變壓器(Transformer)是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置,主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵芯(磁芯)。主要功能有:電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩壓(磁飽和變壓器)等。按用途可以分為:電力變壓器和特殊變壓器(電爐變、整流變、工頻試驗變壓器、調壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等)。電路符號常用T當作編號的開頭。例: T01, T201等。
變壓器工作原理
變壓器由鐵芯(或磁芯)和線圈組成,線圈有兩個或兩個以上的繞組,其中接電源的繞組叫初級線圈,其余的繞組叫次級線圈。它可以變換交流電壓、電流和阻抗。最簡單的鐵心變壓器由一個軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個匝數不等的線圈構成,如圖所示。
變壓器原理
鐵心的作用是加強兩個線圈間的磁耦合。為了減少鐵內渦流和磁滯損耗,鐵心由涂漆的硅鋼片疊壓而成;兩個線圈之間沒有電的聯系,線圈由絕緣銅線(或鋁線)繞成。一個線圈接交流電源稱為初級線圈(或原線圈),另一個線圈接用電器稱為次級線圈(或副線圈)。實際的變壓器是很復雜的,不可避免地存在銅損(線圈電阻發熱)、鐵損(鐵心發熱)和漏磁(經空氣閉合的磁感應線)等,為了簡化討論這里只介紹理想變壓器。理想變壓器成立的條件是:忽略漏磁通,忽略原、副線圈的電阻,忽略鐵心的損耗,忽略空載電流(副線圈開路原線圈線圈中的電流)。例如電力變壓器在滿載運行時(副線圈輸出額定功率)即接近理想變壓器情況。
變壓器是利用電磁感應原理制成的靜止用電器。當變壓器的原線圈接在交流電源上時,鐵心中便產生交變磁通,交變磁通用φ表示。原、副線圈中的φ是相同的,φ也是簡諧函數,表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應定律可知,原、副線圈中的感應電動勢為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2為原、副線圈的匝數。由圖可知U1=-e1,U2=e2(原線圈物理量用下角標1表示,副線圈物理量用下角標2表示),其復有效值為U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ,令k=N1/N2,稱變壓器的變比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k,即變壓器原、副線圈電壓有效值之比,等于其匝數比而且原、副線圈電壓的位相差為π。
進而得出:
U1/U2=N1/N2
在空載電流可以忽略的情況下,有I1/ I2=-N2/N1,即原、副線圈電流有效值大小與其匝數成反比,且相位差π。
進而可得
I1/ I2=N2/N1
理想變壓器原、副線圈的功率相等P1=P2。說明理想變壓器本身無功率損耗。實際變壓器總存在損耗,其效率為η=P2/P1。電力變壓器的效率很高,可達90%以上。
變壓器容量計算公式
變壓器的功率是決定于負載的,既: P2=U2II2I+U2III2II+.。。。。.+U2nI2In(VA)
P1=P2/η(VA) 式中:
P2變壓器次級功率計算值 P1變壓器的初級功率計算值
U2I和U2II.。。。。。變壓器次級各繞組電壓(V),其值由負載決定。 I2I和I2II.。。。。。變壓器次級各繞組電流(A),其值由負載決定。 η為效率
變壓器容量1KVA以下的變壓器容量小,效率較低,
javascript:window.open(this.src); src=“/article/Upload
Pic/2008-4/200841212459941.jpg” onload=“return imgzoom(this,550);”》可取η=0.8到0.9,
javascript:win
dow.open(this.src); src=“/article/UploadPic/2008-4/20084121251437.jpg” onload=“return imgzoom(this,550);”》變壓器容量在100VA以下的,η選小值;變壓器容量在100VA到1000VA者選大值。硅鋼片質量差的η可選0.7
I1=P1/U1(1.1到1.2)(A)
式中:U1為初級電壓(V)
1.1到1.2為考慮到空載激磁電流的經驗系數
變壓器容量計算出來后就
javascript:window.open(this.src); src=“/article/UploadPic/2008-4/20084121251
634.jpg” onload=“return imgzoom(this,550);”》計算硅鋼片鐵芯的截面積S等javascript:window.open(thi
s.src); src=“/article/UploadPic/2008-4/20084121251704.jpg” onload=“return imgzoom(this,550);”》參數
站用變壓器容量計算公式
根據《電力工程設計手冊》,變壓器容量應根據計算負荷選擇,對平穩負荷供電的單臺變壓器,負荷率一般取85%左右。
即:β=S/Se
式中:S———計算負荷容量(kVA);Se———變壓器容量(kVA);β———負荷率(通常取80%~90%)
可以用經驗公式:10KV/0.4KV變壓器 低壓側 I=1.5S(變壓器容量*1.5) 高壓側 I=0.06S(變壓器容量*0.06)
或:I=S/U*cos(變壓器容量1000除以電壓0.4再乘以功率因數)
你的高壓是多少(10KV)
高壓電流=1000/1.732/10=57.7A
低壓電流=1000/1.732/0.38=1519A
常用的電功率單位是瓦特(W),千瓦(KW)。它們的關系是 1W=1AX1V 1KW=1000W 電功率P=UI=I2R=U2/R
三相功率P=√3 U1COSΦ √3=1.732 U1=380V