变压器在实际中的用途

1、变压器在实际中的用途广西大学电 摘要：在这里，我们主要了解一下变压器的原理以及变压器几种类型和在实际中的应用。关键词：变压器Uses transformer in the practiceAbstract: Here, we understand the main principle of transformers and transformer are several types and application in practice.Keyword: Transformer在实际应用中，常常需要改变交流的电压大型发电机发出的交流，电压有几万伏，而远距离输电却需要高达几十万伏的电压各种用电设

2、备所需的电压也各不相同电灯、电饭煲、洗衣机等家用电器需要220 V的电压，机床上的照明灯需要36 V的安全电压一般半导体收音机的电源电压不超过10 V，而电视机显像管却需要10 000 V以上的高电压交流便于改变电压，以适应各种不同的需要变压器就是改变交流电压的设备首先我们先了解一下变压器原理 如图是变压器的示意图变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的一个线圈跟电源连接，叫原线圈(也叫初级线圈)；另一个线圈跟负载连接，叫副线圈(也叫次级线圈)两个线圈都是用绝缘导线绕制成的，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成在原线圈上加交变电压U1，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量这个交变

3、磁通量既穿过原线圈，也穿过副线圈，在原、副线圈中都要引起感应电动势如果副线圈电路是闭合的，在副线圈中就产生交变电流，它也在铁芯中产生交变磁通量这个交变磁通量既穿过副线圈，也穿过原线圈，在原、副线圈中同样要引起感应电动势在原、副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象互感现象是变压器工作的基础由于互感现象，绕制原线圈和副线圈的导线虽然并不相连，电能却可以通过磁场从原线圈到达副线圈原线圈和副线圈中的电流共同产生的磁通量，绝大部分通过铁芯，只有一小部分漏到铁芯之外在通常的计算中可以忽略漏掉的磁通量，认为穿过这两个线圈的交变磁通量相同，因而这两个线圈的每匝产生的感应电动势相等设原线圈的匝

4、数是n1，副线圈的匝数是n2，穿过铁芯的磁通量是，原、副线圈中产生的感应电动势分别是E1=n1*/t ， E2=n2*/t由此可得E1/ E2=n1/n2在原线圈中，感应电动势E1起着阻碍电流变化的作用，跟加在原线圈两端的电压U1的作用相反原线圈的电阻很小，如果忽略不计，则有U1=E1副线圈相当于一个电源，感应电动势E2相当于电源的电动势副线圈的电阻也很小，如果忽略不计，副线圈就相当于无内阻的电源，因而副线圈的端电压U2=E2于是得到 u1/u2=n1/n2这种忽略原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器，称为理想变压器理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数比n2>n1时，

5、U2 >U1,变压器使电压升高，这种变压器叫做升压变压器n2 < n1时, U2 < U1 ，变压器使电压降低，这种变压器叫做降压变压器变压器原、副线圈的电流I1、I2之间又有什么关系呢?变压器工作的时候，输入的功率一部分从副线圈输出，另一部分消耗在发热上但是消耗的功率一般不超过百分之几，特别是大型变压器效率可达97995所以，一般可以将它们认为是理想变压器，它们输入的电功率I1U1等于输出的电功率I2U2，即I1U1=I2U2而u1/u2=n1/n2，所以i1/i2=n2/n1。可见，变压器工作时，原线圈和副线圈中的电流跟它们的匝数成反比变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小

6、，可用较细的导线绕制；低压线圈匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导线绕制几种类型的变压器自耦变压器这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压(图甲)；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压(图乙)如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压(图乙)自耦变压器在不需要初、次级隔离的场合都有应用，具有体积小、耗材少、效率高的优点。常见的交流（手动旋转）调压器、家用小型交流稳压器内的变压器、三相电机自耦减压起动箱内的变压器等等，都是自耦变压器的应用范例调压变压器调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图所

7、示线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，AB之间加上输入电压U1，移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2互感器互感器也是一种变压器交流电压表和电流表都有一定的量度范围，不能直接测量高电压和大电流用变压器把高电压变成低电压，或者把大电流变成小电流，这个问题就可以解决了这种变压器叫做互感器互感器分电压互感器和电流互感器两种电压互感器用来把高电压变成低电压，它的原线圈并联在高压电路中，副线圈上接入交流电压表根据电压表测得均电压U2和铭牌上注明的变压比(U1U2)，可以算出高压电路中的电压为了工作安全，电压互感器的铁壳和副线圈应该接地电压互感器的接线方式很多，常见的有以下几种：（1）用一台单相电压互感器

8、来测量某一相对地电压或相间电压的接线方式。 用两台单相互感器接成不完全星形，也称VV接线，用来测量各相间电压，但不能测相对地电压，广泛应用在20KV以下中性点不接地或经消弧线圈接地的电网中。 用三台单相三绕组电压互感器构成YN，yn，d0或YN，y，d0的接线形式，广泛应用于3220KV系统中，其二次绕组用于测量相间电压和相对地电压，辅助二次绕组接成开口三角形，供接入交流电网绝缘监视仪表和继电器用。用一台三相五柱式电压互感器代替上述三个单相三绕组电压互感器构成的接线，除铁芯外，其形式与图3基本相同，一般只用于315KV系统。 电容式电压互感器接线形式。在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中，为

9、了测量相对地电压，PT一次绕组必须接成星形接地的方式。在360KV电网中，通常采用三只单相三绕组电压互感器或者一只三相五柱式电压互感器的接线形式。必须指出，不能用三相三柱式电压互感器做这种测量。当系统发生单相接地短路时，在互感器的三相中将有零序电流通过，产生大小相等、相位相同的零序磁通。在三相三柱式互感器中，零序磁通只能通过磁阻很大的气隙和铁外壳形成闭合磁路，零序电流很大，使互感器绕组过热甚至损坏设备。而在三相五柱式电压互感器中，零序磁通可通过两侧的铁芯构成回路，磁阻较小，所以零序电流值不大，对互感器不造成损害。电流互感器用来把大电流变成小电流它的原线圈串联在被测电路中，副线圈上接入交流电流表

10、根据电流表测得的电流I2和铭牌上注明的变流比(I1I2)，可以算出被测电路中的电流如果被测电路是高压电路，为了工作安全，同样要把电流互惑器的外壳和副线圈接地测量用电流互感器在测量交变电流的大电流时，为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流（中国规定电流互感器的二次额定为5A或1A），另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到变流和电气隔离作用。它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。正常工作时互感器二次侧处于近似短路状态，输出电压很低。在

11、运行中如果二次绕组开路或一次绕组流过异常电流（如雷电流、谐振过电流、电容充电电流、电感启动电流等），都会在二次侧产生数千伏甚至上万伏的过电压。这不仅给二次系统绝缘造成危害，还会使互感器过激而烧损，甚至危及运行人员的生命安全。电流互感器1次侧只有1到几匝，导线截面积大，串入被测电路。2次侧匝数多，导线细，与阻抗较小的仪表(电流表/功率表的电流线圈）构成闭路。电流互感器的运行情况相当于2次侧短路的变压器，忽略励磁电流，安匝数相等I1N1=I2N2电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组I2的电流比，叫实际电流比I1/I2=N2/N1=k。励磁电流是误差的主要根源。测量用电流互感器的精度等级0.2/0.

12、5/1/3,1表示变比误差不超过±1%，另外还有0.2S和0.5S级。保护用电流互感器的精度等级5P/10P ，10P标示复合误差不超过10%。保护用电流互感器保护用电流互感器主要与继电装置配合，在线路发生短路过载等故障时，向继电装置提供信号切断故障电路，以保护供电系统的安全。保护用微型电流互感器的工作条件与测量用互感器完全不同，保护用互感器只是在比正常电流大几倍几十倍的电流时才开始有效的工作。保护用互感器主要要求：1.绝缘可靠，2.足够大的准确限值系数，3.足够的热稳定性和动稳定性。保护用互感器在额定负荷下能够满足准确级的要求最大一次电流叫额定准确限值一次电流。准确限值系数就是额定准确限值一次电流与额定一次电流比。当一次电流足够大时铁芯就会饱和起不到反映一次电流的作用，准确限值系数就是表示这种特性。保护用互感器准确等级5P、10P，表示在额定准确限值一次电流时的允许误差5