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干式變壓器特點及結構
相對于油式變壓器,干式變壓器因沒有油,也就沒有火災、爆炸、污染等問題,故電氣規范、規程等均不要求干式變壓器置于單獨房間內。特別是新的系列,損耗和噪聲降到了新的水平,更為變壓器與低壓屏置于同一配電室內創造了條件。
三、干式變壓器的溫度控制系統
干式變壓器的運行和使用壽命,很大程度上取決于變壓器繞組絕緣的可靠。繞組溫度超過絕緣耐受溫度使絕緣破壞,是導致變壓器不能正常工作的主要原因之一,因此對變壓器的運行速度的監測及其報警控制是十分重要的。
四、干式變壓器的防護方式
根據使用環境特征及防護要求,干式變壓器可選擇不同的外殼。通常選用IP23防護外殼,可防止直徑大于12mm的固體異物及鼠、蛇、貓、雀等小動物進入,造成短路停電等惡性故障,為帶電部分提供屏障。若須將變壓器安裝在戶外,則可選用IP23防護外殼,除上述IP20防護功能外,更可防止與垂直線成60°角以內的水滴入。但IP23外殼會使變壓器冷卻能力下降,選用時要注意其運行容量的降低。
五、干式變壓器的冷卻方式
干式變壓器冷卻方式分為自然空氣冷卻(AN)和強迫空氣冷卻(AF)。自然空冷時,變壓器可在額定容量下長期連續運行。強迫風冷時,變壓器輸出容量可提高50%。適用于斷續過負荷運行,或應急事故過負荷運行;由于過負荷時負載損耗和阻抗電壓增幅較大,處于非經濟運行狀態,故不應使其處于長時間連續過負荷運行。
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變壓器的優化設計是目前國內變壓器制造行業所面臨的重點問題。變壓器的優化設計可以從兩個方面進行;①控制降低變壓器制造的初始制造成本;②對變壓器的繞組、空載損耗、負載損耗等各項性能進行優化設計。空載損耗是變壓器的一個重要性能指標,是指變壓器一次繞組施加額定頻率額定電壓時,二次繞組空載所消耗的功率。主要包括三部分內容:一次繞組所產生的銅耗、變壓器鐵芯的勵磁損耗和渦流損耗。因為空載電流值比較小,一般情況下占額定電流值的5%左右,可以忽略不計,所以在理論情況下變壓器空載損耗數值等同于鐵芯損耗數值。
變壓器的優化設計首先要考慮電磁優化設計,指在滿足原有約束條件的基礎上, 尋找 設計變量使得制造變壓器所需的經濟指標小。電磁優化設計的兩個關鍵因素是磁通密度和電流密度,這兩個因素直接影響到變壓器的電磁力大小和材料消耗的多少; 當磁通密度較大時,則需要的匝數較少,也就是需要的銅消耗量較少,這也從根本上控制減少了變壓器制造的初始經濟成本。目前國內的變壓器空載損耗數值和負載損耗數值的確定一般是通過空載、短路試驗在離線狀態下測量得出的,這種方法浪費了大量的人力和財力,而且使供電中斷。對變壓器進行優化設計應實現對空載損耗和短路損耗數值實行在線測量,這樣既可滿足數值確定的要求,還能減少測量成本的投入。
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升壓變壓器的一次(初級)繞組較二次(次級)繞組的圈數(匝數)少,而降壓變壓器的一次繞組較二次繞組的圈數多。穩壓電源和各種家電產品中使用的變壓器均屬于降壓電源變壓器。
電源變壓器有“E”型電源變壓器、“C”型電源變壓器和環型電源變壓器之分。
①“E”型電源變壓器。“E”型電源變壓器的鐵芯用硅鋼片交疊而成。其缺點是磁路中的氣隙較大,效率較低,工作時電噪聲較大,優點是成本低廉。
②“C”型電源變壓器。“C”型電源變壓器的鐵芯由兩塊形狀相同的“C”型鐵芯(由冷軋硅鋼帶制成)組合而成,與“E”型電源變壓器相比,其磁路中氣隙較小,性能有所提高。
③環型電源變壓器。環型電源變壓器的鐵芯由冷軋硅鋼帶卷繞而成,磁路中無氣隙,漏磁極小,工作時電噪聲較小。(3)中頻變壓器
中頻變壓器俗稱中周,是超外差式收音機和電視機中的重要組件。中周的磁芯是用具有高頻或低頻特性的磁性材料制成,低頻磁芯用于調幅收音機,高頻磁芯用于電視機和調頻收音機。中頻變壓器屬于可調磁芯變壓器,由屏蔽外殼、磁帽(或磁芯)、尼龍支架、“工”字磁芯和引腳架等組成,如圖l0(b)所示。調節其磁芯,改變線圈的電感量,即可改變中頻信號的靈敏度、選擇性及通頻帶。不同規格、不同型號的中頻變壓器不能直接互換使用。
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