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变压器的原理及其应用

目录摘要 (1)关键词 (2)Abstract (2)Key words (2)引言 (2)1.变压器的概述 (2)1.1变压器的诞生 (3)1.2变压器的发展 (3)2.变压器的类型、原理及特点说明 (4)2.1变压器按用途分类 (4)2.2 变压器按结构形式分类 (6)2.3 变压器按冷却方式分类 (9)3.变压器在不同领域的应用 (12)3.1变压器在生产领域的应用 (12)3.2变压器在生活领域地应用 (11)4.变压器的未来 (12)结论 (12)致谢 (13)参考文献 (14)变压器的原理及其应用摘要:本文介绍了变压器的起源及其发展历程,通过对其在用途、结构形式、冷却方式上的不同进行分类,详细的介绍了各种变压器的原理及特点,同时对变压器在生产生活领域的广泛应用进行了阐述,最后分析了变压器未来发展的广阔前景。

关键词:变压器;类型;原理;未来Principle, types and applications of transformer Abstract:The origin and development of the transformer were described in the paper through classifying them according to the different uses ,structures,coolings.Besides,the principles and features of all kinds of transformers were introduced in detail , at the same time the wide applications of transformers in the fields of production and daily life were elaborated and finally the bright future of the transformer’s future development.was analyzed in the paper.Key words:transformer; classification; applications; future引言我国加入WTO以来,国内电子变压器市场竞争基本处于平稳状态,没有受到较大冲击,这是因为电子变压器产品属于劳动密集型和以用户要求定制生产为主的产品。

而变压器作为发、输、变、配电系统中的重要设备之一,它的性能、质量直接关系到电力系统运行的可靠性和运营效益。

改革开放以后,在变压器的科技攻关、技术引进、消化吸收、科技创新等方面都取得了积极的成效;对掌握各种类型变压器的制造技术,提高产品性能,提高产品质量,缩短产品开发周期,扩大产品产量,增加产品品种都发挥了积极作用。

1.变压器的概述变压器是一种通过改变电压而传输交流电能并且可以变换交流电压、电流和阻抗的静止感应电器。

主要利用电磁感应原理从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号,是电能传递或作为信号传输的重要元件。

主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心(磁芯)。

最基本型式,包括两组绕有导线之线圈,并且彼此以电感方式称合一起。

当一交流电流(具有某一已知频率)流于其中之一组线圈时,于另一组线圈中将感应出具有相同频率之交流电压,而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。

在电器设备和无线电路中,常用作升降电压、匹配阻抗,安全隔离等。

1.1变压器的诞生1831年8月29日,法拉第采用图1所示的实验装置进行磁生电的实验。

图中圆环用7/8英寸的铁棍制成,圆环外径6英寸;A 是三段各24英尺长铜线绕成线圈(三段间可根据需要串联);B 是50英尺铜线绕成的2个线圈(2个线圈可以串联);1为电池;2为开关;3为检流器。

实验时,当合上开关2后,法拉第发现检流器3摆动,即线圈B 和检流器3中有电流流过。

也就是说,法拉第通过这个实验发现了电磁感应现象。

1.2变压器的发展表1变压器的发展建国以来,我国变压器制造业发展从无到有,变压器制造业得到突飞猛进的发展,制造业出现了蓬勃发展的局面,新的生产企业不断涌现,变压器行业主要以发展产品品种为目标,大力开展资产优化组合,满足国内、国外两大市场的需求。

2.变压器的类型、原理及特点说明2.1变压器按用途分类变压器按用途可以分为:电力变压器、试验变压器、仪用变压器等。

(1)电力变压器电力变压器是一种静止的电气设备,是用来将某一数值的交流电压(电流)变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压(电流)的设备。

当一次绕组通以交流电时,就产生交变的磁通,交变的磁通通过铁芯导磁作用,就在二次绕组中感应出交流电动势。

二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关,即电压大小与匝数成正比。

主要作用是传输电能,因此,额定容量是它的主要参数。

额定容量是一个表现功率的惯用值,它是表征传输电能的大小,以kVA或MVA表示,当对变压器施加额定电压时,根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。

变压器的主要部件有:吸潮器(硅胶筒):内装有硅胶,储油柜(油枕)内的绝缘油通过吸潮器与大气连通,干燥剂吸收空气中的水分和杂质,以保持变压器内部绕组的良好绝缘性能;硅胶变色、变质易造成堵塞。

油位计:反映变压器的油位状态。

油枕:调节油箱油量,防止变压器油过速氧化,上部有加油孔。

防爆管:防止突然事故对油箱内压力聚增造成爆炸危险。

信号温度计:监视变压器运行温度,发出信号。

指示的是变压器上层油温。

分接开关:通过改变高压绕组抽头,增加或减少绕组匝数来改变电压比。

瓦斯信号继电器:(气体继电器)轻瓦斯、重瓦斯信号保护。

上接点为轻瓦斯信号,一般作用于信号报警,以表示变压器运行异常;下接点为重瓦斯信号,动作后发出信号的同时使断路器跳闸、掉牌、报警。

主要作用:主要用于电力输配系统中起功率传送、电压变换和绝缘隔离作用。

试验变压器试验变压器和其他的变压器不大一样,没有具体的概念,在不同的领域有不同的原理和应用。

主要用充气式试验变压器、干式试验变压器和串激试验变压器。

①充气式试验变压器:气体式试验变压器相对于传统变压器体积和重量低,并且方便客户携带到现场做试验随着新材料,新工艺的应用,新的介质六氟化硫气体在电气领域得到应用。

并且由于六氟化硫气体优良的绝缘性能和灭弧性能,及不燃性,使得它作为新的绝缘介质得到广泛的应用。

它的主要特点是产品体积小,重量轻;洁净,无油污,勿需维护;不受恶劣气候环境影响,现场搬运勿须静止即可做试验。

绝缘强度明显高于油浸试验变压器,电晕极小。

②干式试验变压器:本系列产品具有重量轻,体积小,造型美观,性能稳定,使用携带方便等特点,特别适用于现场操作使用,是国内更新换代的新型交直流两用高压试验变压器。

本系列产品适用于电力系统及各电力用户的现场检测各种电气设备的绝缘性能试验、电器产品的直流高压小电流的各种电压系统或装置中的高压电源。

③串激式高压试验变压器串激式高压试验变压器主要特点及功能同YDJ/TDM系列,其不同于上述变压器的功能同高压试验变压器相比有很大的优越性,因为整个试验装置由几台单台试验变压器组成,单台试验变压器容量小、电压低、重量轻,便于运输和安装。

它既然可串接成高出几倍的单台试验变压器输出电压组合使用,又可分开成几套单台试验变压器单独使用。

高压试验变压器是发电厂、供电局及科研单位等广大用户的用来做交流耐压试验的基本试验设备,通过了国家质量监督局的标准,用于对各种电气产品、电器元件、绝缘材料等进行规定电压下的绝缘强度试验,考核产品的绝缘水平,发现被试品的绝缘缺陷,衡量过电压的能力。

(2)仪用变压器仪用变压器是一种特殊用途的变压器,它有两个主要用途:一是用来扩大交流电工仪表的量程,二是用来隔离高电压、大电流并使其变成低电压、小电流后中,作为信号供继电保护、自动装置和控制回路使用。

仪用互感器分为电压互感器和电流互感器。

①压互感器电压互感器的特点:电压互感器的结构和工作原理与普通变压器没有根本区别。

它的主要特点在于:原绕组匝数较多,并联在被测电路上;副绕组匝数较少,测量仪表和继电器的电压线圈并联在其两端。

由于所并联的仪表和继电器的电压线圈阻抗很大,副边电流很小,所以电压互感器实际上是一台近似空载状态的降压变压器。

类型:电压互感器的类型可按安装地点分,也可按相数分,还可按每相绕组数分,制成三绕组时有两个副绕组:基本副绕组和辅助副绕组。

还可以按绝缘分为干式、浇注式、油浸式。

电压互感器副绕组的额定电压规定为一百伏或根号三分之一百伏。

这样与电压互感器副绕组相连接的各种仪表、继电器都可以统一制造而实现标准化。

在测量不同等级的高电压时,只要换上不同电压等级的电压互感器就行。

②电流互感器电流互感器的特点:电流互感器的工作原理与普通变压器相似。

它的主要特点在于:原绕组的匝数很少,一般只有一匝到几匝,使用时串联在被测电路中,流过被测电流。

副绕组的匝数很多,用较细的导线绕制。

根据使用目的的不同,副绕组串接各种仪表或继电器的电流线圈。

原绕组中的电流取决于原边线路的负载电流,与副边的负载无关。

由于副边所接仪表或继电器的阻抗都很小,电流互感器在正常运行时,接近于短路状态。

这些是电流互感器与普通变压器的主要区别。

类型:电流互感器的类型,按安装地点可分为户内式和户外式;按安装方式可分为穿樯式、支持式和装入式,穿樯式装在墙壁或金属结构的孔中,支持式安装在平面或支柱上,装入式则是套装在变压器或多油断路器油箱的套管上,故又称套管式。

按绝缘可分为干式、浇铸式、油浸式。

按原绕组匝数可分为单匝式和多匝式。

2.2 变压器按结构形式分类变压器按结构形式可分为:单相变压器、三相变压器、自耦变压器等(1)单相变压器单向就是输入的电是单相电,单相电分火线、零线,共两条线,单极性开关电源,指输出为单极性,也就是只有正极、负极输出,相对于双极性开关电源说的,双极性开关电源有三条输出,分为正电源、负电源、地线。

单相变压器结构简单、体积小、损耗低,主要是铁损小,适宜在负荷密度较小的低压配电网中应用和推广。

当城乡电网改造到一定程度后,网损中的线路损失占的份额将大大降低,配电变压器的空载损耗将占网损的主要地位。

只有大幅度降低铁芯损耗,才能有望进一步降低电网的电能损耗。

因此,卷铁芯、非晶铁芯单相变压器具有巨大的发展潜力。

单相变压器具有经济意义:一、相同容量的单相变压器制造成本低,可以获得最佳的寿命成本;二、在电网中采用单相供电系统,可节省导线33%~63%,按经济电流密度计算,可节约导线重量42%,按机械强度计算,可降低导线消耗66%。

因此可降低整个输电线路的建设投资。

这在我国地域广阔的农村和城镇的路灯照明及居民生活用电方面是很有意义的。

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