變壓器的作用及原理

變壓器的作用及原理

變壓器的作用及原理：變壓器還可以用于電力線路的保護，可以有效防止超負荷、短路、弧光等現象，以及檢測電力線路的參數。變壓器的主要用途有：降低或者提高電壓，用于電機的啟動，用于電力線路的保護等。

變壓器的作用及原理

變壓器的工作原理是利用電磁感應原理，即電磁感應原理。當交流電流通過一個線圈時，會產生一個電磁場，而在另一線圈中，通過電磁感應而形成另一個線圈，從而形成變壓器的電磁感應電場。因此，變壓器的工作原理就是將交流電壓通過磁場轉換而產生的。

變壓器的主要用途是降低或者提高電壓，以滿足電器設備的工作電壓要求。在電力系統中，變壓器可以實現電壓的降低，以適應用戶的需要，而且可以更有效地傳輸電能，減少損耗，從而提高電力系統的效率。另外，變壓器還可以用于電力系統的重要部件，如變電站、輸電線路和變電所等，以便將高壓電力轉換為低壓電力，從而滿足不同用戶的需要。

變壓器的組成

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。具體組成及功能：

(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0.35mm、0.3mm、0.27mm，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。

(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，現以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理：當一次側繞組上加上電壓U1時，流過電流I1，在鐵芯中就產生交變磁通O1，這些磁通稱為主磁通，在它的作用下，兩側繞組分別感應電勢，最后帶動變壓器調控裝置。

變壓器的過載能力及允許過載時間

過載10% ，變壓器可持續運行 180分鐘 。

過載20% ，變壓器可持續運行 150分鐘 。

過載30% ，變壓器可持續運行 120分鐘 。

過載60% ，變壓器可持續運行 45分鐘。

過載75% ，變壓器可持續運行 15分鐘 。

變壓器的額定電流計算

額定電流是指用電設備在額定電壓下，按照額定功率運行時的電流。也可定義為電氣設備在額定環境條件(環境溫度、日照、海拔、安裝條件等)下可以長期連續工作的電流。用電器正常工作時的電流不應超過它的額定電流。

額定電流是由繞組的額定容量除以該繞組的額定電壓及相應的系數(單相為1，三相為√3)而算得的流經繞組線端的電流。因此，變壓器的額定電流就是各繞組的額定電流，是指線電流。但是，組成三相組的單相變壓器，如繞組為三角形聯結，繞組的額定電流則以線電流為分子，以√3為分母來表示，例如線電流為500A，則繞組的額定電流為(500/√3)A。

變壓器在額定容量下運行時，繞組的電流為額定電流。參照國家標準GB/T15164—1994《油浸式電力變壓器負載導則》，變壓器可以過載運行，三相的額定容量不超過100 MVA(單相不超過33.3 MVA)時，可承受負載率(負載電流/額定電流)不大于1.5的偶發性過載，容量更大時可承受負載率不超過1.3的偶發性過載。

套管也應有相應的過載能力，繞組熱點溫度和頂層油溫度分別不能超過140℃和105℃。

變壓器的分類

(1)電力變壓器

目前，已在系統運行的代表性產品包括：1150KV、1200MV·A，735～765KV、800MV·A、400～500KV、3相750MV·A或單相550MV·A，220KV、3相1300MV·A電力變壓器;直流輸電±500KV、400MV·A換流變壓器。電力變壓器主要為油浸式，產品結構為芯式和殼式兩類。芯式生產量占95%，殼式只占5%。芯式與殼式相互間并無壓倒性的優點，只是芯式工藝相對簡單，因而被大多數企業采用;而殼式結構與工藝都要更為復雜，只有傳統性工廠采用。殼式特別適用于高電壓、大容量，其絕緣、機械及散熱都有優點且適宜山區水電站的運輸。

(2)配電變壓器

國外配電變壓器容量能達到2500KV·A，有圓形與橢圓形鐵心形式。圓形的占絕大多數，橢圓形的由于M0(鐵心柱的間距)小，因而用料可以減少，其對應線圈為橢圓形。低壓線圈有線繞式與箔式，油箱有帶散熱管的(少數)與波紋式的(大多數)。

(3)干式變壓器

近來來，干式變壓器在國內得到迅猛發展，在京、滬和深等大城市，干變已經占到50%，而在其他大中城市也已經占到20%。干變有四種結構：環氧樹脂澆注、加填料澆注、繞包和浸漬式。目前，歐美廣泛采用開敞通風式H級干式變壓器，是在浸漬式 基礎上吸取了繞包式結構的特點并采用Nomex紙后發展起來的新型H級干變，由于售價高，在我國尚未推廣。目前，國內通過短路試驗容量最大的干式配電變 壓器是2500KV·A、10/0.4KV;通過短路試驗容量最大的干式電力變壓器是16000KV·A、35/10KV。

(4)非晶合金變壓器

非晶合金變壓器雖然抗短路性能差，噪聲大，但是節能，因此未來發展前景可觀。目前，中國最大的非晶合金變壓器鐵心生產企業具有3000～4000t的鐵心年產能力，鐵心及變壓器的生產技術并不是制約推廣非晶合鐵心金變壓器的關鍵性因素，非晶合金帶材的突破才能促成產品質的飛躍。

(5)卷鐵心變壓器

目前，卷鐵心變壓器的生產主要集中在10KV級，容量一般小于800KV·A，也試制了1600KV·A，但電力部門采購以315KV·A以下容量的居多，適合用于農網。 中國現有卷鐵心變壓器生產廠200多家，有一定規模的占20%。中國強卷鐵心變壓器生產能力約為1600萬KV·A，但實際產量較低。