變壓器(Transformer)是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置,主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵芯(磁芯)。主要功能有:電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓(磁飽和變壓器)等。按用途可以分為:電力變壓器和特殊變壓器(電爐變、整流變、工頻試驗變壓器、調壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等)。電路符號常用T當作編號的開頭.例: T01, T201等。
法拉第在1831年8月29日發(fā)明了一個“電感環(huán)”,稱為“法拉第感應線圈”,實際上是世界上只變壓器雛形。但法拉第只是用它來示范電磁感應原理,并沒有考慮過它可以有實際的用途。
工作頻率
變壓器鐵芯損耗與頻率關系很大,故應根據(jù)使用頻率來設計和使用,這種頻率稱工作頻率。
額定功率
在規(guī)定的頻率和電壓下,變壓器能長期工作而不超過規(guī)定溫升的輸出功率。
額定電壓
指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓,工作時不得大于規(guī)定值。
電壓比
指變壓器初級電壓和次級電壓的比值,有空載電壓比和負載電壓比的區(qū)別。
空載電流
變壓器次級開路時,初級仍有一定的電流,這部分電流稱為空載電流??蛰d電流由磁化電流(產生磁通)和鐵損電流(由鐵芯損耗引起)組成。對于50Hz電源變壓器而言,空載電流基本上等于磁化電流。
變壓器是利用電磁感應原理制成的靜止用電器。當變壓器的原線圈接在交流電源上時,鐵心中便產生交變磁通,交變磁通用φ表示。原、副線圈中的φ是相同的,φ也是簡諧函數(shù),表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應定律可知,原、副線圈中的感應電動勢為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2為原、副線圈的匝數(shù)。由圖可知U1=-e1,U2=e2(原線圈物理量用下角標1表示,副線圈物理量用下角標2表示),其復有效值為U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ,令k=N1/N2,稱變壓器的變比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k,即變壓器原、副線圈電壓有效值之比,等于其匝數(shù)比而且原、副線圈電壓的位相差為π。
國家電網(wǎng)公司明確提出,要從2010年起開始推廣實施設備狀態(tài)檢修,提升設備智能化水平,推廣應用智能設備和技術,實現(xiàn)電網(wǎng)在線預警和設備智能化監(jiān)控。
以變電站一次設備主要在線監(jiān)測系統(tǒng)為例,就有:電容性設備的電容量、介損在線監(jiān)測;金屬氧化物避雷器的全電流、阻性電流在線監(jiān)測;變壓器本體絕緣油色譜在線監(jiān)測、光纖測溫在線監(jiān)測、本體超高頻局放在線監(jiān)測、套管局放、介損在線監(jiān)測、有載開關動態(tài)特性在線監(jiān)測;GIS超高頻局放在線監(jiān)測、微水在線監(jiān)測;開關機械特性監(jiān)測及開關柜光纖溫度在線監(jiān)測、SF6氣體密度在線監(jiān)測等。
在線監(jiān)測產品的市場主要集中在智能電網(wǎng)的變電環(huán)節(jié)。國家電網(wǎng)公司在智能電網(wǎng)規(guī)劃報告中也已將變電站狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)建設作為智能變電站的重要內容。智能變電站通過狀態(tài)監(jiān)測單元實現(xiàn)變壓器油色譜、組合電器局部放電、避雷器全電流等主要設備、重要參數(shù)的在線監(jiān)測,為電網(wǎng)設備管理提供基礎數(shù)據(jù)支撐。實時狀態(tài)信息通過專家系統(tǒng)分析處理后可做出初步?jīng)Q策,實現(xiàn)站內智能設備自診斷功能。