单相交流调压matlab_电力线路工熟知单相、三相变压器原理详解
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一 变压器的型号与技术参数变压器是一种用来变换电压、电流或阻抗的电气部件，是电力系统中输配电力的主要设备，其实物外形如图1-1所示。
图1-1 变压器的实物外形
在远距离传输电力时，可使用变压器将发电站送出的电压升高，以减少在电力传输过程中的损失，以便于远距离输送电力；在用电的地方，变压器将高压降低，以供用电设备和用户使用。变压器的分类方式有很多种，根据其电源相数的不同，主要可以分为单相变压器和三相变压器。
1、单相变压器的功能特点
图1-2 单相变压器的结构特点
单相变压器是一种初级绕组为单相绕组的变压器。如图1-2所示，单相变压器的初级绕组和次级绕组均缠绕在铁芯上，初级绕组为交流电压输入端，次级绕组为交流电压输出端。次级绕组的输出电压与线圈的匝数成正比。
单相变压器可将高压供电变成单相低压，供各种设备使用，例如可将交流6600V高压经单相变压器变为交流220V低压，为照明灯或其他设备供电，如图1-3所示。单相变压器有结构简单、体积小、损耗低等优点，适宜在负荷较小的低压配电线路(60Hz以下)中使用。
图1-3 单相变压器的功能示意图
单相变压器多用于农村输配电系统中，以及一些照明或小型电动机的供电中，其应用实例如图1-4所示。此外在很多电子电气设备中，它也可作为电源变压器使用。
图1-4 单相变压器的应用实例
2、三相变压器的功能特点
三相变压器是电力设备中应用比较多的一种变压器。三相变压器实际上是由3个相同容量的单相变压器组合而成的，初级绕组(高压线圈)为三相，次级绕组(低压线圈)也为三相，如图1-5所示。
图1-5 三相变压器的结构特点
三相变压器主要用于三相供电系统中的升压或降压，比较常用的就是将几千伏的高压变为380V的低压，为用电设备提供动力电源，如图1-6所示。
图1-6 三相变压器的功能示意图
三相变压器的应用范围比较广泛，例如变电站、工矿企业、建筑工地、排灌设备、邮电、纺织、铁路、学校、医院、国防、电梯等，同时也适用于一些电源电压低、波动较大的低压配电线路中。其应用实例如图1-7所示。
图1-7 三相变压器的应用实例
二 变压器的型号与技术参数电气系统中应用最多的就是电力变压器，由于电力变压器的种类很多，其型号的标识以及参数也有所不同，因此常常将这些型号与参数标识在变压器的铭牌上，以便于在安装和检修时进行查看。图1-8所示为典型电力变压器的铭牌标识。
图1-8 典型电力变压器的铭牌标识
在变压器的铭牌上，标识有该变压器的型号以及技术参数等内容，下面分别介绍一下变压器的型号含义和技术参数。
1、变压器的型号含义
变压器的种类有很多，为了便于区别各种不同类型的变压器，通常使用字母或数字对变压器的型号命名进行标识。变压器的型号通常是由字母和数字组成的，用来表示变压器的相数、冷却方式、调压方式、绕组线芯材料、绕组连接方式等内容，如图1-9所示。
图1-9 变压器的型号命名方法
产品名称：变压器的产品名称通常用字母来表示，表示产品的线圈耦合方式、相数、冷却方式、线圈数、线圈导线材质、调压方式以及特殊用途等内容，见表1-1所列。
表1-1 变压器的产品名称含义
续表
设计序号：也称技术序号，用数字表示，表示同类产品中的不同品种，以区分产品的外形尺寸和性能指标等，有时会被省略。
额定容量：变压器的额定容量用“kVA”来表示，可以读作“千伏安”。变压器使用kVA作单位，原因是在负载没有确定的情况下，是不能得到有功功率(符号P，单位kW)和无功功率(符号Q，单位kvar)的大小的，只能使用kVA为单位表示功率，例如1kVA的变压器的输出功率约为1kW。
高压侧额定电压：变压器的高压侧额定电压即为初级绕组输入端输入的额定电压值，一般用字母“kV”表示，例如10kV表示变压器初级绕组可输入10kV的电压。
2、变压器的主要技术参数
变压器的主要技术参数一般都标注在变压器的铭牌上，一般包括额定容量、额定电压、额定电流、冷却方式、额定频率、绝缘电阻、绕组联结组、相数、阻抗电压等，如图1-10所示。
图1-10 变压器铭牌上的技术参数标识
此外，变压器的技术参数还有空载损耗、负载损耗、温升方式、空载电流、吊重、油重、总重、运输重、油箱耐受真空能力等，如图1-11所示。
图1-11 变压器的其他技术参数
三 变压器在线路中的符号标识变压器一般用于电气设备的控制线路以及配电线路中，是电气设备控制线路中比较常用的设备之一，因此了解变压器在线路中的符号标识也是非常重要的。变压器在线路中一般用字母“T”表示，并使用图形符号进行标识，如图1-12所示。
图1-12 变压器在线路中的符号标识
变压器的一般图形符号有两种，分别用于配电线路和电气线路中，其中电压输入端为变压器的初级绕组，电压输出端为变压器的次级绕组。此外带有磁芯或中心抽头的变压器，在其图形符号中也有所表示，如图1-13所示。
图1-13 变压器的图形符号
图1-14 三绕组变压器的图形符号
有些三相变压器在图形符号中还可以体现出变压器的连接方式，如图1-15所示。
图1-15 三相变压器图形符号表示的连接方式
在实际的线路中，单相变压器的连接方式有两种，分别为串联方式和并联方式，如图1-16所示。变压器经串联可以得到较大的额定电压，而并联可以得到较大的额定电流。
图1-16 单相变压器在线路中的连接方式
三相变压器内部的绕组较多，最常用的就是星形(Y形)的联结方式，这种结构是指三相变压器的初级绕组以Y形进行联结，即每个绕组的末端连接到中性点上，绕组的另一端与相应的线路进行连接，如图1-17所示。
图1-17 三相变压器星形联结方式
三相变压器在线路中最常用的就是Y-Y形联结，即初级绕组和次级绕组均用Y形的联结方式，如图1-18所示。
图1-18 三相变压器Y-Y形联结方式
End
来源：《双色图解电气设备控制线路》，作者：韩雪涛
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