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第三章 電機(jī)與電力拖動(dòng)

第一節(jié) 變壓器

一、變壓器的用途

變壓器是一種能夠改變交流電壓的設(shè)備。變壓器能將電壓由低變高或由高變低，它是電力系統(tǒng)中最重要的電氣設(shè)備之一。

二、變壓器的工作原理(重點(diǎn))

以單相變壓器為例。如圖3-1，變壓器由鐵芯、一次繞組、二次繞組組成，

與電源相聯(lián)的繞組稱為一次繞組(原繞組、初級(jí)繞組)，匝數(shù)為N1;

與負(fù)載相聯(lián)的繞組稱為二次繞組(副繞組、次級(jí)繞組)，匝數(shù)為N2。

當(dāng)一次繞組與交流電源接通，而二次繞組未接負(fù)載時(shí)，變壓器處于空載狀態(tài)。這時(shí)一次繞組在電源電壓作用下，有交變電流通過，此電流為空載電流。

空載時(shí)，一、二次繞組電壓有效值之比存在以下關(guān)系：

空載時(shí)，一次、二次繞組的匝數(shù)比等于電壓比。

當(dāng)變壓器帶載時(shí)，一、二次繞組中電流的有效值與匝數(shù)存在以下的關(guān)系：

即，帶載時(shí)變壓器一、二次繞組電流比近似為其匝數(shù)比的倒數(shù)。

變壓器效率：變壓器輸出、輸入有功功率之比

變壓器的輸出功率等于輸入功率與其損耗功率(鐵損和銅損)之差。一般電力變壓器的鐵損(鐵心渦流損失)和銅損(繞組電阻損耗的能量)都很小，變壓器滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)效率均在 95% 以上。

在電子設(shè)備中使用的變壓器效率比較低，一般在 90% 以下。

顯然，變壓器空載時(shí)的效率為零，因?yàn)檩敵龉β?P2=0

三、變壓器的主要額定數(shù)據(jù)(重點(diǎn))

1、額定容量Se：指變壓器在銘牌規(guī)定的額定電壓、額定電流下連續(xù)運(yùn)行時(shí)，能夠輸送的能量。其計(jì)算公式為：

S_e=UeIe×10^-3—— 單相電力變壓器

——三相電力變壓器

S_e——額定容量(視在功率)kVA

U_e——電力變壓器二次側(cè)的額定電壓 V

I_e——電力變壓器二次側(cè)的額定電流 A

2、額定電壓Ue：指變壓器長時(shí)間運(yùn)行所能承受的工作電壓(銘牌上的Ue值，除非另有規(guī)定，一般指調(diào)壓中間分接頭的額定電壓值)，以kV表示。

3、額定電流Ie：指變壓器在額定容量下，允許長期通過的電流。

4、溫升：變壓器繞組或上層油面的溫度與變壓器周圍環(huán)境的溫度之差稱為繞組或上層油面的溫升。。

5、額定工作狀態(tài)：是變壓器在額定電壓、額定頻率、額定負(fù)載及規(guī)定使用條件下的工作狀態(tài)，在銘牌上都有標(biāo)示。

四、變壓器的結(jié)構(gòu)(重點(diǎn))

這里以中、小型變壓器為主。

變壓器的組成如圖3-2所示。

中、小型電力變壓器主要有器身和輔助部件組成，器身主要包括：鐵芯、繞組、絕緣和引線。其中，鐵芯和繞組是變壓器的最基本組成部分。

五、變壓器的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀(重點(diǎn))

我國中小型電力變壓器的標(biāo)準(zhǔn)先后進(jìn)行了三次較大的修改?？煞譃槌跗跇?biāo)準(zhǔn)、中期標(biāo)準(zhǔn)和近期標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)性能水平，初期標(biāo)準(zhǔn)為高損耗標(biāo)準(zhǔn)，中期標(biāo)準(zhǔn)為較高損耗標(biāo)準(zhǔn)，近期標(biāo)準(zhǔn)為低損耗標(biāo)準(zhǔn)。

1999年4月，國家電力公司規(guī)定：“64”、“73”系列高能耗配電變壓器要全部更換，新選用(包括改造更換)的配電變壓器，必須是低損耗的。

目前主要是采用S9型(包括新S9型)和少量非晶合金配電變壓器。

新安裝的主變壓器，必須采用新型節(jié)能變壓器。

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