小容量变压器(1)

变压器多个种类的分类变压器的种类很多，可按其用途、结构、相数、冷却方式等进行分类。

1.按用途分类（1）电力变压器。

主要用于电力系统中，如升压变压器、降压变压器配电变压器、联络变压器和厂用变压器等。

（2）特殊变压器。

指除用于电力系统以外的变压器，如调压器、仪用互感器（电压互感器与电流互感器）、矿用变压器、试验变压器整流变压器、电炉变压器、电焊变压器和旋转变压器等。

2.按绕组数目分类可分为自耦变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。

自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统，也可做为普通的升压或降后变压器用。

双绕组变压器用于连接电力系统中的两个电压等级。

三绕组变压器一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。

3.按相数分类可分为单相变压器、三相变压器和多相变压器。

单相变压器用于单相负荷和三相变压器组，三相变压器用于三相系统的升、降电压。

4.按冷却介质分类可分为干式变压器、油浸式变压器和充气式变压器。

干式变压器依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。

油浸式变压器依靠油作冷却介质。

5.按冷却方式分类以油浸式变压器为例，可分为油浸自冷变压器、油浸风冷变压器、油浸强迫油循环风冷变压器、油浸强迫油循环水冷却变压器和油浸强迫油循环导向冷却变压器。

6.按调压方式分可分为无激磁调压变压器和有载调压变压器。

7．按铁芯形式分1）芯式变压器：用于高压的电力变压器。

2）壳式变压器：用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器。

双绕组变压器和三绕组变压器的区别主要就是绕组数即线圈数的区别。

双绕组变压器就是里面只有两个绕组，简单点说就是两个线圈，当然变压值也是固定的，比如110KV变35KV 等，三绕组变压器就是里面有三个线圈，可以变出两组不同的电压值，如同时可以输出110KV-35KV、110KV-10KV两种电压。

双绕组变压器有一种特殊类型是三绕组变压器不存在的，那就是隔离变压器，简称隔离变。

什么是励磁涌流？变压器励磁涌流是：变压器全电压充电时在其绕组中产生的暂态电流。

变压器投入前铁芯中的剩余磁通与变压器投入时工作电压产生的磁通方向相同时，其总磁通量远远超过铁芯的饱和磁通量，因此产生极大的涌流，其中最大峰值可达到变压器额定电流的6-8倍。

励磁涌流随变压器投入时系统电压的相角，变压器铁芯的剩余磁通和电源系统地阻抗等因素而变化，最大涌流出现在变压器投入时电压经过零点瞬间（该时磁通为峰值）。

变压器涌流中含有直流分量和高次谐波分量，随时间衰减，其衰减时间取决于回路电阻和电抗，一般大容量变压器约为5-10秒，小容量变压器约为0.2秒左右。

1 概述变压器是根据电磁感应原理制成的一种静止电器，用于把低电压变成高电压或把高电压变成低电压，是交流电输配系统中的重要电气设备。

当变压器合闸时，可能产生很大的电流，本文主要论述该电流的产生和影响。

2 励磁涌流的特点当合上断路器给变压器充电时，有时可以看到变压器电流表的指针摆得很大，然后很快返回到正常的空载电流值，这个冲击电流通常称之为励磁涌流，特点如下：1)涌流含有数值很大的高次谐波分量(主要是二次和三次谐波)，因此，励磁涌流的变化曲线为尖顶波。

2)励磁涌流的衰减常数与铁芯的饱和程度有关，饱和越深，电抗越小，衰减越快。

因此，在开始瞬间衰减很快，以后逐渐减慢，经0.5～1s后其值不超过(0.25～0.5)In。

3)一般情况下，变压器容量越大，衰减的持续时间越长，但总的趋势是涌流的衰减速度往往比短路电流衰减慢一些。

4)励磁涌流的数值很大，最大可达额定电流的8～10倍。

当整定一台断路器控制一台变压器时，其速断可按变压器励磁电流来整定。

3 励磁涌流的大小3.1 合闸瞬间电压为最大值时的磁通变化在交流电路中，磁通Φ总是落后电压u90°相位角。

如果在合闸瞬间，电压正好达到最大值时，则磁通的瞬间值正好为零，即在铁芯里一开始就建立了稳态磁通，如图1所示。

在这种情况下，变压器不会产生励磁涌流。

小型变压器的简易计算：1，求每伏匝数每伏匝数=55/铁心截面例如，铁心截面=3.5╳1.6=5.6平方厘米故，每伏匝数=55/5.6=9.8匝2，求线圈匝数初级线圈n1=220╳9.8=2156匝次级线圈n2=8╳9.8╳1.05=82.32 可取为82匝次级线圈匝数计算中的1.05是考虑有负荷时的压降3，求导线直径要求输出8伏的电流是多少安？这里我假定为2安。

变压器的输出容量=8╳2=16伏安变压器的输入容量=变压器的输出容量/0.8=20伏安初级线圈电流I1=20/220=0.09安导线直径d=0.8√I初级线圈导线直径d1=0.8√I1=0.8√0.09=0.24毫米次级线圈导线直径d2=0.8√I2=0.8√2=1.13毫米经桥式整流电容滤波后的电压是原变压器次级电压的1.4倍。

小型变压器的设计原则与技巧小型变压器是指2kva以下的电源变压器及音频变压器。

下面谈谈小型变压器设计原则与技巧。

1.变压器截面积的确定铁芯截面积a是根据变压器总功率p确定的。

设计时，若按负载基本恒定不变，铁芯截面积相应可取通常计算的理论值即a=1.25 。

如果负载变化较大，例如一些设备、某些音频、功放电源等，此时变压器的截面积应适当大于普通理论计算值，这样才能保证有足够的功率输出能力。

2.每伏匝数的确定变压器的匝数主要是根据铁芯截面积和硅钢片的质量而定的。

实验证明每伏匝数的取值应比书本给出的计数公式取值降低10％～15％。

例如一只35w电源变压器，通常计算(中夕片取8500高斯)每伏应绕7.2匝，而实际只需每伏6匝就可以了，这样绕制后的变压器空载电流在25ma左右。

通常适当减少匝数后，绕制出来的变压器不但可以降低内阻，而且避免因普通规格的硅钢片经常发生绕不下的麻烦，还节省了成本，从而提高了性价比。

3.漆包线的线径确定线径应根据负载电流确定，由于漆包线在不同环境下电流差距较大，因此确定线径的幅度也较大。

一般散热条件不太理想、环境温度比较高时，其漆包线的电流密度应取2a/mm2(线径)。

变压器种类分为有哪些？变压器种类分为有哪些?答: 变压器的种类繁多,但就其⼯作原理⽽⾔,都是根据电磁感应原理(基于法拉第电磁感应定律，将某⼀种电压、电流、相数的电能转换变成另⼀种电压、电流、相数的电能)制成的⼀种静⽌的电⽓设备。

⼴泛应⽤于输配电系统和电⼦线路中，它主要起到将交流电压升⾼或降低，并保持频率不变的作⽤。

常⽤变压器的分类如下。

(1)按⽤途分为①电⼒变压器(变配电⽤):⽤于输配电系统的升压或降压,是最常⽤的⼀类变压器。

②试验变压器:产⽣⾼压,对电⽓设备进⾏耐压试验;或产⽣低阻抗的低压,对电⽓设备进⾏⼤电流试验。

③仪⽤变压器(包括⼩功率电源变压器)、电⼦变压器(电⼦开关⾼频变压器):如电压互感器、电流互感器、⽤于测量仪表和继电保护装置。

④特殊⽤途变压器:冶炼⽤的电炉变压器、矿⽤变压器(矿⽤照明和配电⽤)、船⽤变压器(船泊照明和配电⽤)、电解⽤的整流变压器、焊接⽤的交流弧焊变压器、静电除尘⽤的⾼压整流变压器，各种⽤途的调压器等。

(2)按相数分为①单相变压器:⽤于单相负荷的变压器。

②三相变压器:⽤于三相或单、三相混合负荷的变压器。

③单相变压器组:由三个完全相同的单相变压器组成三相变压器组,常⽤于⼤容量的电⼒变压器。

(3)按绕组形式分为①⾃耦变压器:⽤于连接超⾼压,⼤容量的电⼒系统。

②双绕组变压器:⽤于连接两个电压等级的电⼒系统。

③三绕组变压器:连接三个电压等级,⼀般⽤于电⼒系统区域变电站。

(4)按铁芯形式分①芯式变压器:⽤于⾼压的电⼒变压器。

②壳式变压器:⽤于⼤电流的特殊变压器,如电炉变压器电焊变压器等;或⽤于电⼦仪器及家⽤电器的电源变压器。

(5)按冷却⽅式分①油浸式变压器:如油浸⾃冷、油浸风冷、油浸⽔冷、强迫油循环和⽔内冷等。

②千式变压器:依靠空⽓对流进⾏冷却,⼀般⽤于局部照明，电⼦线路等⼩容量变压器。

③充⽓式变压器:⽤特殊化学⽓体(SF6)代替变压器散热。

④蒸发冷却变压器:⽤特殊液体代替变压器油进⾏绝缘散热。

变压器容量大小选择一、按变压器的效率最高时的负荷率βMS=Pjs/βb×cosφ2(KVA) (1)式中Pjs——建筑物的有功计算负荷KW;cosφ2——补偿后的平均功率因数，不小于0.9;βb——因此，变压器容量的最终确定就在于选定变压器的负荷率βbβb=βM=Po/PKH (2)式中Po——变压器的空载损耗;PKH——然而高层建筑中设备用房多设于地下层，为满足消防的要求，配电变压器一般选用干式或环氧树脂浇注变压器，表一为国产SGL表国产SGL型电力变压器最佳负荷率βm容量(千伏安) 500 630 800 1000 1250 1600空载损耗(瓦) 1850 2100 2400 2800 3350 3950负载损耗(瓦) 4850 5650 7500 9200 11000 13300损失比α2：2.62 2.69 3.13 3.20 3.28 3.37最佳负荷率βm% 61.8 61.0 56.6 55.2 55.2 54.5技术文章选择变压器容量的简便方法:我们在平时选用配电变压器时,如果把变压器容量选择过大,就会形成“大马拉小车”的现象。

这不仅增加了设备投资,而且还会使变压器长期处于空载状态,使无功损失增加。

如果变压器容量选择过小,将会使变压器长期处与过负荷状态,易烧毁变压器。

因此,正确选择变压器容量是电网降损节能的重要措施之一,在实际应用中,我们可以根据以下的简便方法来选择变压器容量。

高频变压器变压器容量本着“小容量，密布点”的原则，配电变压器应尽量位于负荷中心，供电半径不超过0.5千米。

配电变压器的负载率在0.5～0.6之间效率最高，此时变压器的容量称为经济容量。

如果负载比较稳定，连续生产的情况可按经济容量选择变压器容量。

对于仅向排灌等动力负载供电的专用变压器，一般可按异步电动机铭牌功率的1.2倍选用变压器容量。

一般电动机的启动电流是额定电流的4~7倍,变压器应能承受住这种冲击,直接启动的电动机中最大的一台的变压器容量,一般不应超过变压器容量的30%左右。

1、消雷器就是利用金属针状电极得电磁感应原理,使雷云电荷被中与,从而不致发生雷击现象。

( x)2、三相一次或二次重合闸属于110KV及以下线路保护测控装置在测控方面的主要功能。

（x）3、对于接线方式较为简单的小容量变电所，操作电源常常采用蓄电池（错）答案解析:小容量的变电所，操作电源常用交流电源4.电路中负荷为电阻性负载时,恢复电压等于电源电压,不利于电弧熄灭。

( 错)答案解析: 电阻性负载没有感应电流，利于灭弧。

5.如果电流表并联在线路中测量，则电流表有可能会因过载而被烧坏（对）6. 变压器异常运行状态主要包括:保护范围外部短路引起的过电流,电动机自起动等原因所引起的过负荷、油浸变压器油箱漏油造成油面降低、轻微匝间短路等。

(错)答案解析:电动机自起动不属变压器异常7.绝缘电阻可以用接地电阻测量仪来测量。

（错）答案解析:绝缘电阻用兆欧表测量。

8.电网谐波的产生主要在于电力系统中存在各种线性元件。

( 错)答案解析:主要是非线性元件产生谐波9. 电压互感器的容量是指其二次绕组允许接入的负载功率(以VA值表示)分额定容量和最大容量。

( 对)10.电力线路过电流保护的动作电流按躲过线路末端最大短路电流定。

（错）答案解析: 电力线路过电流保护的动作电流按躲过线路末端最大负荷电流定11. 额定电压和标定容量均相同的单相高压电容器,接入同一电压等级的电网时,电容器组的结线方式接成三角形和接成星形的补偿效果相同。

(错)答案解析:两种接法电容器的电压不同，一般三角形接法12.在过电压作用过去后,阀型避雷器中流过雷电流。

(错)答案解析: 过电压作用过去后，避雷器中不流过电流。

13.变压器并列运行一般允许阻抗电压有+10%的差值.若差值大,可能阻抗电压大的变压器承受负荷偏高,阻抗电压小的变压器承受负荷偏低,从而影响变压器的经济运行。

(错)答案解忻:阻抗电压小的变压器内阻也小，流过电流较大，与阻抗电压大的变压器并列，阻抗电压小的承受负荷偏大。

复习题第七章一、填空题:1、对于中、小容量变压器，可以装设单独的（）,作为变压器防止相间短路故障的主保护。

A、电流速断保护。

B、过电流保护C、差动保护D、瓦斯保护2、电力系统自动操作装置的作用对象往往是某些（），自动操作的目的是提高电力系统供电可靠性和保证系统安全运行。

A、系统电压B、系统频率C、断路器.D、发电机3、微机保护装置的（）也叫数据采集系统.A、交流电压输入系统B、模拟量输入系统.C、开关量输入系统D、开关量输出系统4、（）是指当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现。

A、主保护B、远后备保护.C、辅助保护D、近后备保护5、下列关于回路编号的说法,不正确的是( ）。

A、需要标明回路的相别时,可在数字编号的前面增注文字或字母符号B、在电气回路中,连于一点上的所有导线均标以相同的回路编号C、经动断触点相连的两段线路给于相同的回路编号.D、电气设备的线圈所间隔的线段，给于不同的标号6、对于接线方式较为简单的小容量变电所,操作电源常常采用（ )。

A、直流操作电源B、交流操作电源.C、逆变操作电源D、蓄电池7、小母线编号中,( ）用-XM表示。

A、直流控制母线正极B、直流信号母线正极C、直流信号母线负极 .D、直流控制母线负极8、继电保护动作的选择性，可以通过合理整定（ )和上下级保护的动作时限来实现。

A、动作电压B、动作范围C、动作值。

D、动作电流9、（）其动作时间随电流的大小而变化,电流越大动作时间越长，电流越小动作时间越短。

A、电流速断保护B、定时限过电流保护C、反时限过电流保护。

D、限时电流速断保护10、变压器容量在（）kVA以下的变压器、当过电流保护动作时间大于0。

5s时，用户3~10kV配电变压器的继电保护，应装设电流速断保护.A、6300B、8000C、10000。

D、1200011、下列( )属于电气设备故障。

A、过负荷B、单相短路。

C、频率降低D、系统振荡12、下列（）表示I段电压小母线A相.A、1YMaB、1Ya.C、1YNAD、1Yna13、高压电动机发生单相接地故障时,只要接地电流大于（）,将造成电动机定子铁芯烧损。

【学习目标】1. 知道变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理。

2. 通过实验，探究理想变压器的原、副线圈中的电压与匝数的关系，电流与匝数的关系。

3. 了解变压器在生活中的应用。

【自主学习】1.仔细观察右图变压器模型: 总结变压器基本构造： ______________________________ 原线圈和副线圈的区别是什么？画出变压器在电路中的符号：的电压为多大？为什么？2.什么是理想变压器？你是怎样理解“理想”的意义的？理想变压器和实际变压器的相比，有哪些理想化？4. 什么是变压器的输入功率？什么是变压器的输出功率？5. 什么是变压器的效率？理想变压器的效率为多大？6. 什么是升压变压器？什么是降压变压器？【自主学习检测】如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2=4∶1，当导线AB 在匀强磁场中作匀速直线运动切割磁感线时，电流表A 1的示数为12mA ，则电流表2的示数为（ ） A ．3mA B ．48mA C ．0D ．因不知负载R 的数值，无法求出【自主学习反馈】通过预习发现的问题有哪些？【分组实验1】将变压器和学生电源组成以下电路，观察小灯泡的发光情况 （1） 将原线圈接在交流电压2V 上，小灯泡是否能够发光？（电源接在原线圈的0、1接线柱，副线圈的0、2接线柱接在灯泡两端） （2）将原线圈接在稳压2V 上，看小灯泡能否能够发光？（电源接在原线圈的0、1接线柱，副线圈的0、2接线柱接在灯泡两端）（3）分析上述实验中小灯泡不发光和发光的原因？并回答在稳恒电压的电路中，能否用变压器改变电压？【分组实验2】将原线圈接在学生电源的交流输出上，用 多用电表分别测出原线圈和副线圈两端的 电压。

完成下列表格：根据以上实验你可以得到原副线圈的电压大小满足什么关系？a b a b【合作探究3】理想变压器的3个特点：1. 无能量损失，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率。

2. 无磁场损失，理想变压器的磁场完全集中在铁芯内。