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变压器的结构和⼯作原理变压器是利⽤电磁感应原理传输电能、信号的器件。
它具有变压、变流、变阻抗、隔离的作⽤，种类繁多应⽤⼴泛。
例如：1.电⼒系统中，升压远距离输电（如：10KV输电线路），⽤户端降压供电（如：220V市电）；2.实验室利⽤⾃耦变压器改变电源电压；3.测量上利⽤变压器扩⼤对交流电压、电流的测量范围；4.电⼦设备和仪器中利⽤变压器提供多种电压和传递信号并隔离电路上的联系。
变压器虽然⼤⼩悬殊，⽤途各异，但基本结构和⼯作原理是相同的。
变压器的结构变压器由铁芯和绕组两个基本部分组成，如下图所⽰，是它的⽰意图和符号。
变压器的结构⽰意图与符号这是⼀个简单的双绕组变压器，在⼀个闭合的铁芯上套有两个绕组，绕组与绕组之间以及绕组与铁芯之间都是绝缘的。
绕组通常⽤绝缘的铜线或铝线绕成，其中⼀个绕组与电源相连，称为⼀次绕组，另⼀个绕组与负载相连，称为⼆次绕组。
为了减少铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗，变压器的铁芯⼤多⽤0.35～0.5 mm厚的硅钢⽚叠成，为了降低磁路的磁阻，⼀般采⽤交错叠装⽅式，即将每层硅钢⽚的接缝错开。
如下图所⽰为⼏种常见的铁芯形状。
⼏种常见的铁芯形状变压器按铁芯和绕组的组合⽅式，可分为⼼式和壳式两种，如下图所⽰。
变压器的结构形式⼼式变压器的铁芯被绕组所包围，它的⽤铁量⽐较少，多⽤于⼤容量的变压器，如电⼒变压器。
壳式变压器的绕组被铁芯锁包围，它的⽤铁量⽐较多，但不需要专门的变压器外壳，常⽤于⼩容量的变压器，如各种电⼦设备和仪器中的变压器。
变压器的⼯作原理变压器的⼯作原理，我们将从空载运⾏、负载运⾏、阻抗变换，三种情况进⾏讲述。
1.空载运⾏如下图所⽰，变压器的空载运⾏⽰意图。
变压器的空载运⾏变压器的⼀次绕组接上交流电压【u1】，⼆次侧开路，这种运⾏状态称为空载运⾏。
这时⼆次绕组中的电流i2=0，电压为开路电压【u20】，⼀次绕组通过的电流为空载电流【i10】，各量的⽅向按习惯参考⽅向选取。
上图中【N1】为⼀次绕组的匝数，【N2】为⼆次绕组的匝数。
变压器的基本原理变压器是利用线圈互感特性构成的一种元器件，几乎在所有的电子产品中都要用到。
它原理简单，但根据不同的使用场合（不同的用途），变压器的绕制工艺会有所不同。
变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等。
它是由一个初级线圈（线圈圈数n1）及一个次级线圈（线圈圈数n2）环绕著一个核心。
常用的铁心形状一般有E型和C型。
E1是初级电压，E2是次级电压。
E2 = E1×（n2/n1）上图是变压器的原理简体图，当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流I1并产生交变磁通ф1，它沿着铁心穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路，在次级线圈中感应出互感电势U2，同时ф1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1，E1的方向与所加电压U1方向相反而幅度相近，从而限制了I1的大小。
为了保持磁通ф1的存在就需要有一定的电能消耗，并且变压器本身也有一定的损耗，尽管此时次级没接负载，初级线圈中仍有一定的电流，这个电流我们称为“空载电流”。
如果次级接上负载，次级线圈就产生电流I2，并因此而产生磁通ф2，ф2的方向与ф1相反，起了互相抵消的作用，使铁心中总的磁通量有所减少，从而使初级自感电压E1减少，其结果使I1增大，可见初级电流与次级负载有密切关系。
当次级负载电流加大时I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好补充了被ф2 所抵消的那部分磁通，以保持铁心里总磁通量不变。
如果不考虑变压器的损耗，可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。
变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压，但是不能改变允许负载消耗的功率。
下图是各种变压器的电路符号，从变压器的电路符号可以看出变压器的线圈结构。
图(a)所示变压器共有两组线圈，即1～2为一次线圈（又称为初级线圈，线圈又称为绕组），3～4位二次线圈（又称为次级线圈）。
电路符号中垂直的实线表示这一变压器有铁心。
变压器差动保护的基本原理及逻辑图The Basic Principle and Logic Diagram of XXXXXX is similar to that of longitudinal differential n。
both of which compare the phase and magnitude of the currents on both sides of the protected XXX。
due to the unequal rated current on the high and low voltage sides of the transformer and the often different phase of the currents on both sides。
it is XXX。
For example。
in the double-XXX 8-5.XXX:1.XXX current and methods to e it.XXX to the current that can reach 6-8 times the rated current of the XXX on no-load or when the external fault is removed and the power supply is restored。
This is because the ic flux in the XXX by 90 degrees in steady state。
When the voltage instantaneous value u=0.the ic flux in the iron core is -Φm。
However。
because the ic flux in the iron core cannot change abruptly。
a dic component of ic flux +Φm will appear。
电容补偿柜原理介绍以及特点（附加原理图）来源：电⼯维修学习1、电⼒电容器的补偿原理电容器在原理上相当于产⽣容性⽆功电流的发电机。
其⽆功补偿的原理是把具有容性功率负荷的装置和感性功率负荷并联在同⼀电容器上,能量在两种负荷间相互转换。
这样,电⽹中的变压器和输电线路的负荷降低,从⽽输出有功能⼒增加。
在输出⼀定有功功率的情况下,供电系统的损耗降低。
⽐较起来电容器是减轻变压器、供电系统和⼯业配电负荷的简便、经济的⽅法。
因此,电容器作为电⼒系统的⽆功补偿势在必⾏。
当前,采⽤并联电容器作为⽆功补偿装置已经⾮常普遍。
2、电⼒电容器补偿的特点2.1、优点电⼒电容器⽆功补偿装置具有安装⽅便,安装地点增减⽅便;有功损耗⼩(仅为额定容量的0.4 %左右);建设周期短;投资⼩;⽆旋转部件,运⾏维护简便;个别电容器组损坏,不影响整个电容器组运⾏等优点。
2.2、缺点电⼒电容器⽆功补偿装置的缺点有:只能进⾏有级调节,不能进⾏平滑调节;通风不良,⼀旦电容器运⾏温度⾼于70 ℃时,易发⽣膨胀爆炸;电压特性不好,对短路稳定性差,切除后有残余电荷;⽆功补偿精度低,易影响补偿效果;补偿电容器的运⾏管理困难及电容器安全运⾏的问题未受到重视等。
以上是对电容柜的特点和知识简介下⾯是详细解说关于电容补偿柜的⼀些知识低压电容补偿柜也叫低压⽆功补偿装置MSCGD，⼯作原理是根据电⽹向⽤电设备提供的负载电流由有功电流和⽆功电流两部分组成，⽆功电流在电源和负载之间往复交换，⼤⼤占⽤电⽹，使供电设备的供电能⼒⼤⼤降低，使功率因数降低。
就是⽤装置产⽣的容性⽆功电流快速、准确地跟踪抵消电⽹中的感性⽆功电流，从⽽提⾼功率因数，保证⽤电质量，提⾼供电设备的供电能⼒，并减⼩电路中的损耗。
⼀般来说，低压电容补偿柜由柜壳、母线、断路器、隔离开关，热继电器、接触器、避雷器、电容器、电抗器、⼀、⼆次导线、端⼦排、功率因数⾃动补偿控制装置、盘⾯仪表等组成。
电容器柜功能及其结构电容器补偿柜的作⽤电容补偿柜的作⽤是提⾼负载功率因数，降低⽆功功率，提⾼供电设备的效率；电容柜是否正常⼯作可通过功率因数表的读数判断，功率因数表读数如果在0.9左右可视为⼯作正常。
1、电特性原理图2、绕制结构图3、绕组说明在左侧使用3.00 mm边距（材料项[3]）。
在右侧使用3.00 mm边距（材料项[3]）。
取消屏蔽1绕组以引脚1作为起始引脚，在起始端使用材料项[5]，再使用材料项[7]绕14圈（x 2线），从左到有刚好一层。
沿与初级绕组相同的旋转方向进行绕制。
保持取消屏蔽绕组的这一端不连接。
将末端弯折90度，在骨架中部切断导线。
添加1层胶带（材料项[4]）以将绕组固定到位。
初级绕组以引脚2作为起始引脚，在起始端使用材料项[5]，再使用材料项[7]绕59圈（x 1线） 在2层中从左向右。
在第1层结束时，继续从右向左绕下一层。
在最后一层上，使绕组均匀分布在整个骨架上。
以引脚1作为结束引脚，使用材料项[5]在此引脚上结束该绕组。
添加1层胶带（材料项[4]）以进行绝缘。
偏置绕组以引脚5作为起始引脚，在起始端使用材料项[5]，再使用材料项[7]绕9圈（x 2线）。
沿与初级绕组相同的旋转方向进行绕制。
使绕组均匀分布在整个骨架上。
以引脚4作为结束引脚，使用材料项[5]在此引脚上结束该绕组。
添加1层胶带（材料项[4]）以进行绝缘。
初级屏蔽2绕组保持该绕组起始点不连接，绕1圈（使用材料项[8]）。
沿与初级绕组相同的旋转方向进行绕制。
以引脚1作为结束引脚，使用材料项[5]在此引脚上结束该绕组。
添加3层胶带（材料项[4]）以进行绝缘。
次级绕组以引脚8作为起始引脚，在起始端使用材料项[5]，再使用材料项[9]绕3圈。
沿与初级绕组相同的旋转方向进行绕制。
以引脚10作为结束引脚，使用材料项[5]在此引脚上结束该绕组。
添加1层胶带（材料项[4]）以进行绝缘。
以引脚6作为起始引脚，在起始端使用材料项[5]，再使用材料项[10]绕7圈（x 2线）。
使绕组均匀分布在整个骨架上。
沿与初级绕组相同的旋转方向进行绕制。
以引脚8作为结束引脚，使用材料项[5]在此引脚上结束该绕组。
差动变压器的结构及原理一、差动变压器的结构差动变压器的结构形式较多，有螺管式和变隙式、变面积式等。
在非电虽测量中，应用最多的是螺线管式差动变压器，它uJ以测量1一l oo mm机械位移，并具有测旦精度高、灵敏度高、结构简单、性能uJ靠等优点。
图5—1所不为螺管式差动变压器的典型结构。
螺傍式差动变压器出绝缘框架、铁芯(也称衔铁)祁三组线圈构成。
一组为初级线圈，另的ATMEL代理商组为次吸线阁。
初级为激励输入，两个次级线圈反串输出。
变隙式差动变乐器的结构如图i—2所示。
变隙式的义敏度较高，但测量范围小．uf均于测量几微米到几百微米的线位移。
变面积式差动变压器的结构AlI图5—3所水。
变面积式差动变压器可测角位移，图不为两极型，还可制戊四极、入极、十六极型，一般可分辨军点几角秒以下的微小角位移，线性范围达il()‘。
二、差动变压器的工作原理亢忽略线圈肖生屯容与铁心损耗的悄况下，差动变压器的等效电路如图5九、i——初级线圈激励电压与电流(频率为c。
)；LL、及l——初级线圈电感与电阻；MI、M2——初级与次级线冈[、2间的互感；山l、Id!，R2l、Rn——两个次级线圈的41感与吧阻。
当初级线圈施以频率为ATMEL代理b的激励电压uI时，根据变乐器原理，差动变乐器的开路输出电压为两次级线圈的感应电动势之差：当衔铁处于个间位量时，各两次级线圈参数、磁路尺寸相等，RI三、差动变压器的主要特性1．输出特性差动变压器的http://www.ebv.hk输出特性如图5示(1)零点残余电动势回(a)为单个次级线圈的输出特性；图(b)为差动变压器的输出特性。
乙。
、zz?分别为两次级线圈的输出感应电动势．z／z为差动输出电压，X为衔铁偏离中心位置的距离。
图中实线为理想的输出特性，虚线表不实际的输出特性。
L—o则为零点残余电动势(或称为零点残余电压)。
它表示在被测位移为零时，差动变压器的输出不为零，有一微小的输出电压。
它的存在，使得传感器的输出特性在零点附近不灵敏，带来测量误差。
变压器差动保护的基本原理及逻辑图1、变压器差动保护的工作原理与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。
2、变压器差动保护与线路差动保护的区别：由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。
因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。
例如图8-5所示的双绕组变压器8.3.2变压器纵差动保护的特点1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法（1）励磁涌流：在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。
（2）产生励磁涌流的原因因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。
但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。
此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。
（3）励磁涌流的特点：①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。
②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。
③励磁涌流的波形出现间断角。
表8-1 励磁涌流实验数据举例（4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施：①采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护；②利用二次谐波制动原理构成的差动保护；③利用间断角原理构成的变压器差动保护；④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。
2、不平衡电流产生的原因（1）稳态情况下的不平衡电流①变压器两侧电流相位不同电力系统中变压器常采用Y，d11接线方式，因此，变压器两侧电流的相位差为30°，如下图所示，Y侧电流滞后△侧电流30°，若两侧的电流互感器采用相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流也相差30°左右，从而产生很大的不平衡电流。
微机变压器差动保护一、微机变压器差动保护中电流互感器二次电流的相位校正问题电力系统中变压器常采用Y/D-11接线方式，因此，变压器两侧电流的相位差为30°。
如果不采取措施，差回路中将会由于变压器两侧电流相位不同而产生不平衡电流。
必需消除这种不平衡电流。
（一）用电流互感器二次接线进行相位补偿其方法是将变压器星形侧的电流互感器接成三角形，将变压器三角形侧的电流互感器接成星形，如图1所示图1变压器为Y o/△ -11连接和TA/Y连接的差动保护原理接线・・■■jioTh采用相位补偿后，变压器星形侧电流互感器二次回路差动臂中的电流I A2、丨B2、G ， 刚好与三角形侧的电流互感器二次回路中的电流I a2、G 、I c2同相位，如图2所示。
) 用保护内部算法进行相位补偿 当变压器各侧电流互感器二次均采用星型接线时，其二次电流直接接入保护装置，从而简化了 TA 二次接线，增加了电流回路的可靠性。
但是如图 3当变压器为Y o / △ -11连接 时，高、低两侧TA 二次电流之间将存在30°的角度差，图4(a )为TA 原边的电流相量图。
图2向量图图3变压器为Y △ -11连接和TA 为Y/Y 连接的差动保护原理接线为消除各侧TA 二次电流之间的角度差，由保护软件通过算法进行调整1、常规差动保护中电流互感器二次电流的相位校正大部分保护装置采用 Y -△变化调整差流平衡，如四方的 CST31南自厂的PST-12O0WBZ-500H 南瑞的LFP-972、RCS-985等，其校正方法如下：丫0侧：IA2 = ( I A2 — I B2 ) / 3 I B2 = ( I B2 — I C2 ) / - 3I C2 = (I C2 — I A2 ) /3△侧：I a2=I a2 I b2 = Ib2 I c2=I c2式I A2、l B2、G 为Y 0侧TA 二次电流，I A 2、&、G 为侧校正后的各相电流；I a2、b2、I c2为△侧TA 二次电流，I a2、I b2、丨c2为△侧校正后的各相电流经过软件校正后，差动回路两侧电流之间的相位一致，见图 4 (b )所示。
