變壓器的原理與應(yīng)

1、變壓器的原理與應(yīng)用變壓器原理簡介 變壓器主要應(yīng)用電磁感應(yīng)原理來工作。具體是：當變壓器一次側(cè)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(chǎn)生交變磁通，使一次繞組和二次繞組發(fā)生電磁聯(lián)系，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，交變磁通穿過這兩個繞組就會感應(yīng)出電動勢，其大小與繞組匝數(shù)以及主磁通的最大值成正比，繞組匝數(shù)多的一側(cè)電壓高，繞組匝數(shù)少的一側(cè)電壓低，當變壓器二次側(cè)開路，即變壓器空載時，一二次端電壓與一二次繞組匝數(shù)成正比，即U1/U2=N1/N2,但初級與次級頻率保持一致，從而實現(xiàn)電壓的變化。變壓器的分類 按冷卻方式分類：干式（自冷）變壓器、油浸（自冷）變壓器、氟化物（蒸發(fā)冷卻）變壓器。 按防潮方式

2、分類：開放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。 按鐵芯或線圈結(jié)構(gòu)分類：芯式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、殼式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、環(huán)型變壓器、金屬箔變壓器。 按電源相數(shù)分類：單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。 按用途分類：電源變壓器、調(diào)壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈沖變壓器。 工作頻率工作頻率變壓器工作過程詳解開關(guān)變壓器一般都是工作于開關(guān)狀態(tài);當輸入電壓為直流脈沖電壓時，稱為單極性脈沖輸入，如單激式變壓器開關(guān)電源;當輸入電壓為交流脈沖電壓時，稱為雙極性脈沖輸入，如雙激式變壓器開關(guān)電源;因此，開關(guān)變壓器也可以稱為脈沖變壓器，因為其輸入電壓是一

3、序列脈沖;不過要真正較量起來的時候，開關(guān)變壓器與脈沖變壓器在工作原理上還是有區(qū)別的，因為開關(guān)變壓器還分正、反激輸出，這一點后面還將詳細說明。設(shè)開關(guān)變壓器鐵芯的截面為S，當幅度為U、寬度為的矩形脈沖電壓施加到開關(guān)變壓器的初級線圈上時，在開關(guān)變壓器的初級線圈中就有勵磁電流流過;同時，在開關(guān)變壓器的鐵芯中就會產(chǎn)生磁場，變壓器的鐵芯就會被磁化，在磁場強度為H的磁場作用下又會產(chǎn)生磁通密度為B的磁力線通量，簡稱磁通，用“”表示;磁通密度B或磁通 受磁場強度H的作用而發(fā)生變化的過程，稱為磁化過程。所謂的勵磁電流，就是讓變壓器鐵芯充磁和消磁的電流。磁路及磁路的四個基本物理量 1、防止變壓器過載運行：如果長期過

4、載運行，會引起線圈發(fā)熱，使絕緣逐漸老化，造成匣間短路、相間短路或?qū)Φ囟搪芳坝偷姆纸猓?2、防止變壓器鐵芯絕緣老化損壞：鐵芯絕緣老化或夾緊螺栓套管損壞，會使鐵芯產(chǎn)生很大的渦流，引起鐵芯長期發(fā)熱造成絕緣老化； 3、防止檢修不慎破壞絕緣：變壓器檢修吊芯時，應(yīng)注意保護線圈或絕緣套管，如果發(fā)現(xiàn)有擦破損傷，應(yīng)及時處理。 變壓器的運行與維護變壓器的相關(guān)參數(shù)變壓器兩組線圈圈數(shù)分別為N1和N2，N1為初級，N2為次級。在初級線圈上加一交流電壓，在次級線圈兩端就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢.當N2N1時，其感應(yīng)電動勢要比初級所加的電壓還要高，這種變壓器稱為升壓變壓器：當N2U1/U2=N1/N2 式中n稱為電壓比（圈數(shù)比），

5、當nN2，U1U2，該變壓器為降壓變壓器。反之則為升壓變壓器. 另有電流之比I1/I2=N2/N1 電功率P1=P2 注意：上面的式子，只在理想變壓器只有一個副線圈時成立。當有兩個副線圈時，P1=P2+P3，U1/N1=U2/N2=U3/N3，電流則須利用電功率的關(guān)系式去求，有多個時，依此類推。 效率效率 在額定功率時，變壓器的輸出功率和輸入功率的比值，叫做變壓器的效率，即： =(P2P1)x100% 式中，為變壓器的效率；P1為輸入功率，P2為輸出功率。當變壓器的輸出功率P2等于輸入功率P1時，效率等于100%，變壓器將不產(chǎn)生任何損耗。但實際上這種變壓器是沒有的。變壓器傳輸電能時總要產(chǎn)生損耗

6、，這種損耗主要有銅損和鐵損。 銅損是指變壓器線圈電阻所引起的損耗.當電流通過線圈電阻發(fā)熱時，一部分電能就轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏鴵p耗。由于線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成，因此稱為銅損。 變壓器的鐵損包括兩個方面：一是磁滯損耗，當交流電流通變壓器時，通過變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變化，使得硅鋼片內(nèi)部分子相互摩擦，放出熱能，從而損耗了一部分電能，這便是磁滯損耗。另一是渦流損耗，當變壓器工作時，鐵芯中有磁力線穿過，在與磁力線垂直的平面上就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于此電流自成閉合回路形成環(huán)流，且成旋渦狀，故稱為渦流。渦流的存在使鐵芯發(fā)熱，消耗能量，這種損耗稱為渦流損耗。 變壓器的效率與變壓器的功率等級有密切

7、關(guān)系，通常功率越大，損耗與輸出功率就越小，效率也就越高。反之，功率越小，效率也就越低。 繞制材料要繞制一個變壓器我們必須對與變壓器有關(guān)的材料要有一定的認識，為此這里我就介紹一下這方面的知識。 1、鐵芯材料、鐵芯材料 變壓器使用的鐵芯材料是鐵片中加入硅能降低鋼片的導電性，增加電阻率，它可減少渦流，使其損耗減少。我們通常稱為加了硅的鋼片為硅鋼片，變壓器的質(zhì)量所用的硅鋼片的質(zhì)量有很大的關(guān)系，硅鋼片的質(zhì)量通常用磁密度B來表示，一般黑鐵片的B值為6000-8000、低硅片為9000-11000，高硅片為12000-16000。 2、繞制變壓器通常用的材料、繞制變壓器通常用的材料 漆包線，紗包線，絲包線紙

8、包線，最常用的漆包線。對于導線的要求，是導電性能好，絕緣漆層有足夠耐熱性能，并且要有一定的耐腐蝕能力。一般情況下最好用QZ型號的高強度的聚脂漆包線。 3、絕緣材料、絕緣材料 在繞制變壓器中，線圈框架層間的隔離、繞阻間的隔離，均要使用絕緣材料，一般的變壓器框架材料可用酚醛紙板制作，環(huán)氧板，或紙板。層間可用聚脂薄膜，電話紙，6520復合紙等作隔離，繞阻間可用黃臘布，或亞胺膜作隔離。 4、浸漬材料、浸漬材料 變壓器繞制好后，還要過最后一道工序，就是浸漬絕緣漆，它能增強變壓器的機械強度、提高絕緣性能、延長使用壽命，一般情況下，可采用甲酚清漆作為浸漬材料 或1032絕緣漆，樹脂漆。 變壓器存在的隱患、根據(jù)目前城農(nóng)網(wǎng)的普遍特點，負載率在大多數(shù)時間內(nèi)為，但在高峰時，會經(jīng)常超負荷運行。一方面，有很多不確定因素，例如，夏天持續(xù)高溫，空調(diào)負荷猛增，農(nóng)忙或抗旱期間，農(nóng)網(wǎng)負荷驟增，都有可能使配變短時過載；另一方面，高速發(fā)展的經(jīng)濟增長帶來工業(yè)和居民用電需求的增長速度超過電網(wǎng)的建設(shè)速度，過載現(xiàn)象一時難以避免。 、配變雖有報警和保護裝置，但即使報警或跳閘后也無法在短時間內(nèi)更換變壓器，結(jié)果造成配變持續(xù)超負荷以致燒毀。 、過載配變的最大隱患是可能發(fā)生火災，并且在燃燒時產(chǎn)生有害氣體。 、隨著兩網(wǎng)改造和電網(wǎng)不斷發(fā)展，配電變壓器用量劇增，配變使用壽命期后的環(huán)保、回收問題，將成為一個嚴峻課題。 、箱變在城市供用