變壓器原理及使用

變壓器原理及使用負責部門:VMD最后更新時間:2011年10月開發(fā)人：版本號變壓器原理及使用一、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。單相變壓器空載運行時，一次繞組中通過空載勵磁電流I0，在鐵心中激起交變磁通Φ，在一次、二次繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E1、E2。單相變壓器負載運行時，只要一次電壓U1一定，則鐵心中主磁通最大值Φm就基本一定，當二次電流I2增大時，一次電流I1也隨之增大，以維持Φm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：U1/U2=N1/N2=I2/I12023/2/52變壓器原理及使用二、變壓器的額定值

①額定電壓UN1/UN2——由制造廠所規(guī)定的變壓器在空載時額定分接頭上的電壓保證值。單位為V或kV。當變壓器初級側(cè)在額定分接頭處接有額定電壓U1N，次級側(cè)空載電壓即為次級側(cè)額定電壓UN2。對于三相變壓器而言，銘牌上的額定電壓是指線電壓②額定容量SN——制造廠所規(guī)定的在額定條件下使用時輸出能力的保證值。單位為VA或kVA。對于三相變壓器而言是指三相的總?cè)萘俊曉诠β?。③額定電流IN1/IN2——額定容量除以各繞組的額定電壓所計算出來的線電流值。單位用A或kA。2023/2/53變壓器原理及使用三、變壓器的結(jié)構(gòu)簡介①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0.35mm\0.3mm\0.27mm，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。②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，接負載的一側(cè)叫二次繞組。③其他附件2023/2/54變壓器原理及使用四、檢測絕緣性能(1)初級繞組與次級繞組之間的電阻值；(2)初級繞組與外殼之間的電阻值；(3)次級繞組與外殼之間的電阻值。上述測試結(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，但大于零2023/2/55變壓器原理及使用五、變壓器的檢測A、通過觀察變壓器的外貌來檢查其是否有明顯異?，F(xiàn)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，硅鋼片有無銹蝕，繞組線圈是否有外露等。B、絕緣性測試。用萬用表R×10k擋分別測量鐵芯與初級，初級與各次級、鐵芯與各次級、靜電屏蔽層與衩次級、次級各繞組間的電阻值，萬用表指針均應(yīng)指在無窮大位置不動。否則，說明變壓器絕緣性能不良。C、線圈通斷的檢測。將萬用表置于R×1擋，測試中，若某個繞組的電阻值為無窮大，則說明此繞組有斷路性故障。D、判別初、次級線圈。電源變壓器初級引腳和次級引腳一般都是分別從兩側(cè)引出的，并且初級繞組多標有220V字樣，次級繞組則標出額定電壓值，如15V、24V、35V等。再根據(jù)這些標記進行識別。

2023/2/56變壓器原理及使用E、空載電流的檢測。

(1)直接測量法。將次級所有繞組全部開路，把萬用表置于交流電流擋(500mA，串入初級繞組。當初級繞組的插頭插入220V交流市電時，萬用表所指示的便是空載電流值。此值不應(yīng)大于變壓器滿載電流的10％～20％。一般常見電子設(shè)備電源變壓器的正?？蛰d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)間接測量法。在變壓器的初級繞組中串聯(lián)一個10/5W的電阻，次級仍全部空載。把萬用表撥至交流電壓擋。加電后，用兩表筆測出電阻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、空載電壓的檢測。

將電源變壓器的初級接220V市電，用萬用表交流電壓接依次測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稱繞組的電壓差應(yīng)≤±2％。2023/2/57變壓器原理及使用G、溫升檢測。一般小功率電源變壓器允許溫升為40℃～50℃，如果所用絕緣材料質(zhì)量較好，允許溫升還可提高。H、檢測判別各繞組的同名端。

在使用電源變壓器時，有時為了得到所需的次級電壓，可將兩個或多個次級繞組串聯(lián)起來使用。采用串聯(lián)法使用電源變壓器時，參加串聯(lián)的各繞組的同名端必須正確連接，不能搞錯。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)熱嚴重和次級繞組輸出電壓失常。通常，線圈內(nèi)部匝間短路點越多，短路電流就越大，而變壓器發(fā)熱就越嚴重。檢測判斷電源變壓器是否有短路性故障的簡單方法是測量空載電流(測試方法前面已經(jīng)介紹)。存在短路故障的變壓器，其空載電流值將遠大于滿載電流的10％。當短路嚴重時，變壓器在空載加電后幾十秒鐘之內(nèi)便會迅速發(fā)熱，用手觸摸鐵芯會有燙手的感覺。此時不用測量空載電流便可斷定變壓器有短路點存在。2023/2/58變壓器原理及使用

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。

2023/2/59變壓器原理及使用六、變壓器絕緣等級的劃分干式變壓器的絕緣等級，并不是絕緣強度的概念，而是允許的溫升的標準，即絕緣等級是指其所用絕緣材料的耐熱等級，分A、E、B、F、H級。絕緣的溫度等級分為A級E級B級F級H級。各絕緣等級具體允許溫升標準如下：最高允許溫度（℃）105120130155180繞組溫升限值（K）607580100125性能參考溫度（℃）80951001201452023/2/510變壓器原理及使用七、變壓器型號的含義變壓器型號：SG9-20/0.8220/480

SG

-指三相干式變壓器；

9

-指設(shè)計序號；

20

-指額定容量（單位kVA）；

0.8-指電壓等級（0.8表示電壓低于800V）；

220-指額定輸入電壓（單位V）；

480-指額定輸出電壓（單位V）。2023/2/511變壓器原理及使用變壓器的型號通常由表示相數(shù)、冷卻方式、調(diào)壓方式、繞組線芯等材料的符號，以及變壓器容量、額定電壓、繞組連接方式組成。變壓器型號一般由字母和一串數(shù)字組成。變壓器型號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型鐵芯結(jié)構(gòu)）DDG-單相干式低壓大電流變壓器2023/2/512變壓器原理及使用八、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鐘時序數(shù)表示的相對相位移的通用標號。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鐘的長針，始終指向12點位置，則低壓繞組對應(yīng)線電壓視為時鐘的短針，指到鐘上面的時數(shù)，用0~11表示12種連接組別。國家標準規(guī)定三相變壓器的5種標準連接組是Y,yn0、Y,d11、YN,d11、YN,y0、Y,y0，其中前三種最常用。2023/2/513變壓器原理及使用九、使用變壓器時的一些注意事項不能夠接入直流電：因為如果在變壓器一次繞組上接直流電，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)都不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，二次繞組就不會有電壓輸出。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，會產(chǎn)生很大的短路電流，將變壓器燒毀。變壓器并聯(lián)運行：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，阻抗電壓應(yīng)相等2023/2/514變壓器原理及使用十、SGMW車間中常用的變壓器①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。由于次級不和地相連，次級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。控制變壓器和電子管設(shè)備的電源也是隔離變壓器。如電子管擴音機，電子管收音機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