变压器的参数
变压器的参数主要包括额定电压、额定电流、额定容量、额定频率、空载损耗、短路损耗、短路电压、空载电流和温升。
1、额定电压
变压器的额定电压包括一次额定电压和二次额定电压。一次额定电压是指接到变压器一次绕组端点的额定电压值。二次额定电压是指当一次绕组所接的电压为额定值,分接开关放在额定分接头位置上,变压器空载时二次绕组的电压。
2、额定电流
变压器的额定电流包括一次额定电流和二次额定电流,分别指在额定电压和规定的环境温度下,使各部分不超过允许温度的一次绕组和二次绕组长期允许通过的电流。
3、额定容量
额定容量是指变压器在额定电压、额定电流时连续运行所传送的容量。对于双绕组变压器,其额定容量以绕组的容量表示(双绕组变压器的两个绕组具有相同的额定容量)。对于三绕组变压器,应给出每个绕组的额定容量。三绕组变压器各绕组的额定容量有的相同,有的不同,按三个绕组的容量比的不同有三种类型:100%/100%/100%、100%/100%/50%、100%/50%/100%。
4、额定频率
我国标准工业频率为50Hz。
5、空载损耗
空载损耗指当以额定电压施加于一个绕组的端子上,其余各绕组开路时变压器所产生的损耗。变压器在空载状态下的损耗主要是铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗,因此空载损耗也称铁损。
6、短路损耗
对双绕组变压器,短路损耗是指将变压器的一侧绕组短路,流经另一侧绕组的电流为额定电流时,变压器所消耗的功率。对三绕组变压器,要提供三个绕组两两短路试验所测的短路损耗,而且当三个绕组容量比为100%/100%/50%或100%/50%/100%时,短路损耗数据是一对绕组中容量较小的一方达到其额定电流时的值。短路损耗主要是绕组的电阻引起,所以又称铜损。
7、短路电压,又称阻抗电压
对双绕组变压器,短路电压是指当一侧绕组短接,以额定频率的电压施加于另一侧绕组上,并使短接绕组中流过额定电流时所施加的电压。对三绕组变压器有三个短路电压,即用高-中、高-低、中-低三个短路电压表示。由于大容量变压器的阻抗以电抗为主,可由短路电压近似求得变压器绕组的电抗,因此短路电压是一个十分重要的参数,对变压器的电压变动和并列运行有重要意义,例如两台变压器并列运行的条件之一就是要短路电压相等。除特殊指明外,短路电压均以施加电压绕组额定电压的百分数表示。
8、空载电流
空载电流指变压器在额定电压下空载运行时的电流值。一个绕组的空载电流通常以该绕组额定电流的百分数表示。对三绕组变压器来说,这个百分数以最大额定容量的那个绕组为准。
9、温升
温升是指变压器各部分的温度与其周围冷却介质温度的差值。
变压器的用途
变压器最主要的用途是在输配电系统,而且还广泛应用于电气控制领域、电子技术领域,测试技术领域以及焊接技术领域等等。根据统计资料显示,在输配电系统,1kW的发电设备需8~8.5 kV·A变压器容量与之配套,由此可见,在电力系统中变压器是容量最多最大的电气设备。我们知道电能在传输过程中会有能量的损耗,主要是输电线路的损耗及变压器的损耗,它占整个供电容量的5%~9%,这是一个相当可观的数字。
例如我国2000年发电设备的总装机容量约为3.16亿千瓦,则输电线路及变压器损耗的部分约为1 600~2800万千瓦,它相当于目前我国10到20个装机容量最大的火力发电厂的总和。在这个能量损耗中,变压器的损耗最大,约占60%左右,因此,变压器效率的高低成为输、配电系统中一个突出的问题,我国从20世纪70年代末期开始研制高效节能变压器,其换代过程为SJ→S5→S7→S9→SCB→SHll。目前大批量生产的是S9低损耗节能变压器,并要求逐步淘汰正在使用中的旧型号变压器,据初步估算采用低损耗变压器所需的投资费用可在4—5年时间内从节约的电费中收回。
变压器除用于改变电压外,还可用来改变电流、变换阻抗以及产生脉冲等。