电工电子学论文

电工电子学论文电工电子学论文/电工电子学论文变压器在实际中的用途摘要：变压器是应用法拉第电磁感应定律而升高或降低电压的装置。变压器通常包含两组或以上的线圈。主要用途是升降交流电的电压、改变阻抗与分隔电路。一个简单的单相变压器由两块导电体组成。当其中一块导电体有一些不定量的电流(如交流电或脉冲式的直流电)通过，便会产生变动的磁场。根据电磁的互感原理，这变动的磁场会使第二块导电体产生电势差。圈数较多的一方电压较高但电流较小，反之亦然。如果撇除泄漏等因素，变压器两方的电压比例相等于两方的线圈圈数比例，亦即电压与圈数成正比。以算式表示如下：因此可以减小或者增加原线圈和副线圈的匝数比，从而升高或者降低电压，变压器的这个性质使它成为转换电压的重要设备。关键词：变压器用途Abstract:Atransformerisanelectricaldevicethattransfersenergybyinductivecouplingbetweentwoormoreofitswindings.Avaryingcurrentintheprimarywindingcreatesavaryingmagneticfluxinthetransformer'scoreandthusavaryingmagneticfluxthroughthesecondarywinding.Thisvaryingmagneticfluxinducesavaryingelectromotiveforce,or"voltage",inthesecondarywinding.Thiseffectiscalledinductivecoupling.Ifaloadisconnectedtothesecondarywinding,currentwillflowinthiswinding,andelectricalenergywillbetransferredfromtheprimarycircuitthroughthetransformertotheload.TransformersmaybeusedforAC-to-ACconversionofasinglepowerfrequency,orforconversionofsignalpoweroverawiderangeoffrequencies,suchasaudioorradiofrequencies.Inanidealtransformer,theinducedvoltageinthesecondarywindingisinproportiontotheprimaryvoltageandisgivenbytheratioofthenumberofturnsinthesecondarytothenumberofturnsintheprimaryasfollows:Byappropriateselectionoftheratioofturns,atransformerthusenablesanalternatingcurrentvoltagetobe"steppedup"bymakingNsgreaterthanNp,or"steppeddown"bymakingNslessthanNp.Thewindingsarecoilswoundaroundaferromagneticcore,air-coretransformersbeinganotableexception.Keywords:transformerapplication变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件,它具有变压、变流和变阻抗的作用。变压器的种类很多,应用十分广泛。比如在电力系统中用电力变压器把发电机发出的电压升高后进行远距离输电,到达目的地后再用变压器把电压降低以便用户使用,以此减少传输过程中电能的损耗;在电子设备和仪器中常用小功率电源变压器改变市电电压,再通过整流和滤波,得到电路所需要的直流电压;在放大电路中用耦合变压器传递信号或进行阻抗的匹配等等。变压器虽然大小悬殊,用途各异,但其基本结构和工作原理却是相同的。干式电力变压器承受热冲击能力强，过负载能力大、难燃、防火性能高、低损耗、局部放电量小、噪声低、不产生有害气体、不污染环境、对湿度、灰尘不敏感、体积小、不开裂、维护简便。因此，最适宜用于防火要求高，负荷波动大以与污秽潮湿的恶劣环境中。如：机场、发电厂、冶金作业、医院、高层建筑、购物中心、居民密集区以与石油化工、核电站、核潜艇等特殊环境中。绕组是变压器的电路部分。高、低压线圈按额定容量大小分别采用干式变压器高、低压线圈采用德国MKM公司进口的优质铜箔E－Cu58绕制。绕组优化设计，使得电流和温度沿绕组均匀分布，并使绕组在雷电冲击全波试验时得到最佳的电位分布。变压器的高压端连接6kV/10kV电缆，低压绕组端子连接低压动力中心的主母线。低压绕组中性点端子根据不同的接地方式引接至高阻箱或通过绝缘铜绞线连接到外壳的接地母线。圆铜线，扁铜线，铜箔绕制，采用瑞士汽巴嘉基带填料环氧树脂系统，玻璃丝纤维增强，在真空状态下实现无气泡浇注。铜带从德国进口，两边缘呈圆弧形，消除了由于边缘毛刺破坏线圈匝间绝缘的危险，使得线圈匝间绝缘更可靠。蜂窝式冷却气道设置均匀密集合理，散热好，过载能力强。铁芯是变压器的磁路部分。铁芯采用优质高导磁低损耗冷轧晶粒取向硅钢片制造、45℃全斜接缝，步进叠装结构。芯柱采用高强度绝缘带绑扎紧实牢固，平板式夹件具有良好的通风效果。高、低压线圈与铁芯组装时，均有弹性支承。整体具有减振功能和很好的抗短路冲击性能。在运行中一经发生绝缘击穿，就会造成绕组的短路或接地故障。匝间短路时的故障现象是变压器过热油温增高，电源侧电流略有增大，各相直流电阻不平衡，有时油中有吱吱声和咕嘟咕嘟的冒泡声。轻微的匝间短路可以引起瓦斯保护动作；严重时差动保护或电源侧的过流保护也会动作。发现匝间短路应与时处理，因为绕组匝间短路常常会引起更为严重的单相接地或相间短路等故障。常见的故障是表面熔化与灼伤，相间触头放电或各接头放电。主要原因有：连接螺丝松动；带负荷调整装置不良和调整不当；分接头绝缘板绝缘不良；接头焊锡不满，接触不良，制造工艺不好，弹簧压力不足；油的酸价过高，使分接开关接触面被腐蚀。变压器在遭受突发短路时，高低压侧都将受很大的短路电流，在断路器来不与断开的很短时间内，短路电流产生与电流平方成正比的电动力将作用于变压器的绕组，此电动力可分为辐向力和轴向力。在短路时，作用在绕组上的辐向力将使高压绕组受到张力，低压绕组受到压力。由于绕组为圆形，圆形物体受压力比受张力更容易变形，因此，低压绕组更易变形。在突发短路时产生的轴向力使绕组压缩和使高低压绕组发生轴向位移，轴向力也作用于铁芯和夹件。过电压可分为大气过电压和操作过电压两种：(1)大气过电压：输电线路直接遭雷击或雷云放电时,电磁场的剧烈变化所引起的过电压称为大气过电压;(2)操作过电压：当变压器或线路上的开关进行合闸或拉闸操作时,因系统中电磁能量振荡和积聚而产生的过电压称为操作过电压。变压器的这两种过电压都是作用时间短促的瞬变过程。操作过电压一般为额定电压的3.0一4.5倍，而大气过电压数值很高，可达额定电压的8一12倍，并且绕组中电压分布极不均匀，进线端头部分线匝受到的电压很高。因此，必须采取必要的措施，防止过电压的发生和进行有效的保护。励磁变压器励磁变压器是一种专门为发电机励磁系统提供三相交流励磁电源的装置，励磁系统通过可控硅将三相电源转化为发电机转子直流电源，形成发电机励磁磁场，通过励磁系统调节可控硅触发角，达到调节电机端电压和无功的目的。通常接于发电机出口端，因发电机出口电压较高，而励磁系统额定电压较低，故需一个降压变压器。主要由三部分组成：1、串联变压器，他的一次线圈与发电机定子线圈的中性端串在一起。其主要作用是在发电机有短路状态或不对称状态下起到稳定的作用，并担任主要励磁作用。2、并联变压器，他的一次线圈与发电机定子线圈的出口端并在一起。其主要作用是从发电机的输出端口取得合适的电压，与串联变压器一起给整流器供电。3、整流器。其作用是给发电机