变压器原理及种类

常用变压器的种类与特点

一、常用变压器的分类可归纳如下：

(1)按相数分：

1)单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。

2)三相变压器：用于三相系统的升、降电压。

(2)按冷却方式分：

1)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。

2)油浸式变压器：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。

(3)按用途分：

1)电力变压器：用于输配电系统的升、降电压。

2)仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置。

3)试验变压器：能产生高压，对电气设备进行高压试验。

4)特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、调整变压器等。

(4)按绕组形式分：

1)双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。

2)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)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。

真空断路器灭弧原理？

在真空断路器分断瞬间，由于两触头间的电容存在，使触头间绝缘击穿，产生真空电弧。由于触头形状和结构的原因，使得真空电弧柱迅速向弧柱体外的真空区域扩散。当被分断的电流接近零时，触头间电弧的温度和压力急剧下降，使电弧不能继续维持而熄灭。电弧熄灭后的几μs内，两触头间的真空间隙耐压水平迅速恢复。同时，触头间也达到了一定距离，能承受很高的恢复电压。所以，一般电流在过零后，不会发生电弧重燃而被分断。这就是其灭弧的原理。

SF6开关的灭弧原理

10kV SF6断路器灭派性能优良，不仅在于SF6气体本身，而且采用旋弧式灭弧室。目前，国内外在10kV 电压级的SF6断路器研制上，广泛采用了具有良好灭弧性能的旋弧式灭抓室，它利用短路电流来建立磁场，使电弧在电磁力的作用下高速旋转，以达到自动灭弧的作用。其灭弧原理从图1可见：当短路开始，电信号反馈到脱扣器，使开关分闸。在分闸的瞬间，动触头和静触头之间就产生了电弧。动触头继续向下运动，电弧很快转移到引弧电极上。此时，绕在圆筒电极外而串联在静触头与圆筒电极之间的磁吹线圈通过短路电流，因而产生了磁场，于是电磁力驱使电弧高速旋转，在SF6气体中，电弧的高速旋转使得其离子体不断地与新鲜的SF6气体接触，以充分发挥六氟化硫的负电性，从而迅速地熄灭电弧。

油断路器的灭弧原理

当油断路器开断电路时，只要电路中的电流超过0.1A，电压超过几十伏，在断路器的动触头和静触头之间就会出现电弧，而且电流可以通过电弧继续流通，只有当触头之间分开足够的距离时，电弧熄灭后电路才断开。1OkV少油断路器开断20KA时的电弧功率，可达一万千瓦以上，断路器触头之间产生的电弧弧柱温度可达六七千度，甚至超过1万度。

油断路器的电弧熄灭过程是，当断路器的动触头和静触头互相分离的时候产生电弧，电弧高温使其附近的绝缘油蒸发气化和发生热分解，形成灭弧能力很强的气体（主要是氢气）和压力较高的气泡，使电弧很快熄灭。

灭弧的种类：灭弧有磁吹，纵缝灭弧，横吹的等等！

磁吹当然是利用磁力来灭弧。因为电弧本身就是一个比较大的电流，用线圈通上电流，当然线圈必须是在电弧的两边，把电弧加在中间！当有电弧的时候，线圈用自己本身的磁力，把电弧拉长，让他自动熄灭！

可以引申以下，原先的断路器是用油来灭弧（当然不是单纯的用油），也就是电弧形成时，会把油电离，电离出来的氢气会把电弧吹灭！现在的SF6断路器的灭弧能力是氢气的6-8倍，所以现在的断路器都是用FS6灭弧。

纵缝是把电弧引到缝里面，从而灭弧。

栅片是把电弧分成一段一段的，然后灭弧！

高压跌落熔断器的灭弧原理

大家都知道在高压大电流的场合，开关为了灭弧常常用较复杂的方法和结构，而高压跌落式熔断器却只需要一个很简单的胶管就可以顺利且很好的实现灭弧，主要原因是：第一、高压跌落熔断器电流不是很大。产生的电弧不是很大。第二，是用空气来熄灭电弧的。有点和空开的灭弧原理一样。只是结构不同而已。

图2－1 变压器的工作原理

变压器的变电压作用：

由于线圈电阻为零，且一次、二次侧绕组完全耦合，故按照图中的假定正方向下：

222

d u

e N dt

φ

=-=

111

222U E N k U E N === 结论：只要改变原、副绕组的匝数比,就能按要求改变电压。 变压器的变电流作用：

112222121U I U I U I

I I U k ==

=

结论：变压器在改变电压的同时,亦能改变电流。

变压器的变阻抗作用

图中，二次侧绕组电路负载阻抗为：

22I U Z L =

如果从一次侧绕组电路来看L Z ，则其大小为：

'⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛===L L Z k I U N N I N N U N N I U Z 2112

121

2

1112

221

结论：变压器在改变电压的同时,亦能实现对阻抗的变换。 本次小结：

1、变压器是按电磁感应原理工作的静止电气设备，它在电力系统中用来传递电能、变换电压和电流，以满足输电及用电的要求。在工业生产中，变压器还用于整流、电炉、电焊、调压、测量与控制等很多方面。

2、变压器的原绕组从交流电源吸收电能传递到副绕组供给负载，铁心中的磁通是能量传递的中介桥梁。变压器只能传递交流电能，而不能产生电能；只能改变交流电压或电流的大小，不改变频率；在传递过程中几乎不改变电流与电压大小的乘积。

3、变压器由铁心、绕组两个主要部分组成。铁心是变压器的磁路部分。电力变压器的铁心一般采用0.35毫米厚的硅钢片叠装而成。绕组是变压器的电路部分，它是用电磁线绕制而成的。电力变压器还有其他附件，如油箱、油枕、气体继电器、防爆管、分接头开关、绝缘套管等。附件对绕组与铁心起散热、保护、绝缘等作用，它能保证变压器安全可靠地运行。

三、变压器的损耗

变压器运行时将产生损耗，变压器的损耗分两大类