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自耦调压器常用于调节实
电力系统中除广泛采用双绕组变压器以外,在实际应用中为适应某些需要也采用一些特殊的变压器,如自耦变压器、互感器、电焊变压器等。这些变压器的基本原理和分析方法与双绕组变压器是相同的,但又具有自己的特点。下面对常见的几种变压器进行分析,重点学习各种特殊用途变压器的结构、工作原理,以及在使用中应注意的问题。
1.自耦变压器
如果把变压器一次绕组和二次绕组合二为一,使二次绕组成为一次绕组的一部分,这种只有一个绕组的变压器称为自耦变压器。在高压输电系统中,自耦变压器主要用来连接两个电压等级相近的电力网,做联络变压器之用;在实验室常用具有滑动触点的自耦变压器获得可任意调节的交流电压;作为三相异步电动机的启动补偿器,对电动机进行降压启动。
自耦变压器与普通双绕组变压器的区别是:自耦变压器只有一个绕组,二次绕组是一次绕组的一部分,一次绕组和二次绕组之间不但有磁的耦合,还有电的联系。
单相降压自耦变压器的工作原理下面以此为例对其进行分析。
三相变压器的电路主要是指三相变压器的连接组。对于三相变压器而言,绕组的标示为:U、V、W标示三相高压绕组的首端;X、Y、Z标示三相高压绕组的末端;u、v、w标示三相低压绕组的首端;x、y、z标示三相低压绕组的末端;N、n分别表示星形连接的高压绕组和低压绕组的中性点。
(1)三相变压器的连接组。理论上,三相变压器的高压侧绕组与低压侧绕组都可以分别采用Y或D连接,因
常用的连接组标号有3种:
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组式变压器不同,三相心式变压器的磁路相互关联。它是通过铁轭把3个铁芯柱连接在一起,
三相心式变压器示意
与同容量的三相组式变压器相比,三相心式变压器具有材料节省(特别是硅钢片、油箱及变压器油)、结构简单、维护方便、占地面积小等优点,所以多数三相变压器采用心式结
变压器的铁损耗。
变压器的损耗包括铁损耗和铜损耗PCu两部分。对应变压器的磁路,在铁芯中产生的磁滞损耗和涡流损耗统称铁损耗。铁损耗与一次绕组上所加的电源电压大小有关,而与负载电流的大小无关,当电源电压一定时,铁芯中的磁通基本不变,故铁损耗也就基本不变,因此铁损耗又称为不变损耗。对应变压器的电路,在绕组中的直流电阻上产生的热损耗称为铜损耗PCu。铜损耗与负载电流的平方成正比,即随负载电流的变化而变化,因此铜损耗又称为可变损耗。
变压器效率的高低反映了变压器运行的经济性,是运行性能的重要指标。由于变压器是静止的电气设备,在能量转换过程中没有机械损耗,所以它的效率较高,一般的中小型变压器效率为95%~98%,大型变压器可达到99%以上。
(2)变压器的效率特性。变压器在不同的负载电流I2时,输出功率P2及铜损耗PCu都在变化,因此变压器的效率也随着负载电流I2的变化而变化,其变化规律通常用变压器的效率特性曲线来表示,称为负载系数。产生内电压降,使变压器二次侧端电压有所变化,且随着负载的大小而变化。当变压器一次绕组侧加额定频率的额定电压,且负载功率因数一定时,二次侧端电压随负载电流的变化关系,即曲线,称为变压器的外特性。在纯电阻负载时,端电压下垂较小,;在纯电感负载时,端电压下垂较大,在纯电容负载时,端电压则可能上翘,