(1)铁芯材料。变压器是借助于电磁感应原理完成电流值、电压值的调控,而铁芯是变压器的核心构件,其材 质状况决定了变压器的调节功能。铁芯材料好选择在铁片中加入硅,以此减小低钢片的导电导热作用,避免装置运行后能耗增多。电力行业标准中规定硅钢片的磁通密度需控制在有效范围,如:黑铁片的磁通密度在7000、低硅片在10000等,安装现场可结合实际情况选用。
(2)绝缘材料。近年来变压器安装操作的意外事故发生率不断提升,考虑到变压器安装过程中的安全问题,现 场人员需注重绝缘材料的选用,以保护系统其他设备的正常运行。目前,许多变压器已经配备了绝缘构件,如:垫圈、绝缘器具等,但由于人为操作不当依旧存在安全风险。变压器安装需从线圈框架 层间的隔离、绕阻间的隔离等方面增强其绝缘性能。 [1]
(3)浸渍材料。浸渍处理是对绕制材料加工的后工序,主要目的是改善材料的机械性能、电力性能、绝缘性 能,避免后期使用发生各种安全事故。选用绕制材料之后,安装人员要对浸渍材料涂刷油漆,在材料表面设置一道绝缘层。比较常用的漆材是甲酚清漆,经过涂刷处理后可发挥出较好的安全作用,延长了变压器设备的使用寿命
(1)电力变压器
目前,已在系统运行的代表性产品包括:1150KV、1200MV·A,735~765KV、800MV·A、400~500KV、3相750MV·A或单相550MV·A,220KV、3相1300MV·A电力变压器;直流输电±500KV、400MV·A换流变压器。电力变压器主要为油浸式,产品结构为芯式和壳式两类。芯式生产量占95%,壳式只占5%。芯式与壳式相互间并无压倒性的优点,只是芯式工艺相对简单,因而被大多数企业采用;而壳式结构与工艺都要更为复杂,只有传统性工厂采用。壳式特别适用于高电压、大容量,其绝缘、机械及散热都有优点且适宜山区水电站的运输。
(2)配电变压器
国外配电变压器容量能达到2500KV·A,有圆形与椭圆形铁心形式。圆形的占绝大多数,椭圆形的由于M0(铁心柱的间距)小,因而用料可以减少,其对应线圈为椭圆形。低压线圈有线绕式与箔式,油箱有带散热管的(少数)与波纹式的(大多数)。
(3)干式变压器
近来来,干式变压器在国内得到迅猛发展,在京、沪和深等大城市,干变已经占到50%,而在其他大中城市也已经占到20%。干变有四种结构:环氧树脂浇注、加填料浇注、绕包和浸渍式。目前,欧美广泛采用开敞通风式H级干式变压器,是在浸渍式 基础上吸取了绕包式结构的特点并采用Nomex纸后发展起来的新型H级干变,由于售,在我国尚未推广。目前,国内通过短路试验容量大的干式配电变 压器是2500KV·A、10/0.4KV;通过短路试验容量大的干式电力变压器是16000KV·A、35/10KV。 [3]
(4)非晶合金变压器
非晶合金变压器虽然抗短路性能差,噪声大,但是节能,因此未来发展前景可观。目前,中国大的非晶合金变压器铁心生产企业具有3000~4000t的铁心年产能力,铁心及变压器的生产技术并不是制约推广非晶合铁心金变压器的关键性因素,非晶合金带材的突破才能促成产品质的飞跃。
(5)卷铁心变压器
目前,卷铁心变压器的生产主要集中在10KV级,容量一般小于800KV·A,也试制了1600KV·A,但电力部门采购以315KV·A以下容量的居多,适合用于农网。 中国现有卷铁心变压器生产厂200多家,有一定规模的占20%。中国强卷铁心变压器生产能力约为1600万KV·A,但实际产量较低
1. 额定容量:它的单位符号为kVA,就是指在额定电压和额定电流下,不间断工作运行时,可以输送的容量。
2. 额定电压:单位符号为kV,是指变压器在长期工作时,变压器可以承受的工作电压。
3. 额定电流:单位符号为A,就是指变压器在额定容量下,可以长时间通过的电流。
4. 额定频率:单位符号为Hz,是指变压器在工作时允许工作的频率,我国使用的标准为50 Hz交流电。
5.相数:三相开头以字母S表示,单相开头以字母D表示。
6.冷却方式:如空气冷却、油浸自等。
7.绝缘水平:表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能的一个参数。变压器的绝缘电阻越大,性能越稳定
一般指连接交流电源的线圈称之为“一次线圈”;而跨于此线圈的电压称之为“一次电压”。在二次线圈的感应电压,是由一次线圈与二次线圈间的“匝数比”所决定的。因此,变压器区分为升压与降压变压器两种。
大部份的变压器均有固定的铁心,其上绕有一次与二次的线圈。基于铁材的高导磁性,大部份磁通量局限在铁心里,因此,两组线圈藉此可以获得相当高程度的磁耦合。在一些变压器中,线圈与铁心二者间紧密地结合,其一次与二次电压的比值几乎与二者的线圈匝数比相同
可将电压互感器视为电气元件,而非电子元件。根据法拉第感应定律,变压器基本上是一种非常简单的静态(或固定)电磁无源电气设备,把电能从一个值转换成另一个值。
为了达到这一目的,变压器可以使用由变压器自身产生的公用振荡磁路将两个或多个电路连接起来。变压器式变压器按“电磁感应”原理运行。
互感是一个过程,导线线圈通过这个过程将电压感应到另一个邻近的线圈。那么就可以说变压器工作在“磁畴”上,而这种变压器的得名,是因为它能把一个电压或电流水平“转换”成另一个电压或电流。
在不改变变压器频率的情况下,或通过磁路从一个线圈传送到另一个线圈时,变压器可以提高或降低其供电电压和电流。
单相变压器主要由两个线圈组成,一个线圈称为“初级线圈”,而另一个线圈称为“次级线圈”。本文中,我们将变压器的“初级”侧定义为通常带电的一侧,而“次级”侧定义为通常带电的一侧。单相变压器中,一般是电压较高的一端。
这些线圈并不互相电接触,而是缠绕在一个共同的封闭磁铁圈中,称为“铁心”。这种软铁芯不是实心的,而是由单个层叠而成,连接在一起,有助于降低铁芯的损耗。
这两个线圈绕组彼此电隔离,但通过公用磁芯磁力连接,允许把电能从一个线圈传送到另一个线圈。正如图所示,当电流通过初级线圈时,就会产生磁场,使电压感应到次级线圈
ƒ– 是赫兹的通量频率, =ω/2π
N –是线圈绕组的数量。
Φ– 是韦伯中的通量
这个方程叫做变压器 EMF方程。对主电动势而言, N为主电动势(N P),而对次电动势而言, N为次电动势(N S)。
另外要注意的是,由于变压器需要变磁才能正常工作,所以不能用变压器来转换或提供直流电压或电流,因为磁场改变才能感应出次级线圈的电压。换而言之,变压器不能以稳定的直流电压工作,而只能以交流或脉动电压工作。
当变压器的初级绕组与直流电源相连时,由于直流没有频率,绕组的有效阻抗会很低,只相当于所用铜的电阻,因此,该绕组的感抗会为零。这样绕组就会从直流电源中吸引过热,并终烧毁非常高的电流,因为我们知道 I= V/R。