變壓器(Transformer)無疑是生活中常見的器件之一了,很多設(shè)備中都具有變壓器的身影。如果缺少變壓器,生活中的諸多設(shè)備都無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。它主要利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置,主要構(gòu)件是初級線圈、次級線圈和鐵芯(磁芯)。主要功能有:電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓(磁飽和變壓器)等。為增進(jìn)大家對變壓器的認(rèn)識,本文主要是介紹變壓器的主要技術(shù)參數(shù)以及類型。
一、變壓器主要技術(shù)參數(shù):
變壓器在規(guī)定的使用環(huán)境和運(yùn)行條件下,主要技術(shù)數(shù)據(jù)一般都都標(biāo)注在變壓器的銘牌上。主要包括:額定容量、額定電壓及其分接、額定頻率、繞組聯(lián)結(jié)組以及額定性能數(shù)據(jù)(阻抗電壓、空載電流、空載損耗和負(fù)載損耗)和總重。
A、額定容量(kVA):額定電壓.額定電流下連續(xù)運(yùn)行時(shí),能輸送的容量。
B、額定電壓(kV):變壓器長時(shí)間運(yùn)行時(shí)所能承受的工作電壓.為適應(yīng)電網(wǎng)電壓變化的需要,變壓器高壓側(cè)都有分接抽頭,通過調(diào)整高壓繞組匝數(shù)來調(diào)節(jié)低壓側(cè)輸出電壓.
C、額定電流(A):變壓器在額定容量下,允許長期通過的電流.
D、空載損耗(kW): 當(dāng)以額定頻率的額定電壓施加在一個繞組的端子上,其余繞組開路時(shí)所吸取的有功功率。與鐵心硅鋼片性能及制造工藝、和施加的電壓有關(guān).
E、空載電流(%): 當(dāng)變壓器在額定電壓下二次側(cè)空載時(shí),一次繞組中通過的電流.一般以額定電流的百分?jǐn)?shù)表示.
F、負(fù)載損耗(kW): 把變壓器的二次繞組短路,在一次繞組額定分接位置上通入額定電流,此時(shí)變壓器所消耗的功率.
G、阻抗電壓(%):把變壓器的二次繞組短路,在一次繞組慢慢升高電壓,當(dāng)二次繞組的短路電流等于額定值時(shí),此時(shí)一次
H、相數(shù)和頻率:三相開頭以S表示,單相開頭以D表示。中國國家標(biāo)準(zhǔn)頻率f為50Hz。國外有60Hz的國家(如美國)。
I、溫升與冷卻:變壓器繞組或上層油溫與變壓器周圍環(huán)境的溫度之差,稱為繞組或上層油面的溫升.油浸式變壓器繞組溫升限值為65K、油面溫升為55K。冷卻方式也有多種:油浸自冷、強(qiáng)迫風(fēng)冷,水冷,管式、片式等。
J、絕緣水平:有絕緣等級標(biāo)準(zhǔn)。絕緣水平的表示方法舉例如下:高壓額定電壓為35kV級,低壓額定電壓為10kV級的變壓器絕緣水平表示為 LI200AC85/LI75AC35,其中LI200表示該變壓器高壓雷電沖擊耐受電壓為200kV,工頻耐受電壓為85kV,低壓雷電沖擊耐受電壓為75kV,工頻耐受電壓為35kV.奧克斯高科技有限公司目前的油浸變壓器產(chǎn)品的絕緣水平為LI75AC35,表示變壓器高壓雷電沖擊耐受電壓為75kV,工頻耐受電壓為35kV,因?yàn)榈蛪菏?00V,可以不考慮。
K、聯(lián)結(jié)組標(biāo)號組。為了區(qū)別不同的連接組,常采用時(shí)鐘表示法,即把高壓側(cè)線電壓的相量作為時(shí)鐘的長針,固定在12上,低壓側(cè)線電壓的相量作為時(shí)鐘的短針,看短針指在哪一個數(shù)字上,就作為該聯(lián)結(jié)組的標(biāo)號.如Dyn11表示一次繞組是(三角形)聯(lián)結(jié),二次繞組是帶有中心點(diǎn)的(星形)聯(lián)結(jié),組號為(11)點(diǎn)。
二、變壓器五大分類:
(1)電力變壓器
目前,已在系統(tǒng)運(yùn)行的代表性產(chǎn)品包括:1150KV、1200MV·A,735~765KV、800MV·A、400~500KV、3相750MV·A或單相550MV·A,220KV、3相1300MV·A電力變壓器;直流輸電±500KV、400MV·A換流變壓器。電力變壓器主要為油浸式,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為芯式和殼式兩類。芯式生產(chǎn)量占95%,殼式只占5%。芯式與殼式相互間并無壓倒性的優(yōu)點(diǎn),只是芯式工藝相對簡單,因而被大多數(shù)企業(yè)采用;而殼式結(jié)構(gòu)與工藝都要更為復(fù)雜,只有傳統(tǒng)性工廠采用。殼式特別適用于高電壓、大容量,其絕緣、機(jī)械及散熱都有優(yōu)點(diǎn)且適宜山區(qū)水電站的運(yùn)輸。
電力變壓器是發(fā)電廠和變電所的主要設(shè)備之一。變壓器的作用是多方面的不僅能升高電壓把電能送到用電地區(qū),還能把電壓降低為各級使用電壓,以滿足用電的需要??傊龎号c降壓都必須由變壓器來完成。在電力系統(tǒng)傳送電能的過程中,必然會產(chǎn)生電壓和功率兩部分損耗,在輸送同一功率時(shí)電壓損耗與電壓成反比,功率損耗與電壓的平方成反比。利用變壓器提高電壓,減少了送電損失。
(2)配電變壓器
配電變壓器,指用于配電系統(tǒng)中根據(jù)電磁感應(yīng)定律變換交流電壓和電流而傳輸交流電能的一種靜止電器。國外配電變壓器容量能達(dá)到2500KV·A,有圓形與橢圓形鐵心形式。圓形的占絕大多數(shù),橢圓形的由于M0(鐵心柱的間距)小,因而用料可以減少,其對應(yīng)線圈為橢圓形。低壓線圈有線繞式與箔式,油箱有帶散熱管的(少數(shù))與波紋式的(大多數(shù))。
(3)干式變壓器
干式變壓器主要由硅鋼片組成的鐵芯和環(huán)氧樹脂澆注的線圈組成,高低壓線圈之間放置絕緣筒增加電氣絕緣,并由墊塊支撐和約束線圈,其零部件搭接的緊固件均有防松性能。干變有四種結(jié)構(gòu):環(huán)氧樹脂澆注、加填料澆注、繞包和浸漬式。由于干式變壓器具有抗短路能力強(qiáng)、維護(hù)工作量小、運(yùn)行效率高、體積小、噪音低等優(yōu)點(diǎn), 常用于防火、防爆等性能要求高的場所。
(4)非晶合金變壓器
非晶合金變壓器雖然抗短路性能差,噪聲大,但是節(jié)能,因此未來發(fā)展前景可觀?;谀茉垂?yīng)和環(huán)保的因素,非晶合金變壓器在中國和印度等大型發(fā)展中國家得到大量采用。以中印兩國目前的用電量來計(jì)算,若于配電網(wǎng)全面采用非晶合金變壓器的話,每年大約可節(jié)省25-30TWh發(fā)電量,以及減少2至3千萬噸二氧化碳排放。
(5)卷鐵心變壓器
卷鐵心變壓器是一種節(jié)能型電力變壓器,它創(chuàng)造性地改革了傳統(tǒng)電力變壓器的疊片式磁路結(jié)構(gòu)和三相布局,使產(chǎn)品性能更為優(yōu)化。全國現(xiàn)有形成一定的生產(chǎn)能力的立體卷鐵心變壓器生產(chǎn)廠家不多,限于技術(shù)原因,立體卷鐵心變壓器的生產(chǎn)主要集中在10kV315kVA以下油浸式配電變壓器,主要應(yīng)用于農(nóng)網(wǎng)改造項(xiàng)目。