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1、常用变压器的种类与特点一、常用变压器的分类可归纳如下：（1）按相数分：1）单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。2）三相变压器：用于三相系统的升、降电压。（2）按冷却方式分：压器。循环等1）干式变压器：依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变2）油浸式变压器：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油（3）按用途分：1）电力变压器：用于输配电系统的升、降电压。2）仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置。3）试验变压器：能产生高压，对电气设备进行高压试验。4）特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、调整变压器等。（4）按绕组形式分：1）双
2、绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。2）三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。3）自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。真空断路器灭弧原理?在真空断路器分断瞬间，由于两触头间的电容存在，使触头间绝缘击穿，产生真空电弧。由于触头形状和 结构的原因，使得真空电弧柱迅速向弧柱体外的真空区域扩散。当被分断的电流接近零时，触头间电弧的温度和 压力急剧下降，使电弧不能继续维持而熄灭。电弧熄灭后的几卩S内，两触头间的真空间隙耐压水平迅速恢复。 同时，触头间也达到了一定距离，能承受很高的恢复电压。所以，一般电流在过零后，不会发生电弧重燃而被
3、分 断。这就是其灭弧的原理。SF6开关的灭弧原理10kV SF6断路器灭派性能优良，不仅在于SF6气体本身，而且采用旋弧式灭弧室。目前，国内外在10kV 电压级的SF6断路器研制上，广泛采用了具有良好灭弧性能的旋弧式灭抓室，它利用短路电流来建立磁场，使电 弧在电磁力的作用下高速旋转，以达到自动灭弧的作用。其灭弧原理从图1可见：当短路开始，电信号反馈到脱 扣器，使开关分闸。在分闸的瞬间，动触头和静触头之间就产生了电弧。动触头继续向下运动，电弧很快转移到 引弧电极上。此时，绕在圆筒电极外而串联在静触头与圆筒电极之间的磁吹线圈通过短路电流，因而产生了磁场， 于是电磁力驱使电弧高速旋转，在SF6气体中
4、，电弧的高速旋转使得其离子体不断地与新鲜的SF6气体接触， 以充分发挥六氟化硫的负电性，从而迅速地熄灭电弧。油断路器的灭弧原理当油断路器开断电路时，只要电路中的电流超过0.1A，电压超过几十伏，在断路器的动触头和静触头之间 就会出现电弧，而且电流可以通过电弧继续流通，只有当触头之间分开足够的距离时，电弧熄灭后电路才断开。 10kV少油断路器开断20KA时的电弧功率，可达一万千瓦以上，断路器触头之间产生的电弧弧柱温度可达六七千 度，甚至超过1万度。油断路器的电弧熄灭过程是，当断路器的动触头和静触头互相分离的时候产生电弧，电弧高温使其附近的 绝缘油蒸发气化和发生热分解，形成灭弧能力很强的气体（主要
5、是氢气）和压力较高的气泡，使电弧很快熄灭。灭弧的种类：灭弧有磁吹，纵缝灭弧，横吹的等等！磁吹当然是利用磁力来灭弧。因为电弧本身就是一个比较大的电流，用线圈通上电流，当然线圈必须是在 电弧的两边，把电弧加在中间！当有电弧的时候，线圈用自己本身的磁力，把电弧拉长，让他自动熄灭！可以引申以下，原先的断路器是用油来灭弧（当然不是单纯的用油），也就是电弧形成时，会把油电离， 电离出来的氢气会把电弧吹灭！现在的SF6断路器的灭弧能力是氢气的6-8倍，所以现在的断路器都是用FS6灭 弧。纵缝是把电弧引到缝里面，从而灭弧。栅片是把电弧分成一段一段的，然后灭弧！高压跌落熔断器的灭弧原理大家都知道在高压大电流的场
6、合，开关为了灭弧常常用较复杂的方法和结构，而高压跌落式熔断器却只需 要一个很简单的胶管就可以顺利且很好的实现灭弧，主要原因是：第一、高压跌落熔断器电流不是很大。产生的 电弧不是很大。第二，是用空气来熄灭电弧的。有点和空开的灭弧原理一样。只是结构不同而已。电能从发电厂输送到用户，输电线路电阻R的损耗Ap取决于通过输电线上的电流l.XX的大小令输送到用户的功率P=UIcos巾输出电线上的功率损耗：A p =I2R = （P /Ucos） 2pL/S二C*1/U2SXXp-输电线材料的电阻系数S-输电线的截面积U-输电线路负载端电压 C= P2pL/cos2巾为常数说明：若S 定.U升高损耗AP若A
7、Px定.U升高，S减小，故可节省材料，则提高送电电压U，可达到减少投资和降低运行费用的目的。变压器的概念：变压器是一种静止的电气设备。它利用电磁感应原理，把输入的交流电压升高或降 低为同频率的交流输出电压，满足高压送电、低压配电及其他用途的需要。变压器的用途：变压器具有变换电压、变换电流和变换阻抗的作用，具有隔离高电压或电流的作用， 特殊结构的变压器，还可以具有稳压特性、陡降特性等。一、变压器的分类1、按用途不同分类：分为电力变压器（又可分为升压变压器、降压变压器、配电变压器、厂用变压器等）； 特种变压器（电炉变压器、整流变压器、电焊变压器等；仪用互感器（电压互感器、电流互 感器、电流互感器）
8、；试验用的高压变压器和调压器等。2、按绕组结构不同：分为双绕组、三绕组、多绕组变压器和自耦变压器。3、按铁心结构不同：分为心式变压器和壳式变压器。4、按相数不同：分为单相、三相、多相（如整流用的六相）变压器。5、按调压方式不同：分为无励磁调压变压器、有载调压变压器。6、按冷却方式不同：分为干式变压器、油浸自冷变压器、油浸风冷变压器、强迫油循环冷却变压器、强迫 油循环导向冷却变压器、充气式变压器等。7、按容量不同：分为小型变压器容量为630kVA及以下；中型变压器容量为800kVA6300kVA;大型变压 器容量8000kVA63000kVA;特大型变压器容量为900000kVA及以上。二、变压
9、器的工作原理原绕组匝数为N1，副绕组匝数为N2。当变压器原绕组通以交流电流时，在铁心中产生交变磁通，根据电磁感应原理，原、副 绕组都产生感应电动势，副绕组的感应电动势相当于新的电源，这就是变压器的基本工作原 理。如图2 1。理想变压器：（不计电阻、铁耗和漏磁） 一次与二次绕组完全耦合，且两绕组电阻为零，铁芯中损耗为零，铁芯的导磁率为无穷大， 即磁阻为零。理想变压器的运行：原绕组加电压，产生电流，建立磁通，沿铁心闭合分别在原副绕组中感应电动势。图2 1变压器的工作原理变压器的变电压作用：由于线圈电阻为零，且一次、二次侧绕组完全耦合，故按照图中的假定正方向下：N dUi _ eNkS 一丁 N 2
10、 击U -芦-忒-k2 2 2结论：只要改变原、副绕组的匝数比，就能按要求改变电压。 变压器的变电流作用：U I = U I1 1 2 2,U T I1 U 2 k1结论：变压器在改变电压的同时，亦能改变电流。 变压器的变阻抗作用 图中，二次侧绕组电路负载阻抗为：Z =UL I2如果从一次侧绕组电路来看ZL，则其大小为：U 171 =- ZI k 2 L1N U7 UN 1Z 2 =1L IN T2 1I N 12结论：变压器在改变电压的同时，亦能实现对阻抗的变换。 本次小结：1、变压器是按电磁感应原理工作的静止电气设备，它在电力系统中用来传递电能、变 换电压和电流，以满足输电及用电的要求。在
11、工业生产中，变压器还用于整流、电炉、电焊、 调压、测量与控制等很多方面。2、变压器的原绕组从交流电源吸收电能传递到副绕组供给负载，铁心中的磁通是能量 传递的中介桥梁。变压器只能传递交流电能，而不能产生电能；只能改变交流电压或电流的 大小，不改变频率；在传递过程中几乎不改变电流与电压大小的乘积。3、变压器由铁心、绕组两个主要部分组成。铁心是变压器的磁路部分。电力变压器的 铁心一般采用0.35毫米厚的硅钢片叠装而成。绕组是变压器的电路部分，它是用电磁线绕 制而成的。电力变压器还有其他附件，如油箱、油枕、气体继电器、防爆管、分接头开关、 绝缘套管等。附件对绕组与铁心起散热、保护、绝缘等作用，它能保证
12、变压器安全可靠地运 行。三、变压器的损耗变压器运行时将产生损耗，变压器的损耗分两大类铜耗1、基本铜耗2、杂散铜耗铁耗 1、基本铁耗2、杂散铁耗基本铜耗：一、二次绕组内电流所引起时的直流电阻损耗。杂散铜耗：主要是由漏磁通所引起的肌肤效应，使绕组的有效电阻增大而增加的铜耗。 以及漏磁场在结构部件中引起的涡流损耗等。铜耗与负载电流的平方成正比。因此也称为可变损耗。铜耗与绕组的温度有关，一般用77度时的电阻值来计算。基本铁耗：变压器铁心中的磁滞与涡流损耗。杂散铁耗：主要是铁心接连处由于磁通密度分布不均匀所引起的损耗，和主磁通在铁轭 夹件，油箱等结构部件中所引起的涡流损耗。铁耗可近似认为与Bm或U12成
13、正比。由于变 压器一侧电压保持不变。故铁耗可视为不变损耗。（F不变的前提下）P = r 12 + r 12 = rCu 1（r ）+ r 12l K 22 丿PCuN二 r 121 1Nr I）2J2N 丿四、变压器的效率PCu2P = 0 2 PCuNCuNP：. = TP P + 厶 P1 2P 工P 工P1 = 1 PP111、因变压器无转动部分，一般效率都很高，大多数在95%以上。大型变压器可达99%。 测量变压器的效率一般不采用直接测P、P的方法，因P与P相差很小。测量仪器本 身的误差就可能超出次范围，一般用间接法测量变压器的效率：即测出各种损耗，再计算效 率。P 二 mU I co
14、s *考虑到：22 22工 p = P + P = P + mI2RFe CU Fe2 KPmU I cos *2 2 2mI U cos * + P + mI 2R222 Fe2 KH= P =2 22可得：mI j Rk= PFe1 空=0 令dI 2P u pp在计算效率时作以下假设：1额定电压下空载损耗0 PFe，且PFe不随负载的变化而 变化。CUN，因铜耗与负载电流平方成正比，所以任一负载下的铜耗2、额定电流时的PKN U PP = P I *2CUKN 23、计算P2时忽略了负载时2的变化，即P = mu I cos * = I * S cos *22 222 N2P + PFe
15、CU工P.q = 1 = 1 Fe CUPmU I cosq + P + P1 2 2 2 - P + I *2 P=1 02 KN=打1/3S I * cos 申 + P + P I *2 N 22 O KN 2因产生最大效率时o / KNPKN对应最大效率时负载电流的标幺值为：P0P I*2 匕 0.5 0.6KN 2通过变压器空载和短路实验测取变压器的励磁参数和短路参数。Z Z变压器中的参数Zm , Zk对变压器的运行性能有直接影响，知道了变压器的参数，就可Z绘出等效电路，然后绘出等效电路，然后可以运用等效电路分析计算，Zm可通过空载试验Z来确定.Zk可以通过试验确定，这两个试验是变压器的主要试验项目.五、空载实验注:用大写字母表示高压端，小字
