFC-10/0.5-300就表示為貫穿復匝（即多匝）式的瓷絕緣的電流互感器，其額定電壓為10kV，初級額定電流為300A，準確度等級為0.5級。

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