网上科普有关“什么是变位器?”话题很是火热,小编也是针对什么是变位器?寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。
变压器:
升压变压器一、二次侧(低、高压侧)一般来讲没有电的联系,是通过电磁耦合升压,简单说来,是把一次侧的电能先转化为磁能,再将磁能转化为二次侧的电能,发电机发出的电能电压是一定的,但通过变压器可以变为其他的电压等级。比如说,发电机机端电压为13.8kV,可以根据需要,通过变压器转化为35kV、110kV、220kV等多种电压往外输送。
滑动变阻器实际是实验室里的一个设备,是利用串联电阻分压的原理制成的,在大电流高电压大容量的电力系统中,它根本承担不起这么大的容量,二来他只能调节电压,不能升压。比如,发电机机端电压为13.8kV,那么滑动变阻器最大的变压范围就是0—13.8kV。不能把电压提高到更高的水平
一.变压器的工作原理
变压器---利用电磁感应原理,从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件
1.变压器 ---- 静止的电磁装置
变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能
电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。
变压器原理图(图3.1.2)
与电源相连的线圈,接收交流电能,称为一次绕组
与负载相连的线圈,送出交流电能,称为二次绕组
设
一次绕组的 二次绕组的
电压相量 U1 电压相量 U2
电流相量 I1 电流相量 I2
电动势相量 E1 电动势相量 E2
匝数 N1 匝数 N2
同时交链一次,二次绕组的磁通量的相量为 φm ,该磁通量称为主磁通
请注意 图3.1.2 各物理量的参考方向确定。
2.理想变压器
不计一次、二次绕组的电阻和铁耗,
其间耦合系数 K=1 的变压器称之为理想变压器
描述理想变压器的电动势平衡方程式为
e1(t) = -N1 d φ/dt
e2(t) = -N2 d φ/dt
若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化,
则有
不计铁心损失,根据能量守恒原理可得
由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系
令 K=N1/N2,称为匝比(亦称电压比),则
二.变压器的结构简介
1.铁心
铁心是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高,厚度为 0.35 或 0.5 mm,
表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成
铁心分为铁心柱和铁轭俩部分,铁心柱套有绕组;铁轭闭合磁路之用
铁心结构的基本形式有心式和壳式两种
心式变压器结构示意图(图3.1.6)
2.绕组
绕组是变压器的电路部分,
它是用纸包的绝缘扁线或圆线绕成
变压器的基本原理是电磁感应原理,现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理(如上图):当一次侧绕组上加上电压?1时,流过电流?1,在铁芯中就产生交变磁通?1,这些磁通称为主磁通,在它作用下,两侧绕组分别感应电势?1,?2,感应电势公式为:E=4.44fN?m
式中:E--感应电势有效值
f--频率
N--匝数
m--主磁通最大值由于二次绕组与一次绕组匝数不同,感应电势E1和E2大小也不同,当略去内阻抗压降后,电压?1和?2大小也就不同。
当变压器二次侧空载时,一次侧仅流过主磁通的电流(?0),这个电流称为激磁电流。当二次侧加负载流过负载电流?2时,也在铁芯中产生磁通,力图改变主磁通,但一次电压不变时,主磁通是不变的,一次侧就要流过两部分电流,一部分为激磁电流?0,一部分为用来平衡?2,所以这部分电流随着?2变化而变化。当电流乘以匝数时,就是磁势。
上述的平衡作用实质上是磁势平衡作用,变压器就是通过磁势平衡作用实现了一、二次侧的能量传递。
变压器工作原理动画演示
三、变压器的类型
变压器是一种静止电机,它可以将一种电压的电能转换为另一种电压的电能。
一、变压器分类及用途
电力变压器:电力系统传输电能的升压变压器/降压变压器/配电变压器等。
问题5-1 远距离输电为什么必须采用高压输电?
电炉变压器(专用)
给电炉(如炼钢炉)供电。
电焊变压器(专用)
给电焊机供电。
整流变压器(专用):
给直流电力机车供电。
仪用变压器:用在测量设备中。
电子变压器:用在电子线路中。
二、变压器的工作原理
(1)原理图
一个铁心:提供磁通的闭合路径。
两个绕组:1次侧绕组(原边)N1,2次侧绕组(副边)N2。
(2)工作原理
当1次绕组接交流电压后,电流i0,该电流在铁心中产生一个交变的主磁通Φ。
Ф在两个绕组中分别产生感应电势e1和e2
e1=-N1dФ/dt?e2=-N2dФ/dt
如果略去绕组电阻和漏抗压降,则
u1/u2≈(-e1)/(-e2)=N1/N2?
u1/u2≈(-e1)/(-e2)=N1/N2=k, k定义为变压器的变比。
5-2 变压器的类型和结构
1、类型
除了按以上用途分类外,变压器还可以按相数/绕组数目/铁心形式/冷却方式等特征分类。
按相数分:单相/三相/多相等
按绕组数:双绕组/自耦/三绕组/多绕组
铁心形式:心式/壳式
冷却方式:干式/油浸式等
2、结构(电力变压器)
变压器主要部件是绕组和铁心(器身)。
绕组是变压器的电路,铁心是变压器的磁路。二者构成变压器的核心即电磁部分。
除了电磁部分,还有油箱/冷却装置/绝缘套管/调压和保护装置等部件。
(1)铁心
型式:心式(结构简单工艺简单应用广泛)/壳式(用在小容量变压器和电炉变压器)。
材料:一般由0.35mm/0.5mm冷轧(也用热轧)硅钢片叠成。
铁心交叠:相邻层按不同方式交错叠放,将接缝错开。偶数层刚好压着奇数层的接缝,从而减少了磁阻,便于磁通流通。
铁心柱截面形状:小型变压器做成方形或者矩形;大型变压器做成阶梯形。容量大则级数多。叠片间留有间隙作为油道(纵向/横向)。(纵向油道见课本图5.13)
(2)绕组
一般用绝缘扁铜线或圆铜线在绕线模上绕制而成。
绕组套装在变压器铁心柱上,低压绕组在内层,高压绕组套装在低压绕组外层,以便于绝缘。
(3)油/油箱/冷却/安全装置
器身装在油箱内,油箱内充满变压器油。
变压器油是一种矿物油,具有很好的绝缘性能。变压器油起两个作用:①在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间起绝缘作用。②变压器油受热后产生对流,对变压器铁心和绕组起散热作用。
油箱有许多散热油管,以增大散热面积。
为了加快散热,有的大型变压器采用内部油泵强迫油循环,外部用变压器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱。这些都是变压器的冷却装置。
1油箱/2储油柜/3气体继电器/4为安全气道。
变压器运行时产生热量,使变压器油膨胀,并流进储油柜中。
储油柜使变压器油与空气接触面变小,减缓了变压器油的氧化和吸收空气水分的速度。从而减缓了油的变质。
故障时,热量会使变压器油汽化,触动气体继电器发出报警信号或切断电源。
如果是严重事故,变压器油大量汽化,油气冲破安全气道管口的密封玻璃,冲出变压器油箱,避免油箱爆裂。
5-3 变压器的额定值
(1)额定电压U1N/U2N
单位为V或者kV。U1N为正常运行时1次侧应加的电压。U2N为1次侧加额定电压、2次侧处于空载状态时的电压。
三相变压器中,额定电压指的是线电压。
(2)额定容量SN
单位为VA/kVA/MVA
SN为变压器的视在功率。通常把变压器1、2次侧的额定容量设计为相同。
(3)额定电流I1N/I2N
单位为A/kA。是变压器正常运行时所能承担的电流,在三相变压器中均代表线电流。
对单相:I1N=SN/U1N I2N=SN/U2N
对三相:
I1N=SN/[sqrt(3)U1N]
I2N=SN/[sqrt(3)U2N]
(3)额定频率fN
单位为Hz,fN=50Hz
此外,铭牌上还会给出三相联接组以及相数m/阻抗电压Uk/型号/运行方式/冷却方式/重量等数据
变电站、变电所、变压器的区别,在多少规模大的情况下可以布置他们?
开关电源变压器是加入了开关管的电源变压器,在电路中除了普通变压器的电压变换功能,还兼具绝缘隔离与功率传送功能一般用在开关电源等涉及高频电路的场合。让我们来学习开关电源变压器的设计。
一、?开关电源变压器设计
常见开关电源变压器的设计有以下四种:
电源变压器与一般的器件一样,应急工作时可以将其多个变压器在一定条件下进行串并联使用,如市售的电源变压器是完全可以满足要求。变压器功率满足要求时,而没有合适的电压,可以将两个或多个变压器串联使用;在电压满足的条件下,而变压器功率不够时,又可以将两个或多个变压器并联使用,以满足电路供电要求。电源变压器是由电感线圈构成的,所以完全遵循电感器的运算规则,即可把电源变压器初级串联,也可在输出的次级串联……现将四种情况分别介绍如下。
1.电源变压器的初级串联。在变压器计算式中有一个常数N称为匝数比,它是初级匝数与次级匝数之比,初次级电压比关系为N,而初次级电流比关系为1/N。例如:两个初级为220V,次级为18V的变压器,N为13,如果将两个变压器的初级串联,则在单个次级上输出电压将降到9V以下。而这种情况是在单个变压器的次级电压高于成倍用电器电源使用情况下,可以将两个或多个变压器初级串联使用。而如再将两个次级串联就没有多大使用价值了。在此情况下,只要保证单个变压器的功率要求,则次级输出电压不一定相同,它的输出电压计算为:V单=(V1次+V2次+……Vn次)/Vn。
2.电源变压器的次级串联。?电源变压器的次级串联是在单个功率满足情况下,而次级输出电压不满足时将两个或多个变压器的组合。如两个变压器的初级输入为220V,次级输出为18V时,如要给负载供33V电压,则可以将两个变压器的次级串联起来应用。电源变压器的次级串联也是很容易的,不同的次级输出只要保证单个变压器功率的条件下也是可以将其次级串联应用的。在理想状况下多个变压器的初级输入电压相同时,总输出计算式为:V总=V初单/(V1次+V2次+……Vn次)。
3.变压器的初级并联。这种情况是我们生活中常见的实例,多个不同供电的老式彩电中的遥控变压器和主变压器(电源开关变压器)均属于变压器初级的并联。
4.变压器的次级并联。电源变压器的次级并联是在单个变压器次级输出电压相同而单个功率不能满足的情况下的应用。其应用是将多个变压器的次级电流叠加,以满足负载的功率需要。电源变压器的次级并联,可使输出功率为多个变压器功率之和。电源变压器的串并联应用是不分线性电源电路和电路的。在以前的线性电源电路中,次级串联的应用实例更多些,比如电视机中的行逆程变压器,就是运用了变压器次级的串联。现在的大功率开关电源中,次级并联的应用要多些,如上百瓦的开关电源中常将变压器的次级并联,以增大功率。电源变压器的串并联应用时要注意以下几点:
(1)电源变压器在串并联时要注意变压器的同名端,串联应用时要顺串而不能反串,并联使用时要同名端与同名端相并,否则就会烧毁变压器。
(2)以上计算只是理想算法,而实际上在它们串并联后的单个变压器损耗是非常大的。每个电源变压器的次级输出电压会比上式计算结果低的。
(3)不同次级输出,如要并联使用,最好在稳压后进行,且并联电压是取变压器输出中最低的电压值。次级串联应用时,可以是次级直接串联,也可以在稳压后再串联。
(4)电源电路中的共地是必须的。只有在一个参考点的条件下才能进行电位比较和电压计算。
二、?开关电源变压器型号
种类及特点一般常用电源变压器的分类可归纳如下:
1、按相数分:
(1)单相电源变压器:用于单相负荷和三相电源变压器组。
(2)三相电源变压器:用于三相系统的升、降电压。
2、按冷却方式分:
(1)干式电源变压器:依靠空气对流进行冷却,一般用于局部照明、电子线路等小容量电源变压器。
(2)油浸式电源变压器:依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。
3、按用途分:
(1)电力变压器:用于输配电系统的升、降电压。
(2)仪用变压器:如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置。
(3)试验变压器:能产生高压,对电气设备进行高压试验。
(4)特种变压器:如电炉变压器、整流变压器、调整变压器等。
4、按绕组形式分:
(1)双绕组变压器:用于连接电力系统中的两个电压等级。
(2)三绕组变压器:一般用于电力系统区域变电站中,连接三个电压等级。
(3)自耦变电器:用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。
5、按铁芯形式分:
(1)芯式变压器:用于高压的电力变压器。
(2)非晶合金变压器:非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料,空载电流下降约80%,是目前节能效果较理想的配电变?压器,特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低的地方。
(3)壳式变压器:用于大电流的特殊变压器,如电炉变压器、电焊变压器;或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。
通过以上对开关电源变压器的设计及型号的介绍,让我们认识到我们家中的电器是用的何种变压器了吧。
它们的区别只有一点就是装置场所不同:
1、变电站是指电力系统中对电压和电流进行变换,接受电能及分配电能的场所。在发电厂内的变电站是升压变电站,其作用是将发电机发出的电能升压后馈送到高压电网中。
2、变压器(Transformer)是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有:电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。
3、变电所(substation),顾名思义,就是改变电压的场所。是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。
为保证电能的质量以及设备的安全,在变电所中还需进行电压调整、潮流(电力系统中各节点和支路中的电压、电流和功率的流向及分布)控制以及输配电线路和主要电工设备的保护。
具体规模要看布置需求,没有硬性规定。
扩展资料:
一、变电所设置基本要求
①根据电力网规划明确变电所的类型和作用,以及远期和近期建设规模(包括线路回路数和变压器容量),使变电所的建设能起到加强电力网的作用和满足供电的需要。
②变电所的建设要求少占土地,不占或少占耕地,并尽量利用荒地。在配电装置布置和变电所总平面布置上, 都要采取少占土地的措施。
③根据变电所的类型、建设规模和在电力网中的作用确定电气主接线,以提高供电可靠性,并要尽量采用简单的电气主接线,以降低建设费用和运行费用。
④变电所中的设施须能满足运行安全和检修方便的要求,凡容易发生误操作的电气设备均需装设闭锁装置,以保证人员和设备的安全。
二、变电站分类
(1)一类变电站。是指交流特高压站,核电、大型能源基地(300万kw及以上)外送及跨大区(华北、华中、华东、东北、西北)联络750/500/330kV变电站。
(2)二类变电站。是指除一类变电站以外的其他,750/500/330kV变电站,电厂外送变电站(100万kW及以上、300万kW以下)及跨省联络220kV变电站,主变压器或母线停运、开关拒动造成四级及以上电网事件的变电站。
(3)三类变电站。是指除二类以外的220kV变电站,电厂外送变电站(30万kW及以上、100万kW以下),主变压器或母线停运、开关拒动造成五级电网事件的变电站,为一级及以上重要用户直接供电的变电站。
(4)四类变电站。是指除一、二、三类以外的35kV及以上变电站。
百度百科-变电所
百度百科-变压器
百度百科-变电站
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