变电站各组成设备的作用跟原理.pdfVIP

电磁辐射与防护研究实验室 / 第二章 变电站的各组成设备的作用以及工作原 理 2.1 变压器的分类、组成材料、构造以及工作原理 2.1.1 变压器简介 变压器的功能主要有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）、 自耦变压器、高压变压器（干式和油浸式）等。变压器常用的铁芯形状一般有E型和C型 铁芯、XED型、ED型、CD型。 变压器按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、 干式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器、电抗器、抗干扰变压器、防雷变 压器、箱式变电器、试验变压器、转角变压器、大电流变压器、励磁变压器。 变压器的最基本型式，包括两组绕有导线之线圈，并且彼此以电感方式称合一起。 当一交流电流(具有某一已知频率)流于其中之一组线圈时，于另一组线圈中将感应出具 有相同频率之交流电压，而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。 一般指连接交流电源的线圈称之为“一次线圈”(Primary coil)；而跨于此线圈的 电压称之为“一次电压”。在二次线圈的感应电压可能大于或小于一次电压，是由一次 线圈与二次线圈间的「匝数比」所决定的。因此，变压器区分为升压与降压变压器两种。 大部份的变压器均有固定的铁芯，其上绕有一次与二次的线圈。基于铁材的高导磁 性，大部份磁通量局限在铁芯里，因此，两组线圈藉此可以获得相当高程度之磁耦合。 在一些变压器中，线圈与铁芯二者间紧密地结合，其一次与二次电压的比值几乎与二者 之线圈匝数比相同。因此，变压器之匝数比，一般可作为变压器升压或降压的参考指标。 由于此项升压与降压的功能，使得变压器已成为现代化电力系统之一重要附属物，提升 输电电压使得长途输送电力更为经济，至于降压变压器，它使得电力运用方面更加多元 化，可以这样说，没有变压器，现代工业实无法达到目前发展的现况。 电子变压器除了体积较小外，在电力变压器与电子变压器二者之间，并没有明确的 分界线。一般提供 60Hz 电力网络之电源均非常庞大，它可能是涵盖有半个洲地区那般 大的容量。电子装置的电力限制，通常受限于整流、放大，与系统其它组件的能力，其 中有些部份属放大电力者，但如与电力系统发电能力相比较，它仍然归属于小电力之范 围。 各种电子装备常用到变压器，理由是：提供各种电压阶层确保系统正常操作；提供 电磁辐射与防护研究实验室 / 1 电磁辐射与防护研究实验室 / 系统中以不同电位操作部份得以电气隔离；对交流电流提供高阻抗，但对直流则提供低 的阻抗；在不同的电位下，维持或修饰波形与频率响应。“阻抗”是其中的一项重要概 念，亦即电子学特性之一，其乃预设一种设备，即当电路组件阻抗系从一阶层改变到另 外的一个阶层时，其间即使用到一种设备—变压器。 变压器又有其做试验而用的，是试验变压器，分别可以分为充气式、油浸式、干式 等试验变压器，是发电厂、供电局及科研单位等广大用户的用来做交流耐压试验的基本 试验设备，通过了国家质量监督局的标准，用于对各种电气产品、电器元件、绝缘材料 等进行规定电压下的绝缘强度试验。 变压器利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种 电器是电能传递或作为信号传输的重要元件。 2.1.2 常用变压器的分类以及特点 一般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