單相變壓器即一次繞組和二次繞組均為單相繞組的變壓器。產(chǎn)品可單相運(yùn)行、或3臺(tái)單相成組作為三相運(yùn)行。單相變壓器一般采用同心式繞組,是將高、低壓繞組同心地套裝在鐵心柱上,如圖上圖所示。為了便于與鐵心絕緣,把低壓繞組套裝在里面,高壓繞組套裝在外面。對(duì)低壓大電流大容量的變壓器,由于低壓繞組引出線很粗,也可以把它放在外面。高、低壓繞組之間留有空隙,既利于繞組散熱,又作為兩繞組之間的絕緣。
同心式繞組按其繞制方法的不同又可分為圓筒式、螺旋式和連續(xù)式等多種。同心式繞組的結(jié)構(gòu)簡單、制造容易,常用于心式變壓器中,這是一種最常見的繞組結(jié)構(gòu)形式,市面上單相變壓器基本上均采用這種結(jié)構(gòu)。
單相變壓器工作原理
當(dāng)變壓器一次側(cè)施加交流電壓U1,流過一次繞組的電流為I1,則該電流在鐵芯中會(huì)產(chǎn)生交變磁通,使一次繞組和二次繞組發(fā)生電磁聯(lián)系,根據(jù)電磁感應(yīng)原理,交變磁通穿過這兩個(gè)繞組就會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì),其大小與繞組匝數(shù)以及主磁通的最大值成正比,繞組匝數(shù)多的一側(cè)電壓高,繞組匝數(shù)少的一側(cè)電壓低,當(dāng)變壓器二次側(cè)開路,即變壓器空載時(shí),一二次端電壓與一二次繞組匝數(shù)成正比,變壓器起到變換電壓的目的。
當(dāng)變壓器二次側(cè)接入負(fù)載后,在電動(dòng)勢(shì)E2的作用下,將有二次電流通過,該電流產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì),也將作用在同一鐵芯上,起到反向去磁作用,但因主磁通取決于電源電壓,而U1基本保持不變,故一次繞組電流必將自動(dòng)增加一個(gè)分量產(chǎn)生磁動(dòng)勢(shì)F1,以抵消二次繞組電流所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)F2,在一二次繞組電流L1、L2作用下,作用在鐵芯上的總磁動(dòng)勢(shì)(不計(jì)空載電流I0),F1+F2=0, 由于F1=I1N1,F2=I2N2,故 I1N1+I2N2=0,由式可知,I1和I2同相,所以
I1/I2=N2/N1=1/K
由式可知,一二次電流比與一二次電壓比互為倒數(shù),變壓器一二次繞組功率基本不變,(因變壓器自身損耗較其傳輸功率相對(duì)較?。?,二次繞組電流I2的大小取決于負(fù)載的需要,所以一次繞組電流I1的大小也取決于負(fù)載的需要,變壓器起到了功率傳遞的作用。
單相變壓器如何安裝接線
單相變壓器如何接線的接線方式的說法不妥,只能說是選擇變壓器的結(jié)線組別。 一側(cè)繞組只有Y和Δ二種,雙圈式變壓器的組合就是四種:Y/Y,Δ/Y,Y/Δ,Δ/Δ。
Y/Y結(jié)線組是輸入輸出同相位,還有5種不同相位,按時(shí)鐘表示,分別是0點(diǎn)和2,4,6,8,10點(diǎn),鐘點(diǎn)表示也是輸入與輸出之間的相位關(guān)系。 Δ/Δ結(jié)線組是輸入輸出也是同相位,還有5種不同相位,按時(shí)鐘表示,同樣是0點(diǎn)和2,4,6,8,10點(diǎn),鐘點(diǎn)表示一樣是輸入與輸出之間的相位關(guān)系。
單相變壓器的并接接線圖
變壓器除了單臺(tái)使用外,還使用兩臺(tái)以上的變壓器,有時(shí)是由于負(fù)荷增大需增加變壓器容量,有時(shí)是為了達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目的,為此,一次側(cè)和二次側(cè)各都按并聯(lián)接線。稱此為變壓器并聯(lián)運(yùn)行(參看下圖 )。
單相變壓器和三相變壓器有什么區(qū)別
1、用料少
相同容量的單相變壓器比三相變壓器用鐵減少20%,用銅減少10%。尤其是采用卷鐵結(jié)構(gòu)時(shí),變壓器的空載損耗可下降15%以上,這將使單相變壓器的制造成本和使用成本同時(shí)下降,從而獲得最佳的壽命周期成本。
2、線路投資低
在電網(wǎng)中采用單相供電系統(tǒng),可節(jié)省導(dǎo)線33%~63%,按經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算,可節(jié)約導(dǎo)線重量42%,按機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算,可降低導(dǎo)線消耗66%。因此可降低整個(gè)輸電線路的建設(shè)投資。這在我國地域廣闊的農(nóng)村和城鎮(zhèn)的路燈照明及居民生活用電方面是很有意義的。