變壓器的原理及調(diào)壓方式

變壓器的一次側(cè)接在電力網(wǎng)上，由于電網(wǎng)電壓會因種種原因發(fā)生波動(dòng),因此變壓器的二次電壓也會相應(yīng)地波動(dòng)，從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行；接在變壓器二次側(cè)的負(fù)載，由于用電設(shè)備負(fù)荷的大小或負(fù)荷功率因數(shù)的不同，也會影響變壓器二次電壓的變化，給用電設(shè)備的正常運(yùn)行帶來影響。因此需要變壓器應(yīng)有一定的調(diào)壓能力以適應(yīng)電力網(wǎng)運(yùn)行及用電設(shè)備的需要。

一、變壓器調(diào)壓的原理

變壓器調(diào)壓的原理是改變繞組的匝數(shù),也就是改變變壓器一、二次側(cè)的電壓比。根據(jù)變壓器的工作原理，當(dāng)忽略變壓器的內(nèi)部阻抗壓降時(shí),則有U1/U2=N1/N2=K。式中U1、U2分別為變壓器一、二次端電壓；N1、N2分別為變壓器一、二次繞組的匝數(shù)；K為變壓器的變壓比。

變壓器分接頭在一次側(cè),改變變壓器一次繞組的匝數(shù),其變壓比K也隨之改變，又由于U2=U1/K，因此二次電壓也就發(fā)生了變化,這就起到了調(diào)壓的作用。

二、變壓器的調(diào)壓方式

變壓器的調(diào)壓方式可分為無勵(lì)磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。

1、無勵(lì)磁調(diào)壓

1）一般小型電力變壓器大多是無勵(lì)磁調(diào)壓分接開關(guān)，需要調(diào)節(jié)時(shí)必須首先停電。以10kV變壓器為例，它有三個(gè)檔位，I檔：10.5kV，400V；II檔：10kV，400V；III檔：9.5kV，400V。可知輸入電壓一定時(shí)，I檔輸出電壓最低，III檔輸出電壓最高。

2）當(dāng)變壓器輸出電壓低于允許值時(shí)，把分接開關(guān)位置由Ⅰ檔調(diào)到Ⅱ檔，或由Ⅱ檔調(diào)到Ⅲ檔，反之則相反。即“低往低調(diào)，高往高調(diào)”?！暗屯驼{(diào)”是一次繞組減少，變壓比減小，電源電壓不變，二次電壓變高?！案咄哒{(diào)”是一次繞組匝數(shù)增加，電源電壓沒變，變壓比增大，二次電壓變低。

3）打開變壓器分接開關(guān)罩蓋，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)手柄到所需的檔位。調(diào)整無勵(lì)磁分接開關(guān)時(shí)，一般應(yīng)將分接開關(guān)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)動(dòng)三個(gè)循環(huán)，以消除觸頭上的氧化膜及油污，然后正式變換分接開關(guān)。

4）調(diào)整分接開關(guān)后，應(yīng)測量變壓器三相繞組的直流電阻（1600kVA及以下三相變壓器，各相測得直流電阻值的相互差值應(yīng)小于平均值的 4%，線間測得值的相互差值應(yīng)小于平均值的2%；1600kVA 以上三相變壓器，各相測得值的相互差值應(yīng)小于平均值的2%，線間測得值的相互差值應(yīng)小于平均值的1%），檢查鎖緊位置，然后蓋上罩蓋。還應(yīng)將分接開關(guān)變換情況做好記錄并報(bào)告調(diào)度部門。

2、有載調(diào)壓

1）有載調(diào)壓變壓器有兩種型式：一是本身具有調(diào)壓繞組的有載調(diào)壓變壓器；另一種是帶有加壓調(diào)壓器的有載變壓器。具有調(diào)壓繞組的有載調(diào)壓變壓器調(diào)壓繞組帶有分接頭切換裝置，可在有負(fù)荷時(shí)通過切換裝置切換分接頭。

2）有載調(diào)壓分接開關(guān)，在變換分接過程中可采用電抗或電阻過渡，以限制其過渡時(shí)的循環(huán)電流，因此有電抗式和電阻式之分。

（1）電抗式的特點(diǎn)是如果電抗器是按連續(xù)工作設(shè)計(jì)的，則在變換分接過程中可以停留在跨接兩個(gè)分接頭的位置工作,在所需要的調(diào)壓級數(shù)相同的情況下，使變壓器線圈的分接頭個(gè)數(shù)減少一半；同時(shí)，即使分接開關(guān)操作機(jī)構(gòu)的供電電源在過渡過程的任意位置時(shí)發(fā)生故障,變壓器仍能繼續(xù)運(yùn)行。但過渡時(shí)循環(huán)電流的功率因數(shù)較低，切換開關(guān)電弧觸頭的電壽命較短；由于用了電抗器，使變壓器的體積增大、制造成本較高。

（2）電阻式的特點(diǎn)是過渡時(shí)間較短，循環(huán)電流的功率因數(shù)為1，切換開關(guān)電弧觸頭的電壽命可由電抗式的1～2萬次提高到10～20萬次。但由于電阻是短時(shí)工作的，操作機(jī)構(gòu)一經(jīng)操作,必須連續(xù)完成。若由于機(jī)構(gòu)不可靠而中斷，停留在過渡位置,將使電阻燒損而造成事故。如果選用設(shè)計(jì)合理的機(jī)構(gòu)和優(yōu)質(zhì)材料，這個(gè)問題是可以解決的。

3）有載調(diào)壓分接開關(guān)由切換開關(guān)、選擇開關(guān)和操作機(jī)構(gòu)等部分組成。

（1）切換開關(guān)是專門承擔(dān)切換負(fù)載電流的部分，它的動(dòng)作是通過快速機(jī)構(gòu),按一定程序快速完成的。

（2）選擇開關(guān)是按分接順序，使相鄰的即刻要換接的分接頭預(yù)先接通，并承擔(dān)連續(xù)負(fù)載的部分。它的動(dòng)作是在不帶電的情況下進(jìn)行的。為滿足這一要求,選擇開關(guān)又分為單數(shù)的雙數(shù)的，兩者分步動(dòng)作。為了增大調(diào)壓范圍，有時(shí)選擇開關(guān)可帶有一個(gè)或幾個(gè)范圍開關(guān)，聯(lián)接成正反調(diào)壓、粗細(xì)調(diào)壓等以增加調(diào)壓級數(shù)。

（3）切換開關(guān)和選擇開關(guān)，兩者總稱為開關(guān)本體，一般都安裝在變壓器油箱內(nèi)。切換開關(guān)在切換負(fù)荷電流時(shí)產(chǎn)生電弧，會使油質(zhì)劣化，因此必須裝在單獨(dú)的絕緣筒內(nèi)，使之與變壓器油箱分開。