變壓器
變壓器是一種變換電壓的靜止電器。它是靠電磁感應原理把某種頻率的電壓變換成同頻率的另一種或多種數值不等(或相等)電壓的功率傳輸裝置。
在電力系統中,發電廠的電能要輸送到很遠的地方去,為瞭減少輸送過程中的電能損耗,需要將電壓升高再行輸送。
另一方麵,終端用戶的電器設備的用電電壓一般為10KV或380(220)V,故在用戶端需用變壓器將電壓降為所需要的電壓等級。
環型變壓器
環型變壓器輻射場較低、效率較高。在尺寸和重量減半的情況下,能夠達到給定的容量,如果使用容量稍大一些的變壓器,則變壓器的溫度可以降低。中心孔固定方式使環型變壓器很容易安裝印刷電路板上。環型變壓器具有高度的靈活性,可根據機箱與整體裝配的要求,設計變壓器的尺寸。由於制作環型變壓器不需要沖模,也不需要線圈骨架註塑模具,所以生產周期短,適用中小批量生產,能夠滿足當代電子設備不斷改型的需要。
變壓器的工作原理
當變壓器一次側施加交流電壓U1,流過一次繞組的電流為I1,則該電流在鐵芯中會產生交變磁通,使一次繞組和二次繞組發生電磁聯系,根據電磁感應原理,交變磁通穿過這兩個繞組就會感應出電動勢,其大小與繞組匝數以及主磁通的最大值成正比,繞組匝數多的一側電壓高,繞組匝數少的一側電壓低,當變壓器二次側開路,即變壓器空載時,一二次端電壓與一二次繞組匝數成正比,變壓器起到變換電壓的目的。
當變壓器二次側接入負載後,在電動勢E2的作用下,將有二次電流通過,該電流產生的電動勢,也將作用在同一鐵芯上,起到反向去磁作用,但因主磁通取決於電源電壓,而U1基本保持不變,故一次繞組電流必將自動增加一個分量產生磁動勢F1,以抵消二次繞組電流所產生的磁動勢F2,在一二次繞組電流L1、L2作用下,作用在鐵芯上的總磁動勢(不計空載電流I0),F1+F2=0, 由於F1=I1N1,F2=I2N2,故 I1N1+I2N2=0,由式可知,I1和I2同相,所以
I1/I2=N2/N1=1/K
由式可知,一二次電流比與一二次電壓比互為倒數,變壓器一二次繞組功率基本不變,(因變壓器自身損耗較其傳輸功率相對較小),二次繞組電流I2的大小取決於負載的需要,所以一次繞組電流I1的大小也取決於負載的需要,變壓器起到瞭功率傳遞的作用。
變壓器有哪些保護
一、 變壓器縱差保護
變壓器的縱差保護是反應相間短路、高壓側單相接地短路以及匝間短路的主保護,其保護范圍包括變壓器套管及引出線。
變壓器在空載合閘時的過勵磁電流,其值可為In的數倍到10倍以上,這樣大的勵磁電流通常稱為勵磁湧流。
二、 氣體保護
為防止變壓器內部單相繞組的匝間短路,通常在容量大於800KVA的變壓器上裝設有氣體保護。
不論是哪一種型式的氣體繼電器都有兩對觸點:
輕瓦斯保護:當變壓器內發生輕微故障時,產生的氣體較少且速度緩慢,氣體上升後逐漸積聚在繼電器的上部,使氣體繼電器內的油麵下降,使得其中一個觸點閉合而作用於信號。
輕瓦斯保護動作值采用氣體容積大小表示:250-300cm3
重瓦斯保護:當變壓器內發生嚴重故障時,強烈的電弧將產生大量的氣體,油箱壓力迅速升高,迫使變壓器油沿著油箱沖向油枕,在油流的激烈沖擊下,使另一觸點接閉而動作於跳閘。
重瓦斯保護動作值采用油流速度大小表示:0.6-1.5m/s
三、 變壓器的相間短路後備保護
主要有過電流保護和低阻抗保護。
四、 變壓器的過負荷保護
變壓器的過負荷大多數情況下都是三相對稱的,因此,過負荷保護隻要接入一相,用一個電流繼電器即可實現。過負荷保護通常延時動作於信號
對於雙繞組升壓變壓器,裝於發電機電壓一側;對於三繞組升壓變壓器,當一側無電源時,裝在發電機電壓側和無電源一側,當三側都有電源時,裝在所有三側。
五、 變壓器的單相接地保護
1. 中性點直接接地的普通變壓器接地後備保護
2. 中性點可能接地或不接地運行的變壓器接地後備保護
1) 中性點全絕緣變壓器
2) 分級絕緣且中性點裝放電間隙的變壓器
3. 自耦變壓器的接地後備保護
1) 高、中壓側的方向零序電流保護整定計算
2) 自耦變壓器中性點零序過電流保護整定
六、變壓器溫度保護
一般設為75℃
七、冷卻器故障保護
其他,可能某些特殊的場合中,還會對變壓器的泄露電流進行保護
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