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你了解变压器的基本工作原理和结构吗知乎「变压器的构造和原理图讲解」

时间:2023-04-06 13:41:05来源:搜狐

今天带来你了解变压器的基本工作原理和结构吗知乎「变压器的构造和原理图讲解」,关于你了解变压器的基本工作原理和结构吗知乎「变压器的构造和原理图讲解」很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

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从事电力工作的朋友们都知道,变压器是一种静止电器,它通过线圈之间的电磁感应,将一种电压等级的交流电能,转换成同频率的另一种电压等级的交流电能。然而这只是关于变压器的最基本的知识,那么你了解变压器的基本工作原理和结构吗?知道什么是三相变压器连接组别实验吗?今天这篇文章,笔者就来简要谈谈这些知识,希望能对读者有所裨益。

变压器拍摄图(图片来源:摄图网)

一、变压器的基本工作原理

大家先来看下面这幅图,思考一个问题:为什么将变压器的原边接到交流电源上,灯泡就会发光呢?

变压器基本原理思考(图片来源:网络)

这里就要涉及到一个定律:楞次定律。简单理解,就是你想让它干啥,它偏不干啥。比如你想增加磁通量,它就自发缩小面积,或者是减小磁场。楞次定律的原内容是:产生感应电流的磁场总要阻碍原磁通量的变化。(口诀:增反减同、来拒去留、增缩减扩)

变压器的主要部件,是铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没有电联系。在一次绕组上加上交变电压,产生交链一、二次绕组的交变磁通,在两绕组中分别感应电动势。

变压器的楞次定律(图片来源:网络)

变压器的磁路与电路的对应关系,如下表所示:

变压器磁路与电路对应关系(图片来源:网络)

变压器的型号是有讲究的,它可以反映出变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等相关信息。

举个例子,SL7-500/10,这里的意思就是指低损耗三相油浸自冷双绕组铝线,额定容量为500KVA,高压侧额定电压为10KV级电力变压器。

另外,铭牌上还会给出三相联结组、以及相数m、阻抗电压Uk、型号、运行方式、冷却方式、重量等数据。

变压器型号铭牌(图片来源:网络)

二、变压器的分类

1、按用途分

可分为电力变压器和特种变压器。电力变压器又可以按照功能、容量、相数等细分为升压变压器、降压变压器;R8容量系列、R10容量系列;以及单相电力变压器和三相电力变压器等。特种变压器则可细分为试验、仪器用变压器,以及电炉、整流用变压器。

电力变压器(图片来源:网络)

特种变压器(图片来源:网络)

2、其它分类

按绕组分,可分为单绕组(自耦)变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。以双绕组变压器为例,指的是在铁芯中有两个绕组,一个为初级绕组,一个为次级绕组。

按相数分:单相变压器、三相变压器和多相变压器。

按铁心结构分,可分为心式变压器和壳式变压器。

壳式变压器(图片来源:网络)

按调压方式分:无励磁调压变压器和有载调压变压器。

按冷却介质和冷却方式分:干式变压器、油浸式变压器和充气式变压器。以油浸式变压器为例,指的是铁芯和绕组都一起浸入到灌满了变压器油的油箱中,这可以加强绝缘和改善冷却散热条件(大容量);

油浸式变压器(图片来源:网络)

三、变压器的基本结构

就两个核心部分,铁心和线圈。线圈又叫绕组。

1、铁心

是用硅钢片(导磁性能好,损耗小)叠压而成的。小变压器也有用铁氧体或坡莫合金替代硅钢片的。

变压器铁心一般分为心式(绕组包围铁芯)和壳式(铁芯包围绕组)两大类。

变压器是由铁心和线圈组成的(图片来源:网络)

2、线圈(绕组)

小容量变压器,多用高强度漆包线绕制而成。一般有两个或者以上的绕组。接电源的绕组叫一次绕组,接负载的绕组叫二次绕组。

以三相变压器为例,其绕组分为三套高压绕组(U1U2、V1V2、W1W2),和三套低压绕组(u1u2、v1v2、w1w2)

变压器电感线圈(图片来源:网络)

三相变压器的结构及高压绕组的分接头(图片来源:网络)

四、三相变压器的连接组别

1、连接组别是什么意思?

连接组别:反映三相变压器连接方式,以及一、二次线电动势(或线电压)的相位关系。

三相变压器的连接组别,不仅与绕组的绕向和首末端标志有关,而且还与三相绕组的连接方式有关。

理论和实践证明,无论采用怎样的连接方式,一、二次侧线电动势(可电压)的相位差总是30°的整数倍。因此可以采用时钟表示法 ---- Ёuv,作为时钟的分针,指向12点,Ёuv作为时钟的时针,其指向的数字就是三相变压器的组别号。组别号的数字乘以30°,就是二次绕组的线电动势滞后于一次侧电动势的相位角。

三相变压器(图片来源:网络)

2、连接组别怎么判断?

可以用相量图来判断。分为Y,y连接;Y,d连接-11;Y,d连接-1三种。

第一种,指的是同名端在对应端,对应的相电动势同相位,线电动势ЁUV和Ёuv也同相位,连接组别就是Y,y0。

若高压绕组三相标志不变,低压绕组三相标志依次后移,则可得到Y,y4、Y,y8连接组别;

同理,若异名端在对应端,则可得到Y,y6、Y,y10、Y,y2连接组别。

三相变压器Y,y连接组别方式(图片来源:网络)

第二种,指的是同名端在对应端,对应的相电动势同相位,线电动势ЁUV和Ёuv相差330°,连接组别就是Y,d11。

若高压绕组三相标志不变,低压绕组三相标志依次后移,则可得到Y,d3、Y,d7连接组别;

同理,若异名端在对应端,则可得到Y,d5、Y,d9、Y,d1连接组别。

三相变压器Y,d-11连接组别方式(图片来源:网络)

第三种,指的是同名端在对应端,对应的相电动势同相位,线电动势ЁUV和Ёuv相差30°,连接组别就是Y,d1。

若高压绕组三相标志不变,低压绕组三相标志依次后移,则可得到Y,d5、Y,d9连接组别;

同理,若异名端在对应端,则可得到Y,d7、Y,d11、Y,d3连接组别。

三相变压器Y,d-1连接组别方式(图片来源:网络)

总之,对于Y,y(或D,d)连接,可得到0、2、4、6、8、10等六个偶数级别;而Y,d(或D,y)连接,可以得到1、3、5、7、9、11等六个奇数级别。

变压器的连接组别其实有很多,为了便于制造和并联运行,国家标准规定,Y,yn0、Y,d11、YN,d11、YN,y0和Y,y0连接组,为三相双绕组电力变压器的标准连接组别。

其中,前三种最为常用:Y,yn0连接的二次绕组可以引出中线,成为三相四线制,用作配电变压器时可兼供动力和照明负载。Y,d11连接用于低压侧电压超过400V的线路中。YN,d11连接主要用于高压输电线路中,使电力系统的高压侧可以接地。

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