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从能量观点来看,变压器原边线圈从电源吸取的功率P1应等于副边线圈的输出功率P2(忽略变压器的线圈电阻和磁通的传递损耗),即:P1=P2或I1U1=I2U2由此可见,变压器原边、副边的电流比与他们的匝数比或电压比成反比。例如一台变压器的匝数N1<N2,是升压变压器,则电流I1>I2;如果绕组匝数N1>N2为降压变压器,则电流I2>I1。也就是说,电压高的一边电流小,而电压低的一边电流大。
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由于硅钢在交变磁场中的损耗很小,所以变压器主要都是采用硅钢片来作磁性材料。硅钢片可分为热轧和冷轧两类,冷轧硅钢带由于具有较高的导磁系数和较低的损耗,因此用来制作变压器具有体积小、重量轻、效率高的优势。热轧硅钢带的性能则略逊于冷轧硅钢带。普通的EI型变压器是将硅钢板冲制成0.35–0.5mm厚的E型和I型片子,经过热处理后再插入绕组线包内,这类铁芯以使用热轧硅钢片居多(含硅量很高的硅钢片型号为D41、D42、D43、D301)。环型和C型变压器的铁芯则是采用冷轧硅钢带经卷绕而成形,其中C型变压器系经热处理浸漆后再切开制成。
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中周变压器的检测:将万用表拨至R×1挡,按照中周变压器的各绕组引脚排列规律,逐一检查各绕组的通断情况,进而判断其是否正常。检测缘性能:将万用表置于R×10k挡,做如下几种状态测试:初级绕组与次级绕组之间的电阻值;初级绕组与外壳之间的电阻值;次级绕组与外壳之间的电阻值。上述测试结果分出现三种情况:阻值为无穷大:正常;阻值为零:有短路性故障;阻值小于无穷大,但大于零:有漏电性故障。随着电力系统的发展,对电力变压器需求越来越高,种类繁多。按相数分,有单相和三相的;按绕组和铁芯的位置分有内铁芯式和外铁芯式;按冷却方式分,有干式自冷、风冷,强迫油循环风冷和水冷等;按中性点缘水平分,有全缘和半缘;按绕组材料分,有A、E、B、F、H等五级缘。不同种类的变压器,对运行有不同的要求;按调压方式可分为有载调压和无载调压。一般电力变压器的主要部件有:铁芯、绕组、套管、油箱、油枕、散热器及其附属设备。
气体继电器(瓦斯继电器):装在变压器的油箱和储油柜间的管道中,主要保护装置。内部有一个带有水银开关的浮筒和一块能带动水银开关的挡板。当变压器发生故障,产生的气体聚集在气体继电器上部,油面下降,浮筒下沉,接通水银开关而发出信号;当变压器发生严重故障,油流冲破挡板,挡板偏转时带动一套机构使另一水银开关接通,发出信号并跳闸,切除变压器的电源。气道(防爆管):大容量变压器的油箱盖上还装有气道,它是一个长的钢筒,下面与油箱相通,上端装有防爆膜。当变压器内部发生严重故障产生大量气体时,油箱内部压力迅速升高而冲破气道上的防爆膜,喷出气体,消除压力,以免产生重大事故。
变压器工作时,线圈中有交变电流,它产生的磁通当然是交变的。这个变化的磁通在铁芯中产生感应电流。铁芯中产生的感应电流,在垂直于磁通方向的平面内环流着,所以叫涡流。涡流损耗同样使铁芯发热。为了减小涡流损耗,变压器的铁芯用彼此绝缘的硅钢片叠成,使涡流在狭长形的回路中,通过较小的截面,以增大涡流通路上的电阻;同时,硅钢中的硅使材料的电阻率增大,也起到减小涡流的作用。用做变压器的铁芯,一般选用 0.35mm 厚的冷轧硅钢片,按所需铁芯的尺寸,将它裁成长形片,然后交叠成“日”字形或“口”字形。