變壓器的原理及使用

1、變壓器原理及使用負(fù)責(zé)部門負(fù)責(zé)部門:VMD:VMD最后更新時(shí)間最后更新時(shí)間:2011:2011年年1010月月開發(fā)人：開發(fā)人： 版本號(hào)版本號(hào) 2022-2-5 2變壓器原理及使用一、變壓器的工作原理一、變壓器的工作原理變壓器的基本工作原理是電磁感應(yīng)原理。單相變壓器空載運(yùn)行時(shí)，一次繞組中通過空載勵(lì)磁電流I0，在鐵心中激起交變磁通，在一次、二次繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1、E2。單相變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，只要一次電壓U1一定，則鐵心中主磁通最大值m 就基本一定，當(dāng)二次電流I2增大時(shí)，一次電流I1也隨之增大，以維持m的基本不變，并維持變壓器的功率平衡。變壓器一次、二次側(cè)的電壓與匝數(shù)成正比，而與電流與匝數(shù)成反比

2、：U1/U2=N1/N2=I2/I12022-2-5 3變壓器原理及使用 二、變壓器的額定值二、變壓器的額定值 額定電壓UN1/UN2由制造廠所規(guī)定的變壓器在空載時(shí)額定分接頭上的電壓保證值。單位為V或kV。當(dāng)變壓器初級(jí)側(cè)在額定分接頭處接有額定電壓U1N，次級(jí)側(cè)空載電壓即為次級(jí)側(cè)額定電壓UN2。對(duì)于三相變壓器而言，銘牌上的額定電壓是指線電壓額定容量 SN制造廠所規(guī)定的在額定條件下使用時(shí)輸出能力的保證值。單位為VA或kVA。對(duì)于三相變壓器而言是指三相的總?cè)萘恳曉诠β省?額定電流 IN1/IN2額定容量除以各繞組的額定電壓所計(jì)算出來的線電流值。單位用A或kA。 2022-2-5 4變壓器原理及使用

3、三、變壓器的結(jié)構(gòu)簡介三、變壓器的結(jié)構(gòu)簡介 鐵心。鐵心。鐵心是變壓器中主要的磁路部分。為減少磁阻和鐵損，通常由含硅量較高，厚度分別為 0.35 mm0.3mm0.27 mm，表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成。鐵心分為鐵心柱和橫片倆部分，鐵心柱套有繞組；橫片是閉合磁路之用。 繞組。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 ；接電源的部分叫一次繞組，接負(fù)載的一側(cè)叫二次繞組。 其他附件其他附件2022-2-5 5變壓器原理及使用 四、檢測(cè)絕緣性能四、檢測(cè)絕緣性能(1)初級(jí)繞組與次級(jí)繞組之間的電阻值；(2)初級(jí)繞組與外殼之間的電阻值；(3)次級(jí)繞組與外殼之間的電阻值。上述

4、測(cè)試結(jié)果分出現(xiàn)三種情況：(1)阻值為無窮大：正常；(2)阻值為零：有短路性故障；(3)阻值小于無窮大，但大于零2022-2-5 6變壓器原理及使用 五、變壓器的檢測(cè)五、變壓器的檢測(cè) A A、通過觀察變壓器的外貌來檢查其是否有明顯異?，F(xiàn)、通過觀察變壓器的外貌來檢查其是否有明顯異常現(xiàn)象。象。如線圈引線是否斷裂，脫焊，絕緣材料是否有燒焦痕跡，鐵芯緊固螺桿是否有松動(dòng)，硅鋼片有無銹蝕，繞組線圈是否有外露等。 B B、絕緣性測(cè)試。、絕緣性測(cè)試。用萬用表R10k擋分別測(cè)量鐵芯與初級(jí)，初級(jí)與各次級(jí)、鐵芯與各次級(jí)、靜電屏蔽層與衩次級(jí)、次級(jí)各繞組間的電阻值，萬用表指針均應(yīng)指在無窮大位置不動(dòng)。否則，說明變壓器絕緣性

5、能不良。 C C、線圈通斷的檢測(cè)。、線圈通斷的檢測(cè)。將萬用表置于R1擋，測(cè)試中，若某個(gè)繞組的電阻值為無窮大，則說明此繞組有斷路性故障。 D D、判別初、次級(jí)線圈。、判別初、次級(jí)線圈。電源變壓器初級(jí)引腳和次級(jí)引腳一般都是分別從兩側(cè)引出的，并且初級(jí)繞組多標(biāo)有220V字樣，次級(jí)繞組則標(biāo)出額定電壓值，如15V、24V、35V等。再根據(jù)這些標(biāo)記進(jìn)行識(shí)別。 2022-2-5 7變壓器原理及使用 E E、空載電流的檢測(cè)。、空載電流的檢測(cè)。(1)直接測(cè)量法。將次級(jí)所有繞組全部開路，把萬用表置于交流電流擋(500mA，串入初級(jí)繞組。當(dāng)初級(jí)繞組的插頭插入220V交流市電時(shí)，萬用表所指示的便是空載電流值。此值不應(yīng)大

6、于變壓器滿載電流的1020。一般常見電子設(shè)備電源變壓器的正常空載電流應(yīng)在100mA左右。如果超出太多，則說明變壓器有短路性故障。(2)間接測(cè)量法。在變壓器的初級(jí)繞組中串聯(lián)一個(gè)10/5W的電阻，次級(jí)仍全部空載。把萬用表撥至交流電壓擋。加電后，用兩表筆測(cè)出電阻R兩端的電壓降U，然后用歐姆定律算出空載電流I空，即I空=U/R。 F F、空載電壓的檢測(cè)。、空載電壓的檢測(cè)。 將電源變壓器的初級(jí)接220V市電，用萬用表交流電壓接依次測(cè)出各繞組的空載電壓值(U21、U22、U23、U24)應(yīng)符合要求值，允許誤差范圍一般為：高壓繞組10，低壓繞組5，帶中心抽頭的兩組對(duì)稱繞組的電壓差應(yīng)2。2022-2-5 8變

7、壓器原理及使用 G G、溫升檢測(cè)。、溫升檢測(cè)。一般小功率電源變壓器允許溫升為4050，如果所用絕緣材料質(zhì)量較好，允許溫升還可提高。 H H、檢測(cè)判別各繞組的同名端。、檢測(cè)判別各繞組的同名端。 在使用電源變壓器時(shí)，有時(shí)為了得到所需的次級(jí)電壓，可將兩個(gè)或多個(gè)次級(jí)繞組串聯(lián)起來使用。采用串聯(lián)法使用電源變壓器時(shí)，參加串聯(lián)的各繞組的同名端必須正確連接，不能搞錯(cuò)。否則，變壓器不能正常工作。I.電源變壓器短路性故障的綜合檢測(cè)判別。電源變壓器發(fā)生短路性故障后的主要癥狀是發(fā)熱嚴(yán)重和次級(jí)繞組輸出電壓失常。通常，線圈內(nèi)部匝間短路點(diǎn)越多，短路電流就越大，而變壓器發(fā)熱就越嚴(yán)重。檢測(cè)判斷電源變壓器是否有短路性故障的簡單方法

8、是測(cè)量空載電流(測(cè)試方法前面已經(jīng)介紹)。存在短路故障的變壓器，其空載電流值將遠(yuǎn)大于滿載電流的10。當(dāng)短路嚴(yán)重時(shí)，變壓器在空載加電后幾十秒鐘之內(nèi)便會(huì)迅速發(fā)熱，用手觸摸鐵芯會(huì)有燙手的感覺。此時(shí)不用測(cè)量空載電流便可斷定變壓器有短路點(diǎn)存在。2022-2-5 9變壓器原理及使用國內(nèi)五大變壓器制造廠商為：國內(nèi)五大變壓器制造廠商為： 沈陽變壓器廠（2004年被特變電工股份有限公司兼并），西安變壓器廠，保定變壓器廠，特變電工股份有限公司，上海穩(wěn)博電器有限公司，國外有名的公司有西門子，ABB等。 2022-2-5 10變壓器原理及使用 六、變壓器絕緣等級(jí)的劃分六、變壓器絕緣等級(jí)的劃分干式變壓器的絕緣等級(jí)，并不是

9、絕緣強(qiáng)度的概念，而是允許的溫升的標(biāo)準(zhǔn)，即絕緣等級(jí)是指其所用絕緣材料的耐熱等級(jí)，分A、E、B、F、H級(jí)。絕緣的溫度等級(jí)分為 A級(jí) E級(jí) B級(jí) F級(jí) H級(jí)。各絕緣等級(jí)具體允許溫升標(biāo)準(zhǔn)如下：最高允許溫度（） 105 120 130 155 180 繞組溫升限值（K） 60 75 80 100 125 性能參考溫度（） 80 95 100 120 145 2022-2-5 11變壓器原理及使用 七、變壓器型號(hào)的含義七、變壓器型號(hào)的含義 變壓器型號(hào)：SG 9-20/0.8 220/480 SG -指三相干式變壓器； 9 -指設(shè)計(jì)序號(hào)； 20 -指額定容量（單位kVA）； 0.8 -指電壓等級(jí)（0.8表示

10、電壓低于800V）； 220 -指額定輸入電壓（單位V）； 480 -指額定輸出電壓（單位V）。2022-2-5 12變壓器原理及使用變壓器的型號(hào)通常由表示相數(shù)、冷卻方式、調(diào)壓方式、繞組線芯等材料的符號(hào)，以及變壓器容量、額定電壓、繞組連接方式組成。變壓器型號(hào)一般由字母和一串?dāng)?shù)字組成。變壓器型號(hào)前面的字母及其含義分別如下： D, S, J, L, Z, SC, SG, YD, JMB, BK(C), DDG D-單相 S-三相 J-油浸自冷 L-繞組為鋁線 Z-又載調(diào)壓 SC-三相環(huán)氧樹脂澆注 SG-三相干式自冷 YD-試驗(yàn)用單相變壓器 JMB-局部照明變壓器 BK(C) -控制變壓器（C為C型

11、鐵芯結(jié)構(gòu)） DDG-單相干式低壓大電流變壓器2022-2-5 13變壓器原理及使用 八、變壓器連接組的含義八、變壓器連接組的含義變壓器的連接組是指出變壓器高、低繞組的連接方式以及時(shí)鐘時(shí)序數(shù)表示的相對(duì)相位移的通用標(biāo)號(hào)。通常表示為： A、 B 、 CA表示高壓繞組的連接方式：D表示形連接，Y表示Y形連接，YN表示帶中線YN形連接B表示低壓繞組的連接方式：d表示形連接，y表示Y形連接，yn表示帶中線YN形連接C表示低壓繞組的電壓滯后于高壓繞組對(duì)應(yīng)電壓的相位角是30角的倍數(shù)值，即將高壓繞組某一線電壓相量視為時(shí)鐘的長針，始終指向12點(diǎn)位置，則低壓繞組對(duì)應(yīng)線電壓視為時(shí)鐘的短針，指到鐘上面的時(shí)數(shù)，用011表

12、示12種連接組別。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定三相變壓器的5種標(biāo)準(zhǔn)連接組是Y,yn0 、Y,d11 、YN,d11 、YN,y0 、Y,y0，其中前三種最常用。2022-2-5 14變壓器原理及使用 九、使用變壓器時(shí)的一些注意事項(xiàng)九、使用變壓器時(shí)的一些注意事項(xiàng)不能夠接入直流電：因?yàn)槿绻谧儔浩饕淮卫@組上接直流電，在穩(wěn)定情況下只能產(chǎn)生直流電流，在鐵心中只能產(chǎn)生恒定磁通，在一次側(cè)和二次側(cè)都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，二次繞組就不會(huì)有電壓輸出。如果變壓器一次繞組接上額定數(shù)值的直流電，變壓器一次繞組的直流電阻非常小，會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流，將變壓器燒毀。變壓器并聯(lián)運(yùn)行：互相并聯(lián)的變壓器，其額定電壓和變比應(yīng)相等，連接組別必須相同

13、，阻抗電壓應(yīng)相等2022-2-5 15變壓器原理及使用 十、十、SGMWSGMW車間中常用的變壓器車間中常用的變壓器 隔離變壓器的原理和普通變壓器的原理是一樣的。隔離變壓器的原理和普通變壓器的原理是一樣的。都是利用電磁感應(yīng)原理。隔離變壓器一般是指1：1的變壓器。由于次級(jí)不和地相連，次級(jí)任一根線與地之間沒有電位差。使用安全。常用作維修電源。隔離變壓器不全是1：1變壓器?？刂谱儔浩骱碗娮庸茉O(shè)備的電源也是隔離變壓器。如電子管擴(kuò)音機(jī)，電子管收音機(jī)和示波器和車床控制變壓器等電源都是隔離變壓器。如為了安全維修彩電常用1比1的離變壓器。隔離變壓器是使用比較多的，在空調(diào)中也是使用的。隔離變壓器按用用途分為兩類；一類是防止觸電事故發(fā)生而對(duì)電源進(jìn)行隔離的安