建筑常用電氣設(shè)備(一)<3>

1. 額定電壓
????變壓器在額定運(yùn)行條件下，根據(jù)變壓器的絕緣等級(jí)和允許的發(fā)熱條件所確定的一次繞組的電壓值，稱為變壓器的一次繞組額定電壓U_LN；在變壓器的一次繞組加上額定電壓，二次繞組空載時(shí)的電壓值，稱為變壓器的二次繞組的額定電壓值U_2N。額定電壓的單位為千伏（kV）。
????2. 額定電流
????變壓器的額定電流是根據(jù)變壓器的長(zhǎng)期允許發(fā)熱條件而規(guī)定的滿載電流值。額定電流的單位為安培（A）。
????變壓器的一次、二次繞組的額定電流可以根據(jù)變壓器的額定容量和額定電壓求得。
????三相變壓器

????????????????（3-11）
???????????? ????（3-12）

單相變壓器

????????????????（3-13）
???????????????? （3-14）

????3. 額定容量
????變壓器的額定容量是指變壓器在額定使用條件下，變壓器的輸出視在功率。額定容量的單位為千伏安（kVA）。
????3.1.4 變壓器的調(diào)壓方式
????由變壓器工作原理可知，如果適當(dāng)?shù)馗淖円淮?、二次繞組的匝數(shù)，就可以達(dá)到變換電壓的目的。利用變換變壓器一次繞組分接頭來調(diào)節(jié)變壓器二次繞組的電壓，這是最常用也是最基本的調(diào)壓方式。
????變壓器變換分接頭的調(diào)壓方式，分為無載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。
????1. 變壓器無載調(diào)壓
????無載調(diào)壓，又稱無激磁調(diào)壓，是在變壓器一次繞組與電源斷開（停電）的情況下，由變壓器上部的分接開關(guān)進(jìn)行切換，改變變壓器一次繞組的分接頭來改變其匝數(shù)，從而改變二次繞組的電壓。
????當(dāng)一次繞組（電源）電壓偏高致使二次繞組電壓偏高時(shí)，可將分接開關(guān)切換到U_LN＋5%的分接頭處，則二次繞組可以獲得接近于額定電壓 U_2N的電壓。若一次繞組（電源）電壓偏低致使二次繞組電壓偏低時(shí)，可將分接開關(guān)切換到U_LN＝5%的分接頭處，則二次繞組可以獲得接近于額定電壓U_2N的電壓。若一次繞組的電壓接近其額定電壓U_LN，分接開關(guān)在分接頭處不動(dòng)，則二次繞組也可獲得接近于U_2N的電壓。
????2. 有載調(diào)壓
????有載調(diào)壓是在變壓器二次繞組帶有負(fù)載，一次繞組在不停電的情況下，用有載分接開關(guān)切換一次繞組的分接頭來改變其匝數(shù)，實(shí)現(xiàn)改變二次繞組的電壓。有載調(diào)壓必須利用電阻來限制切換過程（過濾過程）中瞬間被短接的繞組中的環(huán)流。
????3.1.5 變壓器的聯(lián)結(jié)
????三相變壓器的一次、二次繞組的聯(lián)結(jié)方法有星（Y）形聯(lián)結(jié)和三角（△）形聯(lián)結(jié)兩種。如圖3-9所示。
????1. 星（Y）形聯(lián)結(jié)，變壓器的線電壓為倍的相電壓，線電流與相電流大小相等。
????變壓器的二次側(cè)中性點(diǎn)接地時(shí)，作為電源可以三相四線（或三相五線）向負(fù)載供電，而且有兩種電壓（220／380V）供不同種類的負(fù)載選擇。
????2. 三角（△）形聯(lián)結(jié)，變壓器的相電壓與線電壓大小相等，線電流為 倍的相電流。由于繞組首尾依次相連，三相繞組構(gòu)成一閉合回路。
????3. 三相變壓器常用聯(lián)結(jié)組
????（1） Y yn0（Y／Y₀－12）聯(lián)結(jié)組，一般適用于6～10／0.4kV低壓動(dòng)力和照明共用，我國工業(yè)與民用建筑中容量在1000kVA及以下、電壓為10／0.4～0.23kV的配電變壓器幾乎全部采用 Y yn0聯(lián)結(jié)組別。
????（2） Y d11（Y ／△-11）聯(lián)結(jié)組，一般適用于供電系統(tǒng)中35～63／6～10kV變電站。
????（3） D ynll（△／Y- 11）聯(lián)結(jié)組一般也適用于6～10kV／0.4kV，國際上許多國家采用了D ynl1聯(lián)結(jié)組別。D ynll聯(lián)結(jié)的變壓器有如下優(yōu)點(diǎn)：
????1） 空載損耗和負(fù)載損耗均低于同容量的Y yn0聯(lián)結(jié)變壓器。
????2） 三次及以上的高次諧波勵(lì)磁電流可在一次繞組中環(huán)流，有利于抑制高次諧波電流，在當(dāng)前電網(wǎng)中采用電子器件日益增多的情況下，使用D yn11聯(lián)結(jié)是有利的。
????3） D yn11聯(lián)結(jié)比Y yn0聯(lián)結(jié)的零序阻抗小得多，有利于單相接地短路故障的切除。
????4） 在接單相負(fù)荷不平衡時(shí)，Y yn0聯(lián)結(jié)變壓器要求中性線電流不超過低壓繞組額定電流的25%，嚴(yán)重地限制了單相負(fù)荷的容量，而D yn11聯(lián)結(jié)變壓器不受此限制，有利于變壓器設(shè)備能力的充分利用。
????3.1.6 特殊變壓器
????1. 自耦變壓器 自耦變壓器是實(shí)驗(yàn)室和車間常用的一種交流調(diào)壓設(shè)備，分可調(diào)和固定抽頭兩種形式。圖3-10所示是可調(diào)式自耦變壓器的外形和原理電路。從圖中看出，這種變壓器只有一個(gè)繞組，二次繞組N2是一次繞組N1的一部分。因此它的工作特點(diǎn)是一次、二次繞組不僅有磁的聯(lián)系，而且有電的聯(lián)系（也聯(lián)通）。
????自耦變壓器的工作原理與雙繞組變壓器相同，如圖3-10b所示的原理電路上，接觸臂S可借助手柄操縱自由滑動(dòng)，從而可以平滑地調(diào)節(jié)二次電壓，所以這種變壓器又稱作自耦調(diào)壓器。如果一次側(cè)加上電壓U₁，則可得二次電壓U₂，且一次、二次電壓和它們的匝數(shù)成正比，即
????????????????????????（3-15）
????有載時(shí)，一次、二次電流和它們的匝數(shù)成反比，即
????????????????????????????（3-16）
????自耦變壓器不僅可以降壓，還可以升壓。在使用自耦變壓器時(shí)，要把一次、二次繞組的公共端接零。
????2. 電焊變壓器
????電焊變壓器是為焊接金屬工件而設(shè)計(jì)的特殊變壓器。為了適應(yīng)焊接工藝需要，電焊變壓器必須滿足如下基本要求：空載時(shí)應(yīng)有足夠的電弧引燃電壓（一般為55～80V），以便引燃電?。浑娀‘a(chǎn)生后，電壓應(yīng)迅速下降，在額定焊接電流時(shí)，電壓為30～40V；在短路時(shí)（焊條與工件接觸），短路電流不能超過額定電流的1.5倍；具有良好的調(diào)節(jié)特性，能在大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)焊接電流的大小，以適應(yīng)不同規(guī)格的焊條和不同焊接工藝要求。
????為滿足上述要求，電焊變壓器必須具有陡降的外特性，如圖3-11所示。為獲得陡降外特性和保證電弧穩(wěn)定燃燒，電焊變壓器內(nèi)應(yīng)具有較大的電抗。
????串聯(lián)電抗器電焊變壓器，如圖3-12 所示，一臺(tái)普通單相變壓器在二次繞組上串聯(lián)一個(gè)電抗器便構(gòu)成了串聯(lián)電抗器式電焊變壓器。電抗器的繞組與變壓器的二次繞組串聯(lián)，通過手輪可使其鐵心移動(dòng)，以改變電抗器磁路中空氣隙的大小，從而改變電抗器的電抗值。

????焊接時(shí)，變壓器二次統(tǒng)組的一端通過焊鉗接到焊條上，另一端經(jīng)過電抗器接到工件上。
????空載時(shí)，由于焊接電流入I₂ =0，電抗器上沒有壓降，所以引燃電壓等于變壓器二次繞組開路電壓。當(dāng)引燃后， I₂ 不為零，電抗器產(chǎn)生很大的電抗壓降，焊接電壓可保持在30～40V；。
????當(dāng)焊條接觸工件（短路）時(shí)，由于電抗器的作用，可使短路電流限制在I_2N 的1.5倍以內(nèi)。
????當(dāng)由于工件情況和選用焊條規(guī)格需要調(diào)節(jié)焊接電流時(shí)，可以通過手輪轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿，使電抗器鐵心移動(dòng)，從而改變空氣隙；氣隙越大，電抗器的電抗越小，焊接電流增大。