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變壓器的組成、原理、作用及分類你還傻傻搞不清！一文讓你搞懂

發(fā)布時(shí)間：2023年12月20日 | 文章來源：電力變壓器視界 | 瀏覽次數(shù)：2,124 | 訪問原文
變壓器是電力最有辨識(shí)度的設(shè)備，體積大、特征明顯、原理簡單但維護(hù)工作多，看起來比“電纜”有分量得多。在電網(wǎng)圖上，變壓器就像骨干節(jié)點(diǎn)，其他設(shè)備像是他的連線。本文介紹了變壓器的組成、原理、作用、分類理等。

No.01變壓器的原理

變壓器的轉(zhuǎn)換原理是利用電磁感應(yīng)來改變交流電壓。

圖01 | 變壓器原理

變壓器有兩組線圈。初級線圈和次級線圈。當(dāng)初級線圈通上交流電時(shí)，變壓器鐵芯產(chǎn)生交變磁場，次級線圈就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。變壓器的線圈的匝數(shù)比等于電壓比。

只要適當(dāng)改變繞組的匝數(shù)，就可以改變原副邊電動(dòng)勢之比以達(dá)到改變電壓的目的。

例如：初級線圈是500匝，次級線圈是250匝，初級通上220V交流電，次級電壓就是110V。

變壓器能降壓也能升壓。如果初級線圈比次級線圈圈數(shù)少就是升壓變壓器,可將低電壓升為高電壓。

No.02變壓器的組成

變壓器主要有鐵芯和繞組組成。

鐵芯是變壓器的磁路通道，繞組是變壓器的電路部分，由一定匝數(shù)的漆包線繞制而成。

圖02 | 變壓器結(jié)構(gòu)

與電源相連的，我們把它稱作初級繞組，也稱作是一次繞組。與負(fù)載相連的，我們把它稱作次級繞組，也稱作是二次繞組，或者是副邊繞組。

鐵芯結(jié)構(gòu)的基本形式，有心式和殼式。

圖03 | 心式結(jié)構(gòu)變壓器

心式結(jié)構(gòu)的變壓器鐵芯柱被繞組所包圍。簡單地說，就是繞組包圍著鐵芯，結(jié)構(gòu)比較簡單，裝配和絕緣比較容易，所以變壓器常常采用心式結(jié)構(gòu)。

圖04 | 殼式變壓器

殼式結(jié)構(gòu)則是鐵芯包圍著繞組。殼式結(jié)構(gòu)的變壓器，機(jī)械強(qiáng)度較高，露齒角，但是其制造工藝復(fù)雜，使用材料較多，通常只用于低壓大電流的變壓器或小容量的電源變壓器中。

No.03變壓器的作用

變壓器主要有變電壓、變電流和隔離等作用，其中：

變電壓：提高或降低電壓，將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓經(jīng)過升壓、輸送、降壓過程，將電壓變換成居民或工業(yè)使用的電壓等級。

變電流：改變電壓的同時(shí)改變電流的大小。

隔離：將用戶系統(tǒng)和供電系統(tǒng)進(jìn)行隔離，起到縮小事故范圍的作用。

在這里我們復(fù)習(xí)下電網(wǎng)的常見電壓等級：

圖05 | 電網(wǎng)的常見電壓等級

交流電壓等級中，通常將1kV及以下稱為低壓，1kV以上、35kV及以下稱為中壓，35kV以上、220kV以下稱為高壓，330kV及以上、1000kV以下稱為超高壓，1000kV及以上稱為特高壓。

直流電壓等級中，±800kV以下稱為高壓，±800kV及以上稱為特高壓。

No.04變壓器的型號

每個(gè)變壓器上面都會(huì)標(biāo)有型號，那么這些型號分別代表什么意思呢？

圖06 | 變壓器常見型號

如上圖所示，變壓器的編號依次為相數(shù)代號、絕緣代號、冷卻代號、調(diào)壓代號、繞組導(dǎo)線材質(zhì)、設(shè)計(jì)序號、額定容量和高壓繞組電壓等級等，每個(gè)編號上的字母都有特定的含義。

No.05變壓器的分類

圖07 | 變壓器的分類

 

No.01按變壓器的容量分類

小型變壓器：電壓在10KV以下、容量在1～500KVA。

圖08 | 小型變壓器

中小型變壓器：電壓在35kV及以下、容量在630～6300kVA。

大型變壓器：電壓在110kV及以下、容量在8000～63000kVA。

圖09 |特高壓變壓器

特大型變壓器：電壓在220kV及以上、容量在90000KVA稱為大型變壓器。

 

No.02按變壓器的用途分類

電力變壓器：用于輸配電系統(tǒng)的升壓、降壓、配電和聯(lián)絡(luò)，或?qū)ｉT用于發(fā)電廠、變電所自用變壓器。

圖10 |500KV 電力變壓器

儀用變壓器：如電壓互感器、電流互感器、用于測量儀表和繼電保護(hù)裝置。

電源變壓器：用于一般機(jī)械設(shè)備的控制電源、照明、指示之用。

圖11 | 電源變壓器

電子變壓器：用于開關(guān)電源、音頻、脈沖、阻抗匹配等電子電路中。

圖12 | 電子變壓器

試驗(yàn)變壓器：能產(chǎn)生高壓，對電氣設(shè)備進(jìn)行高壓試驗(yàn)。

特種變壓器：如電爐變壓器、整流變壓器、調(diào)壓變壓器等。

No.03按變壓器繞組的相數(shù)分類

單相變壓器：用于單相負(fù)荷和三相變壓器組。

圖13 | 單相變壓器

三相變壓器：用于三相系統(tǒng)的升、降電壓。

圖14 | 三相三繞組變壓器

多相變壓器：大多用于整流變壓器中。

No.04按變壓器冷卻形式分類

干式變壓器：依靠空氣對流進(jìn)行冷卻，一般用于局部照明、電子線路等小容量變壓器。

圖15 | 干壓式變壓器

油浸式變壓器：用變壓器油作為絕緣介質(zhì)和冷卻介質(zhì)的變壓器，鐵芯和線圈全部浸在絕緣油中。

下圖是以前農(nóng)村市場常見的大家伙，架空線路的桿上變，現(xiàn)在大多改箱式變了。安全好維護(hù)，但散熱會(huì)差些。

圖16 | 油浸式變壓器

No.05按變壓器繞組聯(lián)接形式分類

雙繞組變壓器：用于連接電力系統(tǒng)中的兩個(gè)電壓等級。

三繞組變壓器：一般用于電力系統(tǒng)區(qū)域變電站中，連接三個(gè)電壓等級。

自耦變壓器：初級、次級繞組組合為一個(gè)，用于連接不同電壓的電力系統(tǒng)。也可做為普通的升壓或降后變壓器用。

圖17 | 三相自耦變壓器

多繞組變壓器：分裂變壓器，變壓器低壓繞組分裂為兩或三部分，在電氣上互不連接。

圖18 | 多繞組電源變壓器

No.06按變壓器鐵芯形式分類

芯式變壓器：如口型插片變壓器、C型變壓器、R型變壓器。

環(huán)形變壓器：如接觸式調(diào)壓器等。

圖19 | 環(huán)形變壓器

非晶合金變壓器：也叫節(jié)能變壓器，非晶合金鐵芯變壓器是用新型導(dǎo)磁材料，空載電流下降約80%，耐溫性能好，是目前節(jié)能效果較理想的配電變壓器，特別適用于農(nóng)村電網(wǎng)和發(fā)展中地區(qū)等負(fù)載率較低的地方。

圖20 | 非晶合金變壓器

殼式變壓器：用于大電流的特殊變壓器，如電爐變壓器、電焊變壓器；或用于電子儀器及電視、收音機(jī)等的電源變壓器。

No.07按變壓器工作頻率分類

工頻變壓器：其工作頻率在50Hz或60Hz。

中頻變壓器：其工作頻率在400～1000Hz。

音頻變壓器：其工作頻率在20Hz～20kHz。

圖21 | 音頻變壓器

超音頻變壓器：其工作頻率在20kHz以上，一般不超過100kHz。

高頻變壓器：其工作頻率在20Hz～100kHz以上的變壓器。

圖22 | 高頻變壓器

No.08按變壓器防潮方式分類

開放式變壓器：油枕通連管和吸濕器與大氣直接相通，這樣油枕里的油與空氣接觸，油易被氧化，而且空氣中的水份也容易進(jìn)入到變壓器的油中，所以一般只用在低電壓等級的變壓器中，如10KV和部分35KV的變壓器。

密封式變壓器：一種能避免變壓器內(nèi)部物質(zhì)與外部大氣之間相互交換的非呼吸式變壓器。

圖23?| 全密封油浸式變壓器

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