圖文詳解認識變壓器

一、變壓器的種類和功能特點

  變壓器是一種用來變換電壓、電流或阻抗的電氣部件，是電力系統中輸配電力的主要設備，其實物外形如圖1-1所示。

  

  圖1-1 變壓器的實物外形

  在遠距離傳輸電力時，可使用變壓器將發電站送出的電壓升高，以減少在電力傳輸過程中的損失，以便于遠距離輸送電力；在用電的地方，變壓器將高壓降低，以供用電設備和用戶使用。變壓器的分類方式有很多種，根據其電源相數的不同，主要可以分為單相變壓器和三相變壓器。

  1.單相變壓器的功能特點

  

  圖1-2 單相變壓器的結構特點

  單相變壓器是一種初級繞組為單相繞組的變壓器。如圖1-2所示，單相變壓器的初級繞組和次級繞組均纏繞在鐵芯上，初級繞組為交流電壓輸入端，次級繞組為交流電壓輸出端。次級繞組的輸出電壓與線圈的匝數成正比。

  單相變壓器可將高壓供電變成單相低壓，供各種設備使用，例如可將交流6600V高壓經單相變壓器變為交流220V低壓，為照明燈或其他設備供電，如圖1-3所示。單相變壓器有結構簡單、體積小、損耗低等優點，適宜在負荷較小的低壓配電線路（60Hz以下）中使用。

  

  圖1-3 單相變壓器的功能示意圖

  單相變壓器多用于農村輸配電系統中，以及一些照明或小型電動機的供電中，其應用實例如圖1-4所示。此外在很多電子電氣設備中，它也可作為電源變壓器使用。

  

  圖1-4 單相變壓器的應用實例

  2.三相變壓器的功能特點

  三相變壓器是電力設備中應用比較多的一種變壓器。三相變壓器實際上是由3個相同容量的單相變壓器組合而成的，初級繞組（高壓線圈）為三相，次級繞組（低壓線圈）也為三相，如圖1-5所示。

  圖1-5 三相變壓器的結構特點

  三相變壓器主要用于三相供電系統中的升壓或降壓，比較常用的就是將幾千伏的高壓變為380V的低壓，為用電設備提供動力電源，如圖1-6所示。

  

  圖1-6 三相變壓器的功能示意圖

  三相變壓器的應用范圍比較普遍，例如變電站、工礦企業、建筑工地、排灌設備、郵電、紡織、鐵路、學校、醫院、國防、電梯等，同時也適用于一些電源電壓低、波動較大的低壓配電線路中。其應用實例如圖1-7所示。

  

  圖1-7 三相變壓器的應用實例

   二、變壓器的型號與技術參數

  電氣系統中應用較多的就是電力變壓器，由于電力變壓器的種類很多，其型號的標識以及參數也有所不同，因此常常將這些型號與參數標識在變壓器的銘牌上，以便于在安裝和檢修時進行查看。圖1-8所示為典型電力變壓器的銘牌標識。

  

  圖1-8 典型電力變壓器的銘牌標識

  在變壓器的銘牌上，標識有該變壓器的型號以及技術參數等內容，下面分別介紹一下變壓器的型號含義和技術參數。

  1.變壓器的型號含義

  變壓器的種類有很多，為了便于區別各種不同類型的變壓器，通常使用字母或數字對變壓器的型號命名進行標識。變壓器的型號通常是由字母和數字組成的，用來表示變壓器的相數、冷卻方式、調壓方式、繞組線芯材料、繞組連接方式等內容，如圖1-9所示。

  

  圖1-9 變壓器的型號命名方法

  產品名稱：變壓器的產品名稱通常用字母來表示，表示產品的線圈耦合方式、相數、冷卻方式、線圈數、線圈導線材質、調壓方式以及特殊用途等內容，見表1-1所列。

  

  表1-1 變壓器的產品名稱含義

  

  續表

  設計序號：也稱技術序號，用數字表示，表示同類產品中的不同品種，以區分產品的外形尺寸和性能指標等，有時會被省略。

  額定容量：變壓器的額定容量用“kVA”來表示，可以讀作“千伏安”。變壓器使用kVA作單位，原因是在負載沒有確定的情況下，是不能得到有功功率（符號P，單位kW）和無功功率（符號Q，單位kvar）的大小的，只能使用kVA為單位表示功率，例如1kVA的變壓器的輸出功率約為1kW。

  高壓側額定電壓：變壓器的高壓側額定電壓即為初級繞組輸入端輸入的額定電壓值，一般用字母“kV”表示，例如10kV表示變壓器初級繞組可輸入10kV的電壓。

  2.變壓器的主要技術參數

  變壓器的主要技術參數一般都標注在變壓器的銘牌上，一般包括額定容量、額定電壓、額定電流、冷卻方式、額定頻率、絕緣電阻、繞組聯結組、相數、阻抗電壓等，如圖1-10所示。

  

  圖1-10 變壓器銘牌上的技術參數標識

  此外，變壓器的技術參數還有空載損耗、負載損耗、溫升方式、空載電流、吊重、油重、總重、運輸重、油箱耐受真空能力等，如圖1-11所示。

  

  圖1-11 變壓器的其他技術參數

    三、變壓器在線路中的符號標識

  變壓器一般用于電氣設備的控制線路以及配電線路中，是電氣設備控制線路中比較常用的設備之一，因此了解變壓器在線路中的符號標識也是非常重要的。變壓器在線路中一般用字母“T”表示，并使用圖形符號進行標識，如圖1-12所示。

  

  圖1-12 變壓器在線路中的符號標識

  變壓器的一般圖形符號有兩種，分別用于配電線路和電氣線路中，其中電壓輸入端為變壓器的初級繞組，電壓輸出端為變壓器的次級繞組。此外帶有磁芯或中心抽頭的變壓器，在其圖形符號中也有所表示，如圖1-13所示。

  

  圖1-13 變壓器的圖形符號

  

  圖1-14 三繞組變壓器的圖形符號

  有些三相變壓器在圖形符號中還可以體現出變壓器的連接方式，如圖1-15所示。

  

  圖1-15 三相變壓器圖形符號表示的連接方式

  在實際的線路中，單相變壓器的連接方式有兩種，分別為串聯方式和并聯方式，如圖1-16所示。變壓器經串聯可以得到較大的額定電壓，而并聯可以得到較大的額定電流。

  

  圖1-16 單相變壓器在線路中的連接方式

  三相變壓器內部的繞組較多，常用的就是星形（Y形）的聯結方式，這種結構是指三相變壓器的初級繞組以Y形進行聯結，即每個繞組的末端連接到中性點上，繞組的另一端與相應的線路進行連接，如圖1-17所示。

  

  圖1-17 三相變壓器星形聯結方式

  三相變壓器在線路中常用的就是Y-Y形聯結，即初級繞組和次級繞組均用Y形的聯結方式，如圖1-18所示。

  

  圖1-18 三相變壓器Y-Y形聯結方式

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