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變壓器的原理是什麽?有人能簡單解釋壹下嗎?

在電氣設備和無線電路中,[2]變壓器常用於升壓、阻抗匹配、安全隔離等。在發生器中,無論線圈運動通過磁場還是固定線圈,都可以在線圈中感應出電勢。在這兩種情況下,磁通量的值保持不變,但與線圈相交的鏈中磁通量的量發生了變化,這就是互感原理。變壓器是利用電磁互感來變換電壓、電流和阻抗的裝置。

變壓器變壓器最基本的形式是由兩組用導線纏繞的線圈組成,它們以感應的方式相互組合在壹起。當壹組線圈中流過交流電流(已知頻率)時,另壹組線圈中會感應出相同頻率的交流電壓,感應電壓取決於兩個線圈之間的耦合程度和磁交聯程度。

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壹般來說,與交流電源相連的線圈稱為初級線圈;這個線圈兩端的電壓稱為初級電壓。次級線圈中的感應電壓可以大於或小於初級電壓,這由初級線圈和次級線圈之間的匝數比決定。因此,變壓器分為升壓變壓器和降壓變壓器。

大多數變壓器都有壹個固定的鐵芯,鐵芯上纏繞著初級和次級線圈。基於鐵的高磁導率,大部分磁通量被約束在鐵芯中,因此兩組線圈可以獲得相當高程度的磁耦合。在某些變壓器中,線圈與鐵芯緊密結合,壹次電壓與二次電壓之比與線圈匝數比幾乎相同。因此,變壓器的匝數比壹般可以作為變壓器升壓或降壓的參考指標。由於這種升壓和降壓功能,變壓器已成為現代電力系統的重要附件之壹。提高輸電電壓可以使長距離輸電更加經濟。至於降壓變壓器,使電源的應用更加多樣化。可以說,沒有變壓器,現代工業就達不到現狀。

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變壓器也用於實驗,稱為測試變壓器。它們可分為充氣式、油浸式和幹式試驗變壓器。是發電廠、供電局、科研單位進行交流耐壓試驗的基本試驗設備。它們通過了國家質量監督局的標準,用於各種電氣產品、電氣元件和絕緣材料在規定電壓下的絕緣強度試驗。

運行維護

1.防止變壓器過負荷運行:長期過負荷會造成線圈發熱,使絕緣逐漸老化,引起箱間短路、相間短路或對地短路及油的分解;

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筒損壞,會使鐵芯產生大量渦流,造成鐵芯長期發熱引起絕緣老化;

3.防止維護損壞絕緣:變壓器在檢修吊芯時,應註意保護線圈或絕緣套管,如發現有劃傷應及時處理。

雙組分結構

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變壓器部件包括本體(鐵芯、繞組、絕緣、引線)、變壓器油、油箱、冷卻裝置、調壓裝置、保護裝置(吸濕器、安全氣道、氣體繼電器、儲油箱、測溫裝置等。)和出口套管。

1,鐵芯

鐵芯是變壓器中的主要磁路。通常由高矽含量、厚度分別為0.35 mm\0.3mm\0.27 mm的熱軋或冷軋矽鋼片制成,塗絕緣漆。

鐵芯分為鐵芯柱和橫梁兩部分,鐵芯柱上套有繞組;橫向件用於閉合磁路。

鐵芯結構有兩種基本形式:芯式和殼式。

2.彎曲的

繞組是變壓器的電路部分,由雙線絕緣扁線或漆包圓線制成。

變壓器的組成

變壓器通常包括:

兩個或多個線圈:輸入交流電,輸出感應電流。

壹圈金屬芯:它把相互的磁場與線圈耦合起來。

變壓器壹般在低頻下運行,導線繞在鐵芯上成繞組。雖然鐵芯會造成壹些能量損失,但有助於將磁場約束在變壓器內部,提高效率。?電力變壓器按鐵芯和繞組的結構,按磁通的分支數分為鐵心結構和外殼結構(三相變壓器有3、4或5個分支)。他們的表現不壹樣。

變壓器鐵芯

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薄鋼芯

變壓器通常使用矽鋼制成的鐵芯作為主磁路。這可以使線圈中的磁場更加集中,變壓器更加緊湊。電力變壓器的鐵芯必須設計成防止磁路飽和,有時需要在磁路中設計壹些氣隙來降低飽和。實際的變壓器鐵芯由非常薄的高電阻矽鋼片制成。這樣可以減少每層渦流產生的損耗和熱量。電源變壓器和音頻電路有相似之處。典型的分層鐵芯壹般為字母E和I的形狀,稱為“EI變壓器”。這種鐵芯的壹個問題是,斷電時,鐵芯內會殘留剩磁。再次通電時,剩磁會導致鐵芯暫時飽和。對於壹些容量超過幾百瓦的變壓器,如果不使用限流電路,湧入電流會導致主保險絲熔斷。更嚴重的是,對於大型電力變壓器,湧流會造成主繞組的變形和損壞。

實心鐵心

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在開關電源等高頻電路中,有時會使用具有高磁導率和電阻率的鐵磁粉芯。在更高的頻率下,需要使用絕緣磁性材料,有各種各樣的陶瓷材料叫做鐵氧體。在壹些調頻收音機電路中,有些變壓器磁芯采用可調磁芯配合耦合電路實現諧振。

空心

線圈鐵心

線圈線圈由電磁線組成,用於環繞鐵芯,通過通電產生磁場,或者通過磁場產生感應電流。

絕緣保護

防護的

冷卻劑壹些變壓器利用液態物質的循環來散熱。變壓器油常用作液體物質,其主要成分為烷烴、環烷烴、芳香烴等化合物。變壓器油比熱容大,吸收熱量,體積膨脹上升,在管道內形成循環,然後通過散熱裝置將熱量散發到空氣中。有些變壓器使用氣態物質(如六氟化硫)作為冷卻劑。由於熱導率的限制,小容量變壓器壹般采用氣體冷卻劑。

至於變壓器油,大部分用礦物油,極少數變壓器用植物油。礦物油泄漏可能會汙染環境,而植物油的汙染會小很多。植物油的閃點高於礦物油。因此,在未來,植物油可能會取代礦物油。

3生產過程

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產量

隨著中國經濟持續、健康、高速發展,電力需求保持快速增長。2011年,全社會用電量4.69萬億千瓦時,比上年增長11.7%,消費需求依然旺盛。人均用電量3483千瓦時,比上年增加351千瓦時,超過世界平均水平。

中國電力建設的快速發展促進了中國變壓器制造業的發展。2011年,全國變壓器產量達到1430億KVA,同比增長6.86%。2011中國變壓器制造業規模以上企業1461家(主營業務收入2000萬元以上);實現銷售額290,654.38+0.40億元,利潤總額654.38+0.608億元,資產規模2638.40億元,產品銷售利潤339.72億元。

變壓器中國變壓器行業競爭激烈。國外跨國公司搶占了大量市場份額,國內變壓器生產企業的數量也在快速增長。比如在山東永城,低端變壓器市場競爭激烈。擁有220KV變壓器生產能力和110KV變壓器生產能力的企業有20多家。而生產500KV級以上變壓器的企業通過技術和產能構築了較高的進入壁壘,市場格局趨於穩定。

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根據規劃,國家電網在“十二五”期間將投資約2.55萬億元用於電網建設,比“十壹五”期間的1.5萬億元增長68%。細分來看,2.55萬億中,5000億用於UHV電網投資,5000億用於配電網投資,另外1.55萬億用於其他電壓等級的電網線路投資。

在UHV電網的投資中,UHV空調的投資約為2700億元。UHV AC的主要設備包括UHV變壓器、電抗器、GIS組合開關、變壓器和其他設備。在UHV投資中,設備投資約占45%,其中變壓器(包括電抗器)約占30%。預計“十二五”期間變壓器(含電抗器)市場容量將超過360億元。

纏繞材料

要想拿下壹個變壓器,必須要對變壓器相關的材料有壹定的了解,所以我就在這裏介紹壹下這些知識。

1,鐵芯材料

變壓器用的鐵芯材料是鐵皮。加入矽可以降低鋼板的電導率,提高電阻率。可以減少渦流,降低其損耗。我們通常把加了矽的鋼板稱為矽鋼片,和變壓器用的矽鋼片質量有很大關系。矽鋼片的質量通常用磁通密度B來表示,壹般黑鐵片的B值為6000-8000,低矽鋼片為9000-11000,高矽鋼片為12000-65430。

2.繞組變壓器常用的材料

漆包線,紗線,絲線紙線,最常用的漆包線。對導線的要求是良好的導電性、絕緣漆層足夠的耐熱性和壹定的耐腐蝕性。壹般情況下,最好使用QZ型號的高強度聚酯漆包線。

3.絕緣材料

在繞組變壓器中,線圈架層間絕緣和繞組間絕緣應使用絕緣材料。壹般變壓器框架材料可采用酚醛紙板、環氧板或硬紙板。夾層可用聚酯膜、電話紙、6520復合紙隔離,繞組可用黃蠟布或亞胺膜隔離。

4.浸漬材料

變壓器繞好後還要經過最後壹道工序,即浸漬絕緣漆,絕緣漆可以增強變壓器的機械強度,提高絕緣性能,延長使用壽命。壹般情況下,甲酚清漆可用作浸漬材料或1032絕緣漆或樹脂漆。

4工作原理

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變壓器變壓器是變換交流電壓、交流電流和阻抗的裝置。當交流電流通過上海碩工變壓器的初級繞組時,在鐵芯(或磁芯)中產生交變磁通,在次級繞組中感應出電壓(或電流)。

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變壓器由鐵芯(或磁芯)和線圈組成,線圈有兩個或兩個以上的繞組,其中連接電源的繞組稱為初級線圈,其余稱為次級線圈。

5個主要類別

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常用變壓器的分類可總結如下:

1,根據相數:

1)單相變壓器:用於單相負載和三相變壓器組。

2)三相變壓器:用於三相系統的升壓和降壓。

2、根據冷卻方式:

1)幹式變壓器:依靠空氣對流進行自然冷卻或風機冷卻,多用於高層建築、高速收費站、局部照明、電子電路等小容量變壓器。

變壓器2)油浸式變壓器:以油為冷卻介質,如油浸自冷、油浸風冷、油浸冷卻、強迫油循環等。

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3、根據目的:

1)電力變壓器:用於升降輸配電系統的電壓。

2)互感器:如電壓互感器、電流互感器、測量儀表、繼電保護裝置等。

3)試驗變壓器:能產生高壓,對電氣設備進行高壓試驗。

4)特種變壓器:如電爐變壓器、整流變壓器、調壓變壓器、電容變壓器、移相變壓器等。

4、按纏繞形式:

1)雙繞組變壓器:用於連接電力系統中的兩個電壓等級。

2)三繞組變壓器:壹般用於電力系統的區域變電站,連接三個電壓等級。

3)自耦變壓器:用於連接不同電壓的電力系統。它也可以用作普通的升壓或降壓變壓器。

5、按核心形式:

1)鐵心變壓器:高壓用電力變壓器。

2)非晶合金變壓器:非晶合金鐵芯變壓器是壹種新型導磁材料,空載電流下降80%左右。它是壹種理想的配電變壓器,具有節能效果,特別適用於農村電網和低負荷率的發展中地區。

3)殼式變壓器:大電流專用變壓器,如電爐變壓器、焊接變壓器;或用於電子儀器、電視、收音機等的電源變壓器。

6相關功能

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變壓器的主要作用有:電壓轉換;電流變換、阻抗變換;隔離;穩壓(磁飽和變壓器);自耦變壓器;高壓變壓器(幹式和油浸式)等。,變壓器常用的鐵芯壹般有E型和C型鐵芯,Xed型和ED型CD型。

最基本類型的變壓器由兩組用導線纏繞的線圈組成,它們以感應的方式相互結合。當壹組線圈中流過交流電流(已知頻率)時,另壹組線圈中會感應出相同頻率的交流電壓,感應電壓取決於兩個線圈之間的耦合程度和磁交聯程度。

變壓器壹般指與交流電源相連的線圈,稱為“初級線圈”;這個線圈兩端的電壓稱為初級電壓。次級線圈中的感應電壓可能大於或小於初級電壓,這由初級線圈和次級線圈之間的“匝數比”決定。因此,變壓器分為升壓變壓器和降壓變壓器。

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大多數變壓器都有壹個固定的鐵芯,鐵芯上纏繞著初級和次級線圈。基於鐵的高磁導率,大部分磁通量被約束在鐵芯中,因此兩組線圈可以獲得相當高程度的磁耦合。在某些變壓器中,線圈與鐵芯緊密結合,壹次電壓與二次電壓之比與線圈匝數比幾乎相同。因此,變壓器的匝數比壹般可以作為變壓器升壓或降壓的參考指標。由於這種升壓和降壓功能,變壓器已成為現代電力系統的重要附件之壹。提高輸電電壓可以使長距離輸電更加經濟。至於降壓變壓器,使電源的應用更加多樣化。我們可以說,沒有變壓器,現代工業就達不到現在的局面。