電力系統中變壓器知多少?變壓器原理細緻講解

2021-01-12 科技呆呆灰

變壓器在電力系統中扮演著非常中的角色,如果沒有變壓器那麼電力系統將不復存在。熟悉變壓器的構造和基本知識是每一個電力人的必備素質。

電力變壓器
電力變壓器
請點擊輸絕緣套管
小型變壓器
小型變壓器
大型變壓器

變壓器屬於電機,叫做靜止的電機,旋轉的電機是發電機和電動機。什麼叫變壓器呢?在交流電路中能夠將電壓降低或者是升高的設備叫做變壓器。將電壓升高的變壓器叫做升壓變壓器,將電壓降低的叫做降壓變壓器。變壓器能夠將電壓變成用戶需要的電壓等級,以滿足人們的需求。發電廠的主變壓器為升壓變壓器,將發電機發出電能的電壓升高到較高的電壓等級輸送到負荷區域。通過降壓變壓器將較高的電壓降低到用戶需求的電壓等級,進行電壓的分配。變壓器還分為單相變壓器、三相變壓器、自耦變壓器等很多種不同的形式。

切記:變壓器只能改變電壓,不能改變頻率。能夠改變頻率的器件叫做變頻器。

變壓器由鐵芯、線圈和外殼組成,鐵芯上纏繞了很多線圈,每匝線圈之間都是絕緣的,將與電源相連的線圈稱為一次繞組,與線路或者負荷相連的一側稱為二次繞組,變壓器能夠改變電壓的範圍就看一次側繞組和二次側繞組的匝數比,一次側電壓與二次側電壓的比值等於一次側線圈與二次側線圈的匝數比。變壓器不能改變功率的大小,通過功率的計算公式P=UI可以得出,當功率一樣時,電壓越高電流越小,電壓越低電流越大。所以高壓側線圈的直徑較細,因為高壓側線圈中流過的電流較小,而二次側線圈的直徑相對較粗,二次側電壓較低,傳輸同樣的功率,電流較大,對線圈的載流能力提出了更高的要求。

自耦變壓器是一次側和二次側的線圈纏繞在同一個鐵芯上,由於考慮到絕緣的因素,低壓側的線圈纏繞在內側,也就是靠近貼心的一側,高壓側的線圈纏繞在外側,這樣纏繞可以更好地做到與鐵芯絕緣。

變壓的鐵芯是由很多層的矽鋼片壓制在一起的,這種材料和工藝製成的鐵芯,導磁率非常高,磁阻很小,能夠很好的降低變壓器的損耗。由於交流電的磁場是變化的,這還要求的鐵芯的剩磁要非常的小,為了滿足各項技術要求,現在變壓器鐵芯的材料一般都為矽鋼片,然後矽鋼片疊壓在一起,製成變壓器的鐵芯。

變壓的其他部件還有變壓器油,油枕、絕緣套管以及分接頭等。變壓器油的作用主要是絕緣作用、熄滅電弧和散熱的作用。變壓器的運行過程中產生大量的熱量,通過變壓器油散發出來。當變壓器內部發生短路故障時,產生的電弧會對設備產生致命性的破壞,而變壓油具有絕緣和熄滅電弧的能力,防止故障的進一步擴大。

變壓器的損耗主要包括帖耗和銅耗兩部分,銅耗指的是線圈的電阻造成的損耗,鐵耗指的是鐵心中的損耗包括磁滯損耗和渦流損耗兩部分。

變壓器的原理簡單,但是深入研究後就會發現也挺複雜,學好變壓器首先要對電磁場有一點理解,有一點的數學功底。

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    按結構可分為鐵芯式變壓器和鐵殼式變壓器。若繞組包在鐵芯外圍則為鐵芯式變壓器;如鐵芯包在繞組外圍則為鐵殼式變壓器。二者不過在結構上稍有不同,在原理上沒有本質的區別。電力變壓器都屬於鐵芯式。在三相電力系統中,一般應用三相變壓器,當容量過大且受運輸條件限制時,在三相電力系統中也可以應用三臺單相式變壓器組成變壓器組。
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