18-3 电能的输送 知识拓展 初中物理沪科版九年级全一册（2022~2023学年）

变压器1.升压变压器升压变压器是指将电压瞬间启动，目前国内能有效做到瞬间升压的变压器生产商比较稀少，升压变压器瞬间启动升压能力比较强、升压效果较好。它区别在于无励磁调压开关不具备带负载转换档位的能力，因为这种分接开关在转换档位过程中，有短时断开过程，断开负荷电流会造成触头间拉弧烧坏分接开关或短路，故调档时必须使变压器停电。因此一般用于对电压要求不是很严格而不需要经常调档的变压器。分类高频式高频升压变压器采用高频倍压整流电路，应用最新的PWM脉宽调制技术和功率IGBT器件，并根据电磁兼容性理论，采用特殊工艺，使直流发生器实现高品质、便携式。由控制箱和倍压装置两部分组成，内设保护电阻，具有电压零位闸保护、过流及过压保护功能体积小、重量轻、便于携带、方便、安全可靠，适用于电力部门现场直流高压试验，避雷器直流特性测试及其它需要直流高压的场合。直流式直流升压变压器具有体积小、重量轻、结构紧凑、功能齐全，通用性强和使用方便等特点。特别适用于电力系统、工矿企业、科研部门等对各种高压电气设备、电气元件、绝缘材料进行汇频或直流高压下的绝缘强度试验。是高压试验中必不可少的重要设备。节能低噪：采用优质冷轧硅钢片叠装；全斜接缝：采用特殊处理工艺，有效降低了运行时的震动和噪声：以及计算机优化设计等新材料、新工艺、新技术的引入，使的变压器更加节能、更加宁静。高可靠性：提高产品质量和可靠性，将是我们不懈的追求。在质保体系及可靠性工程方面进行大量的基础研究，积极进行可靠性认证，进一步提高变压器的可靠性和使用寿命。环保特性：具有耐热性，防潮性，稳定性，化学兼容性，低温性，抗辐射性和无毒性。交流式交流升压变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压(或电流)。变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。交流升压变压器具有体积小、重量轻、结构紧凑、功能齐全，通用性强和使用方便等特点。特别适用于电力系统、工矿企业、科研部门等对各种高压电气设备、电气元件、绝缘材料进行汇频或交流高压下的绝缘强度试验。是高压试验中必不可少的重要设备。干式相对于油式变压器.千式升压变压器因没有油，也就没有火灾、爆炸、污染等问题，故电气规范、规程等均不要求干式变压器置于单独房间内。特别是新的系列，损耗和噪声降到了新的水平，更为变压器与低压屏置于同一配电室内创造了条件。干式升压变压器的安全运行和使用寿命，很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠。绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘破坏，是导致变压器不能正常工作的主要原因之一，因此对变压器的运行温度的监测及其报警控制是十分重要的，根据使用环境特征及防护要求，干式升压变压器可选择不同的外壳。通常选用IP23防护外壳，可防止直径大于12mm的固体异物及鼠、蛇、猫、雀等小动物进入，造成短路停电等恶性故障，为带电部分提供安全屏障。若须将变压器安装在户外，则可选用IP23防护外壳，除上述IP20防护功能外，更可防止与垂直线成60°角以内的水滴入。但IP23外壳会使变压器冷却能力下降，选用时要注意其运行容量的降低。低频式低频变压器铁芯磁通和施加的电压有关。在电流中励磁电流不会随着负载的增加而增加。虽然负载增加铁芯不会饱和，将使线圈的电阻损耗增加，超过额定容量由于线圈产生的热量不能及时的散出，线圈会损坏，假如你用的线圈是由超导材料组成，电流增大不会引起发热，但变压器内部还有漏磁引起的阻抗，但电流增大，输出电压会下降，电流越大，输出电压越低，所以变压器输出功率不可能是无限的。假如你又说了，变压器没有阻抗，那么当变压器流过电流时会产生特别大电动力，很容易使变压器线圈损坏，虽然你有了一台功率无限的变压器但不能用。只能这样说，随着超导材料和铁芯材料的发展，相同体积或重量的变压器输出功率会增大，但不是无限大!物理性质变压器一一静止的电磁装置，变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能。变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。变压器原理与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组，与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组，一次绕组的，二次绕组的，电压相量U1电压相量U2，电流相量I1电流相量I2电动势相量E1电动势相量E2，匝数N1数N2，同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为Φm，该磁通量称为主磁通。物理公式：U1/U2=N1/N2=I2/I1(U1、U2为电压，N1、N2为线圈匝数，I1、I2为电流)。2.降压变压器降压变压器是把指输入端的较高电压，转换为输出相对偏低的理想电压，从而达到降压的目的变压器。降压变压器是输变电系统中十分重要的设备，其正常运行不仅关系到本身的安全、用户的可靠供电，而且直接影响电力系统的稳定。降压变压器保护的配置应该满足在任何情况下，都不能烧毁变压器，使事故扩大，影响电力系统的稳定。详细介绍了其工作原理、继电保护原理、运行条件、操作及要求以及异常运行和处理方法。工作原理基本原理是电磁感应原理，现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理：当一次侧绕组上加上电压时，流过电流在铁芯中就产生交变磁通这些磁通称为主磁通，主磁通会穿过，一次，二次绕组，绕组内会产生感应电动势，这时如果二次侧接入负载，便会有电流流出，产生电能。原理说明式中：E--感应电势有效值f--频率N--数主磁通最大值由于二次绕组与一次绕组匝数不同，感应电势E1和E2大小也不同，当略去内阻抗压降后，电压大小也就不同。当变压器二次侧空载时，一次侧仅流过主磁通的电流，这个电流称为激磁电流。当二次侧加负载流过负载电流时，也在铁芯中产生磁通，力图改变主磁通，但一次电压不变时，主磁通是不变的，一次侧就要流过两部分电流，一部分为激磁电流为用来平衡，所以这部分电流随着变化而变化。当电流乘以匝数时，这就是磁势。基本运行条件220kV降压变压器担当了从220kV高压输入转化为低压的责任，其在规定的冷却条件下，可按铭牌规定运行、无论变压器分接头在任何位置，只要所加一次电压不超过相应额定值的5%，温度满足温升要求，则变压器二次侧可带额定电流。对于特殊的使用情况，允许在不超过110%的额定电压下运行，对电流与电压的相互关系如无特殊要求，当负载电流为额定电流的K(K≤1)倍时，按以下公式对电压U加以限制U(%)=110-5K2。220kV降压变压器冷却器运行要求变压器不允许在无冷却器条件下运行，冷却器应配双电源，正常使用时两段电源均投入，并互为备用。主变压器冷却器在正常运行时，除主用外，还须配一组辅助，一组备用，并按规定定期轮换使用。变压器温度极限的运行要求油浸式变压器在运行中上层油温和各部件温升不得超过一定的规定值。变压