探究變壓器設(shè)計(jì)有哪些類型以及變壓器的基礎(chǔ)知識

1、什么叫變壓器？

在交流電路中，將電壓升高或降低的設(shè)備叫變壓器，變壓器能把任一數(shù)值的電壓轉(zhuǎn)變成頻率相同的我們所需的電壓值，以滿足電能的輸送，分配和使用要求。

例如發(fā)電廠發(fā)出來的電，電壓等級較低，必須把電壓升高才能輸送到較遠(yuǎn)的用電區(qū)，用電區(qū)又必須通過降壓變成適用的電壓等級，供給動力設(shè)備及日常用電設(shè)備使用。

2、變壓器是怎樣變換電壓的？

變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)制成的。它由一個(gè)用硅鋼片（或硅鋼片）疊成的鐵芯和繞在鐵芯上的兩組線圈構(gòu)成，鐵芯與線圈間彼此相互絕緣，沒有任何電的聯(lián)系。

將變壓器和電源一側(cè)連接的線圈叫初級線圈（或叫原邊），把變壓器和用電設(shè)備連接的線圈叫作次級線圈（或副邊）。當(dāng)將變壓器的初級線圈接到交流電源上時(shí)，鐵芯中就會產(chǎn)生變化的磁力線。

由于次級線圈繞在同一鐵芯上，磁力線切割次級線圈，次級線圈上必然產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，使線圈兩端出現(xiàn)電壓。因磁力線是交變的，所以次級線圈的電壓也是交變的。而且頻率與電源頻率完全相同。

經(jīng)理論證實(shí)，變壓器初級線圈與次級線圈電壓比和初級線圈與次級線圈的匝數(shù)比值有關(guān)，可用下式表示：初級線圈電壓/次級線圈電壓=初級線圈匝數(shù)/次級線圈匝數(shù) 說明匝數(shù)越多，電壓就越高。因此可以看出，次級線圈比初級線圈少，就是降壓變壓器。相反則為升壓變壓器。

3、變壓器設(shè)計(jì)有哪些類型？

按相數(shù)分有單相和三相變壓器

按用途分有電力變壓器，專用電源變壓器，調(diào)壓變壓器，測量變壓器（電壓互感器、電流互感器），小型電源變壓器（用于小功率設(shè)備），安全變壓器。

按結(jié)構(gòu)分有芯式和殼式兩種。線圈有雙繞組和多繞組，自耦變壓器。

按冷卻方式分有油浸式和空氣冷卻式。

4、變壓器部件是由哪些部分組成的？

變壓器部件主要是由鐵芯、線圈組成，此外還有油箱、油枕、絕緣套管及分接開頭等。

5、變壓器油有什么用處？

變壓器油的作用是：

（1）、絕緣作用

（2）、散熱作用

（3）、消滅電弧作用

6、什么是自耦變壓器？

自耦變壓器只有一組線圈，次級線圈是從初級線圈抽頭出來的，它的電能傳遞，除了有電磁感應(yīng)傳遞外，還有電的傳送，這種變壓器硅鋼片和銅線數(shù)量比一般變壓器要少，常用作調(diào)節(jié)電壓。

7、調(diào)壓器是怎樣調(diào)壓的？

調(diào)壓器的構(gòu)造與自耦變壓器相同，只是將鐵芯作成環(huán)形線圈就繞在環(huán)形鐵芯上。

次級線圈抽頭用一個(gè)可以滑動的電刷觸頭，使觸頭沿線圈表面環(huán)形滑動，達(dá)到平滑的調(diào)節(jié)電壓作用。

8、變壓器初級線圈與次級線圈的電流關(guān)系是怎樣的？

當(dāng)變壓器帶有負(fù)載運(yùn)行時(shí)， 次級線圈電流的變化， 會引起初級線圈電流相應(yīng)的變化。根據(jù)磁勢平衡原理推導(dǎo)出， 初級民次級線圈的電流和線圈匝數(shù)成反比， 匝數(shù)多的一邊電流就小，匝數(shù)少的一邊電流就大。

可用下式表示：初級線圈電流/次級線圈電流=次級線圈匝數(shù)/初級線圈匝數(shù)。

9，什么是變壓器的電壓變化率？

調(diào)壓器的電壓變化率是變壓器的主要性能指標(biāo)之一。當(dāng)變壓器向負(fù)載供電時(shí)，在變壓器的負(fù)載端的電壓必然會下降，將下降的電壓值與額定電壓值相比，取百分?jǐn)?shù)即電壓變化率，

可用公式表示;電壓變化率=［（次級額定電壓-負(fù)載端電壓）/次級額定電壓］×100%。通常的電力變壓器，接上額定負(fù)載時(shí)，電壓變化率為4～6%。

10、如何保證變壓器有一個(gè)額定的電壓輸出？

電壓太高或過低都會影響變壓器的正常工作和使用壽命，所以必須調(diào)壓。

調(diào)壓的方法是在初級線圈中引出幾個(gè)抽頭，接在分接開頭上，分接開頭通過轉(zhuǎn)動觸頭來改變線圈的匝數(shù)。只要轉(zhuǎn)動分接開關(guān)的位置，即可得到需要的額定電壓值。要注意的是，調(diào)壓通常應(yīng)在切斷變壓器所接的負(fù)載后進(jìn)行。

11、通常用的小型變壓器是怎樣的？應(yīng)用在哪些場合？

小型變壓器指容量在1千伏安以下的單相變壓器，多半用作電氣設(shè)備控制用的電源變壓器，電子設(shè)備的電源變壓器及安全照明用的電源變壓器。

12、變壓器在運(yùn)行中有哪些損失？怎樣減少損失？

變壓器運(yùn)行中的損失包括兩部分：

（1）、是由鐵芯引起的，當(dāng)線圈通電后，由于磁力線是交變的，引起鐵芯中渦流和磁滯損耗，這種損耗統(tǒng)稱鐵損。

（2）、是線圈自身的電阻引起的，當(dāng)變壓器初級線圈和次級線圈有電流通過時(shí)，就要產(chǎn)生電能損失，這種損失叫銅損。鐵損與銅損的和就是變壓器損失，這些損失與變壓器容量、電壓和設(shè)備利用率有關(guān)。因此，在選用變壓器時(shí)，應(yīng)盡量使設(shè)備容量和實(shí)際使用量一致，以提高設(shè)備利用率，注意不要使變壓器輕載運(yùn)行。

13、什么是變壓器的銘牌？銘牌上有哪些主要技術(shù)數(shù)據(jù)？

變壓器的銘牌標(biāo)明該臺變壓器的性能、技術(shù)規(guī)格和使用場合，用來滿足用戶的選用，通常選用注意的主要技術(shù)數(shù)據(jù)有：

（1）、額定容量的千伏安數(shù)。即額定狀態(tài)下變壓器的輸出能力。如單相變壓器額定容量=U線×I線;三相變壓器容量=U線×I線。

（2）、額定電壓伏數(shù)。分別標(biāo)明初級線圈的端電壓和次級線圈的端電壓（不接負(fù)載時(shí)）值。注意三相變壓器的端電壓指線電壓U線值。

（3）、額定電流安培數(shù)。指在額定容量和允許溫升條件下，初級線圈和次級線圈允許長期通過的線電流I線值。（4）、電壓比。指初級線圈額定電壓與次級線圈額定電壓之比。（5）、接線方式。單相變壓器僅有高低壓各一組線圈，只供給單相使用，三相變壓器則有Y/△式。除以上技術(shù)數(shù)據(jù)外，還有變壓器的額定頻率、相數(shù)、溫升、變壓器的阻抗百分比等。

14，怎樣選擇變壓器？如何確定變壓器的合理容量？

首先要調(diào)查用電地方的電源電壓，用戶的實(shí)際用電負(fù)荷和所在地方的條件，然后參照變壓器銘牌標(biāo)示的技術(shù)數(shù)據(jù)逐一選擇，一般應(yīng)從變壓器容量、電壓、電流及環(huán)境條件綜合考慮，其中容量選擇應(yīng)根據(jù)用戶用電設(shè)備的容量、性質(zhì)和使用時(shí)間來確定所需的負(fù)荷量，以此來選擇變壓器容量。

在正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)使變壓器承受的用電負(fù)荷為變壓器額定容量的75～90%左右。運(yùn)行中如實(shí)測出變壓器實(shí)際承受負(fù)荷50小于%時(shí)，應(yīng)更換小容量變壓器，如大于變壓器額定容量應(yīng)立即更換大變壓器。

同時(shí)，在選擇變壓器根據(jù)線路電源決定變壓器的初級線圈電壓值，根據(jù)用電設(shè)備選擇次級線圈的電壓值，最好選為低壓三相四線制供電。這樣可同時(shí)提供動力用電和照明用電。

對于電流的選擇要注意負(fù)荷在電動機(jī)起動時(shí)能滿足電動機(jī)的要求（因?yàn)殡妱訖C(jī)起動電流要比下沉運(yùn)行時(shí)大4～7倍）。

15、為什么變壓器不能過負(fù)荷運(yùn)行？

過負(fù)荷運(yùn)行是指變壓器運(yùn)行時(shí)超過了銘牌上規(guī)定的電流值。

過負(fù)荷分為正常過負(fù)荷和事故過負(fù)荷兩種，前者是指在正常供電情況下，用戶用電量增加而引起的，它往往使變壓器溫度升高，促使變壓器絕緣老化，降低使用壽命，所以不允許變壓器過負(fù)荷運(yùn)行。

特殊情況下變壓器短時(shí)間內(nèi)的過負(fù)荷運(yùn)行，也不能超過額定負(fù)荷的30%（冬季），在夏季不得超過15%。

對后者，事故過負(fù)荷與允許過的時(shí)間要求見下表。

16，變壓器在運(yùn)行中應(yīng)該做哪幾種測試？

為了保證變壓器能夠正常運(yùn)行，應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行下列幾項(xiàng)測試：

（1）、溫度測試。變壓器運(yùn)行狀態(tài)是不是正常，溫度的高低是很重要的。規(guī)程規(guī)定上層油溫不得超過85C（即溫升55C）。一般變壓器都裝有專用溫度測定裝置。

（2）、負(fù)荷測定。為了提高變壓器的利用率，減少電能的損失，在變壓器運(yùn)行中，必須測定變壓器真正能承擔(dān)的供電能力。測定工作通常在每一季節(jié)用電高峰時(shí)期進(jìn)行，用鉗形電流表直接測定。電流值應(yīng)為變壓器額定電流的70～80%，超過時(shí)說明過負(fù)荷，應(yīng)立即調(diào)整。

（3）、電壓測定。規(guī)程要求電壓變動范圍應(yīng)在額定電壓±5%以內(nèi)。如果超過這一范圍，應(yīng)采用分接頭進(jìn)行調(diào)整，使電壓達(dá)到規(guī)定范圍。一般用電壓表分別測量次級線圈端電壓和未端用戶的端電壓。

（4）、絕緣電阻測定。為了使變壓器始終處于正常運(yùn)行狀態(tài)，必須進(jìn)行絕緣電阻的測定，以防絕緣老化和發(fā)生事故。測定時(shí)應(yīng)設(shè)法使變壓器停止運(yùn)行，利用搖表測定變壓器絕緣電阻值，要求所測電阻不低于以前所測值的70%，選用搖表時(shí)，低壓線圈可采用500伏電壓等級的。

編輯：jq