變壓器主要是由由鐵心,線圈和絕緣材料等幾個部分組成,其中鐵心是用0.35-0.5毫米的硅鋼片疊成的,線圈是用銅線或鋁線繞制的,而絕緣材料存在于線圈與線圈之間,線圈與鐵心之間應該彼此絕緣,才能使之有足夠的電氣強度能夠保證變壓器安全運行。
在不同的電氣設備中,往往需要不同的電源電壓:例如,我們在日常生活中接觸到的用電都是220伏或110伏,有關機器的電動機如機床的電壓是為380伏,一般安全照明用電是36伏,城市工業供電線路的電壓可高達6KV甚至10KV。由于對用電要求不同,為了方便配備相適應的各種電器元件,我們對電壓進行了等級的劃分:500伏以下電壓稱為低壓系統,3千伏及以上稱為高壓系統。在現代化的工業企業中,大多數都是采用了電力做為能源,電能都是由水電站和發電廠的發電機直接轉化出來的。發電機發出來的電力根據輸送距離將按照不同的電壓等級愉送出去,就需要有一種專門改變電壓的設備,這種設備叫做“變壓器”。變壓器在輸配電系統中占著很重要的地位,要求它安全可靠地運行,當變壓器在運行中損壞時,會導致停電事故,從而引發一系列與點相關的事情,因此變壓器是非常重要的電氣設備。除了在電力系統行業中,變壓器在其他行業也應用的十分廣泛。例如,根據配套需要供給冶煉用電爐變壓器,電解或化工用整流變壓器‘煤礦用防爆變壓器和特殊結構的礦用變壓器,以及交通運輸用的電機車變壓器和船用變壓器等。
變壓器的應用范圍十分廣泛,類型很多,通常按照用途可以大致分為以下幾類:
(1)電力變壓器:這是目前工農業生產上廣泛采用的變壓器,主要是做為輸配電系統上使用的變壓器。這類變壓器已形成了系列,并已成批生產,從10千伏安到630千伏安容且變壓器,一般稱做I,I類產品,從800千伏安到6300千伏安為互類,從8000千伏安到63000千伏安為lv類,63000千伏安以上為V類。各類變壓器可按各個電壓等級組成各種規格的電壓組合。
電力變壓器按發電廠和變電所的用途不同,還可分為升壓變壓器及降壓變壓器,其中低壓電壓為400伏的降壓變壓器稱為配電變壓器。
(2)電爐變壓器:工業上使用的金屬材料和化工原材料基本上是通過電爐冶練出來的,而電爐所需的電源是由電爐變壓器供給的。電爐變壓器的特點是二次電壓很低(一般由幾十伏到幾百伏),但電流卻是很大,有時大可達幾萬安培。
(3)整流變壓器:很多電氣設備需要直流供電,如電車、電機車、鋼廠的軋機、冶煉廠及化工廠的電解梢等,把交流變成直流是需要經過整流器進行,提供整流器用的電源變壓器,稱作整流變壓器。整流變壓器與電爐變壓器不同之處是,二次線圈能夠拼接成六相或者十二相,從而提高整流效率。
(4)工頻試驗變壓器:在進行高壓電氣設備的耐壓試驗和高電壓下物理現象的研究時,需要買一種電壓很高的變壓器,這種變壓器稱為工頻試驗變壓器。試驗變壓器的特點是,二次電壓都很高,可達100KVA甚至更高,而電流一般均為1安培,試驗電纜用的為4安培以上,運行時間都在I小時以下。
(5)調壓器:有些電氣設備需要有能夠可以經常改變電壓的電源,這就需要通過調壓器來實現。調壓器的特點是二次側電壓變化范圍很大,一般可以從零值調到額定電壓。調壓器因結構特點不同,又分為自棍式調壓器、移圈式調壓器、感應調壓器及磁飽和調壓器等。大容量調壓器一般同試驗變壓器及整流變壓器配套使用。
(6)礦用變壓器:專為礦坑下變電所使用的變壓器稱為礦用變壓器,因面制成防止礦石打碎套管和防潮密封式結構。另一種是伸入到掌子面運行的變壓器,稱為防爆變壓器。這種變壓器為干式的,箱殼機械強度高,能防止氣體姆炸,出線用電纜引出結構。
其他特種變壓器種類很多,如沖擊變壓器、電抗器、隔離變壓器,電焊變壓器,X光變壓器,化成變壓器,無線電變壓器,換相器、增波器、互感器。
變壓器按照結構不同進行分類時,又可分為單相變壓器和三相變壓器,按照冷卻介質分類主要有干式試驗變壓器,油浸式試驗變壓器,充氣式試驗變壓器等,按照冷卻方式分類有自然冷卻式、風冷式,水冷式,水內冷式等,按照線圈分類有自耦變壓器,雙圈變壓器,三圈變壓器等,按調壓方式分類時,可分為有載調壓變壓器和無載調壓變壓器,按照中性點絕緣水平分類時,可分為全絕緣變壓器和半絕緣變壓器。
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