一、變壓器的種類和功能特點(diǎn)

變壓器是一種用來變換電壓、電流或阻抗的電氣部件，是電力系統(tǒng)中輸配電力的主要設(shè)備，其實(shí)物外形如圖1-1所示。

圖1-1　變壓器的實(shí)物外形

在遠(yuǎn)距離傳輸電力時，可使用變壓器將發(fā)電站送出的電壓升高，以減少在電力傳輸過程中的損失，以便于遠(yuǎn)距離輸送電力;在用電的地方，變壓器將高壓降低，以供用電設(shè)備和用戶使用。變壓器的分類方式有很多種，根據(jù)其電源相數(shù)的不同，主要可以分為單相變壓器和三相變壓器。

1.單相變壓器的功能特點(diǎn)

圖1-2　單相變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

單相變壓器是一種初級繞組為單相繞組的變壓器。如圖1-2所示，單相變壓器的初級繞組和次級繞組均纏繞在鐵芯上，初級繞組為交流電壓輸入端，次級繞組為交流電壓輸出端。次級繞組的輸出電壓與線圈的匝數(shù)成正比。

單相變壓器可將高壓供電變成單相低壓，供各種設(shè)備使用，例如可將交流6600V高壓經(jīng)單相變壓器變?yōu)榻涣?20V低壓，為照明燈或其他設(shè)備供電，如圖1-3所示。單相變壓器有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、損耗低等優(yōu)點(diǎn)，適宜在負(fù)荷較小的低壓配電線路(60Hz以下)中使用。

圖1-3　單相變壓器的功能示意圖

單相變壓器多用于農(nóng)村輸配電系統(tǒng)中，以及一些照明或小型電動機(jī)的供電中，其應(yīng)用實(shí)例如圖1-4所示。此外在很多電子電氣設(shè)備中，它也可作為電源變壓器使用。

圖1-4　單相變壓器的應(yīng)用實(shí)例

2.三相變壓器的功能特點(diǎn)

三相變壓器是電力設(shè)備中應(yīng)用比較多的一種變壓器。三相變壓器實(shí)際上是由3個相同容量的單相變壓器組合而成的，初級繞組(高壓線圈)為三相，次級繞組(低壓線圈)也為三相，如圖1-5所示。

圖1-5　三相變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

三相變壓器主要用于三相供電系統(tǒng)中的升壓或降壓，比較常用的就是將幾千伏的高壓變?yōu)?80V的低壓，為用電設(shè)備提供動力電源，如圖1-6所示。

圖1-6　三相變壓器的功能示意圖

三相變壓器的應(yīng)用范圍比較廣泛，例如變電站、工礦企業(yè)、建筑工地、排灌設(shè)備、郵電、紡織、鐵路、學(xué)校、醫(yī)院、國防、電梯等，同時也適用于一些電源電壓低、波動較大的低壓配電線路中。其應(yīng)用實(shí)例如圖1-7所示。

圖1-7　三相變壓器的應(yīng)用實(shí)例

二、變壓器的型號與技術(shù)參數(shù)

電氣系統(tǒng)中應(yīng)用最多的就是電力變壓器，由于電力變壓器的種類很多，其型號的標(biāo)識以及參數(shù)也有所不同，因此常常將這些型號與參數(shù)標(biāo)識在變壓器的銘牌上，以便于在安裝和檢修時進(jìn)行查看。圖1-8所示為典型電力變壓器的銘牌標(biāo)識。

圖1-8　典型電力變壓器的銘牌標(biāo)識[!--empirenews.page--]

在變壓器的銘牌上，標(biāo)識有該變壓器的型號以及技術(shù)參數(shù)等內(nèi)容，下面分別介紹一下變壓器的型號含義和技術(shù)參數(shù)。

1.變壓器的型號含義

變壓器的種類有很多，為了便于區(qū)別各種不同類型的變壓器，通常使用字母或數(shù)字對變壓器的型號命名進(jìn)行標(biāo)識。變壓器的型號通常是由字母和數(shù)字組成的，用來表示變壓器的相數(shù)、冷卻方式、調(diào)壓方式、繞組線芯材料、繞組連接方式等內(nèi)容，如圖1-9所示。

圖1-9　變壓器的型號命名方法

產(chǎn)品名稱：變壓器的產(chǎn)品名稱通常用字母來表示，表示產(chǎn)品的線圈耦合方式、相數(shù)、冷卻方式、線圈數(shù)、線圈導(dǎo)線材質(zhì)、調(diào)壓方式以及特殊用途等內(nèi)容，見表1-1所列。

表1-1 變壓器的產(chǎn)品名稱含義

續(xù)表

設(shè)計(jì)序號：也稱技術(shù)序號，用數(shù)字表示，表示同類產(chǎn)品中的不同品種，以區(qū)分產(chǎn)品的外形尺寸和性能指標(biāo)等，有時會被省略。

額定容量：變壓器的額定容量用“kVA”來表示，可以讀作“千伏安”。變壓器使用kVA作單位，原因是在負(fù)載沒有確定的情況下，是不能得到有功功率(符號P，單位kW)和無功功率(符號Q，單位kvar)的大小的，只能使用kVA為單位表示功率，例如1kVA的變壓器的輸出功率約為1kW。

高壓側(cè)額定電壓：變壓器的高壓側(cè)額定電壓即為初級繞組輸入端輸入的額定電壓值，一般用字母“kV”表示，例如10kV表示變壓器初級繞組可輸入10kV的電壓。

2.變壓器的主要技術(shù)參數(shù)

變壓器的主要技術(shù)參數(shù)一般都標(biāo)注在變壓器的銘牌上，一般包括額定容量、額定電壓、額定電流、冷卻方式、額定頻率、絕緣電阻、繞組聯(lián)結(jié)組、相數(shù)、阻抗電壓等，如圖1-10所示。

圖1-10　變壓器銘牌上的技術(shù)參數(shù)標(biāo)識

此外，變壓器的技術(shù)參數(shù)還有空載損耗、負(fù)載損耗、溫升方式、空載電流、吊重、油重、總重、運(yùn)輸重、油箱耐受真空能力等，如圖1-11所示。

圖1-11　變壓器的其他技術(shù)參數(shù)

三、變壓器在線路中的符號標(biāo)識

變壓器一般用于電氣設(shè)備的控制線路以及配電線路中，是電氣設(shè)備控制線路中比較常用的設(shè)備之一，因此了解變壓器在線路中的符號標(biāo)識也是非常重要的。變壓器在線路中一般用字母“T”表示，并使用圖形符號進(jìn)行標(biāo)識，如圖1-12所示。

圖1-12　變壓器在線路中的符號標(biāo)識

變壓器的一般圖形符號有兩種，分別用于配電線路和電氣線路中，其中電壓輸入端為變壓器的初級繞組，電壓輸出端為變壓器的次級繞組。此外帶有磁芯或中心抽頭的變壓器，在其圖形符號中也有所表示，如圖1-13所示。

圖1-13　變壓器的圖形符號

圖1-14　三繞組變壓器的圖形符號

有些三相變壓器在圖形符號中還可以體現(xiàn)出變壓器的連接方式，如圖1-15所示。

圖1-15　三相變壓器圖形符號表示的連接方式

在實(shí)際的線路中，單相變壓器的連接方式有兩種，分別為串聯(lián)方式和并聯(lián)方式，如圖1-16所示。變壓器經(jīng)串聯(lián)可以得到較大的額定電壓，而并聯(lián)可以得到較大的額定電流。

圖1-16　單相變壓器在線路中的連接方式

三相變壓器內(nèi)部的繞組較多，最常用的就是星形(Y形)的聯(lián)結(jié)方式，這種結(jié)構(gòu)是指三相變壓器的初級繞組以Y形進(jìn)行聯(lián)結(jié)，即每個繞組的末端連接到中性點(diǎn)上，繞組的另一端與相應(yīng)的線路進(jìn)行連接，如圖1-17所示。

圖1-17　三相變壓器星形聯(lián)結(jié)方式

三相變壓器在線路中最常用的就是Y-Y形聯(lián)結(jié)，即初級繞組和次級繞組均用Y形的聯(lián)結(jié)方式，如圖1-18所示。

圖1-18　三相變壓器Y-Y形聯(lián)結(jié)方式