變壓器(Transformer)無疑是生活中常見的器件之一了,很多設備中都具有變壓器的身影。如果缺少變壓器,生活中的諸多設備都無法正常運轉。它主要利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置,主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵芯(磁芯)。主要功能有:電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩壓(磁飽和變壓器)等。為增進大家對變壓器的認識,本文主要是介紹變壓器的主要技術參數以及類型。
一、變壓器主要技術參數:
變壓器在規定的使用環境和運行條件下,主要技術數據一般都都標注在變壓器的銘牌上。主要包括:額定容量、額定電壓及其分接、額定頻率、繞組聯結組以及額定性能數據(阻抗電壓、空載電流、空載損耗和負載損耗)和總重。
A、額定容量(kVA):額定電壓.額定電流下連續運行時,能輸送的容量。
B、額定電壓(kV):變壓器長時間運行時所能承受的工作電壓.為適應電網電壓變化的需要,變壓器高壓側都有分接抽頭,通過調整高壓繞組匝數來調節低壓側輸出電壓.
C、額定電流(A):變壓器在額定容量下,允許長期通過的電流.
D、空載損耗(kW): 當以額定頻率的額定電壓施加在一個繞組的端子上,其余繞組開路時所吸取的有功功率。與鐵心硅鋼片性能及制造工藝、和施加的電壓有關.
E、空載電流(%): 當變壓器在額定電壓下二次側空載時,一次繞組中通過的電流.一般以額定電流的百分數表示.
F、負載損耗(kW): 把變壓器的二次繞組短路,在一次繞組額定分接位置上通入額定電流,此時變壓器所消耗的功率.
G、阻抗電壓(%):把變壓器的二次繞組短路,在一次繞組慢慢升高電壓,當二次繞組的短路電流等于額定值時,此時一次
H、相數和頻率:三相開頭以S表示,單相開頭以D表示。中國國家標準頻率f為50Hz。國外有60Hz的國家(如美國)。
I、溫升與冷卻:變壓器繞組或上層油溫與變壓器周圍環境的溫度之差,稱為繞組或上層油面的溫升.油浸式變壓器繞組溫升限值為65K、油面溫升為55K。冷卻方式也有多種:油浸自冷、強迫風冷,水冷,管式、片式等。
J、絕緣水平:有絕緣等級標準。絕緣水平的表示方法舉例如下:高壓額定電壓為35kV級,低壓額定電壓為10kV級的變壓器絕緣水平表示為 LI200AC85/LI75AC35,其中LI200表示該變壓器高壓雷電沖擊耐受電壓為200kV,工頻耐受電壓為85kV,低壓雷電沖擊耐受電壓為75kV,工頻耐受電壓為35kV.奧克斯高科技有限公司目前的油浸變壓器產品的絕緣水平為LI75AC35,表示變壓器高壓雷電沖擊耐受電壓為75kV,工頻耐受電壓為35kV,因為低壓是400V,可以不考慮。
K、聯結組標號組。為了區別不同的連接組,常采用時鐘表示法,即把高壓側線電壓的相量作為時鐘的長針,固定在12上,低壓側線電壓的相量作為時鐘的短針,看短針指在哪一個數字上,就作為該聯結組的標號.如Dyn11表示一次繞組是(三角形)聯結,二次繞組是帶有中心點的(星形)聯結,組號為(11)點。
二、變壓器五大分類:
(1)電力變壓器
目前,已在系統運行的代表性產品包括:1150KV、1200MV·A,735~765KV、800MV·A、400~500KV、3相750MV·A或單相550MV·A,220KV、3相1300MV·A電力變壓器;直流輸電±500KV、400MV·A換流變壓器。電力變壓器主要為油浸式,產品結構為芯式和殼式兩類。芯式生產量占95%,殼式只占5%。芯式與殼式相互間并無壓倒性的優點,只是芯式工藝相對簡單,因而被大多數企業采用;而殼式結構與工藝都要更為復雜,只有傳統性工廠采用。殼式特別適用于高電壓、大容量,其絕緣、機械及散熱都有優點且適宜山區水電站的運輸。
電力變壓器是發電廠和變電所的主要設備之一。變壓器的作用是多方面的不僅能升高電壓把電能送到用電地區,還能把電壓降低為各級使用電壓,以滿足用電的需要??傊?,升壓與降壓都必須由變壓器來完成。在電力系統傳送電能的過程中,必然會產生電壓和功率兩部分損耗,在輸送同一功率時電壓損耗與電壓成反比,功率損耗與電壓的平方成反比。利用變壓器提高電壓,減少了送電損失。
(2)配電變壓器
配電變壓器,指用于配電系統中根據電磁感應定律變換交流電壓和電流而傳輸交流電能的一種靜止電器。國外配電變壓器容量能達到2500KV·A,有圓形與橢圓形鐵心形式。圓形的占絕大多數,橢圓形的由于M0(鐵心柱的間距)小,因而用料可以減少,其對應線圈為橢圓形。低壓線圈有線繞式與箔式,油箱有帶散熱管的(少數)與波紋式的(大多數)。
(3)干式變壓器
干式變壓器主要由硅鋼片組成的鐵芯和環氧樹脂澆注的線圈組成,高低壓線圈之間放置絕緣筒增加電氣絕緣,并由墊塊支撐和約束線圈,其零部件搭接的緊固件均有防松性能。干變有四種結構:環氧樹脂澆注、加填料澆注、繞包和浸漬式。由于干式變壓器具有抗短路能力強、維護工作量小、運行效率高、體積小、噪音低等優點, 常用于防火、防爆等性能要求高的場所。
(4)非晶合金變壓器
非晶合金變壓器雖然抗短路性能差,噪聲大,但是節能,因此未來發展前景可觀?;谀茉垂铜h保的因素,非晶合金變壓器在中國和印度等大型發展中國家得到大量采用。以中印兩國目前的用電量來計算,若于配電網全面采用非晶合金變壓器的話,每年大約可節省25-30TWh發電量,以及減少2至3千萬噸二氧化碳排放。
(5)卷鐵心變壓器
卷鐵心變壓器是一種節能型電力變壓器,它創造性地改革了傳統電力變壓器的疊片式磁路結構和三相布局,使產品性能更為優化。全國現有形成一定的生產能力的立體卷鐵心變壓器生產廠家不多,限于技術原因,立體卷鐵心變壓器的生產主要集中在10kV315kVA以下油浸式配電變壓器,主要應用于農網改造項目。