❶ 变电所一次、二次设备的工作原理
在发电来厂,变电所中,发电自机,变压器,电动机,开关(断路器),隔离开关等叫一次设备.为了安全,经济地发,供电,对一次设备及其电路进行测量,操作和保护而装设的辅助设备,例如各种测量仪表,控制开关,信号器具,继电器等,叫做二次设备.连接二次设备的电路,就叫做二次回路.
在变电站中输送和分配电能的高压电气设备。变压器、断路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀开关、母线、输电线路、电力电缆、电抗器等。由一次设备相互连接,构成输电、配电或进行其它生产的电气回路称为一次回路或一次接线系统。二次设备是指对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设备。如熔断器、控制开关、继电器、控制电缆等。由二次设备相互连接,构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路称为二次回路或二次接线系统。
❷ 变电站的电容器的具体原理和作用是什么
最简单的电容器是由两端的极板和中间的绝缘电介质(包括空气)构成的。通电后,极板带电,形成电压(电势差),但是由于中间的绝缘物质,所以整个电容器是不导电的。
1、耦合:用在耦合电路中的电容称为耦合电容,在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路,起隔直流通交流作用。
2、滤波:用在滤波电路中的电容器称为滤波电容,在电源滤波和各种滤波器电路中使用这种电容电路,滤波电容将一定频段内的信号从总信号中去除。
3、退耦:用在退耦电路中的电容器称为退耦电容,在多级放大器的直流电压供给电路中使用这种电容电路,退耦电容消除每级放大器之间的有害低频交连。
4、高频消振:用在高频消振电路中的电容称为高频消振电容,在音频负反馈放大器中,为了消振可能出现的高频自激,采用这种电容电路,以消除放大器可能出现的高频啸叫。
5、谐振:用在LC谐振电路中的电容器称为谐振电容,LC并联和串联谐振电路中都需这种电容电路。
(2)变电所实验装置目的原理扩展阅读:
变电站的结构设计与设备布置一般具有如下要求:
1、建筑物底层的附属10 kV变电站不需分室,变压器及高低压开关柜可同层同室布置,仅需保持特定间距,具有专有建筑物的35 kV独立变电站应按照功能分层分室布置;
2、变电站的室内布置应紧凑合理,便于运行人员的操作、检修、试验与巡视,开关柜安装位置应满足最小通道宽度要求,并适当考虑发展及扩建要求;
3、分室布置变电站应合理布置站内各功能室的位置,高压配电室与高压电容器室相邻,低压配电室与变压器室相邻,低压配电室应便于出线,控制室位置应便于运行人员的工作与管理;
4、高低压配电室的设施应符合安全与防火要求,站内不允许采用可燃材料装修;
5、高低压配电室、电容器室及变压器室的门应向外开,相邻两配电室的门应双向开启;
6、高低压配电室、电容器室、变压器室及主控室应设置防范雨、雪、蛇、鼠等从门、窗及缆沟入室的设施。
❸ 变频串联谐振成套试验装置有什么工作原理
变频串联谐振装置是运用串联谐振原理,利用励磁变压器激发串联谐振回路,调节变频控制器的输出频率,使回路电感L和试品C串联谐振,谐振电压即为加到试品上电压。变频谐振试验装置广泛用于电力、冶金、石油、化工等行业,适用于大容量,高电压的电容性试品的交接和预防性试验。
变频串联谐振试验装置主要由变频控制器,励磁变压器,高压电抗器,高压分压器等组成。变频控制器又分两大类,20KW及以上为控制台式,20KW以下为便携箱式;它由控制器和滤波器组成。变频控制器主要作用是把幅值和频率都固定的380V或200V工频正弦交流电转变为幅值和频率可调的正弦波。并为整套设备提供电源。励磁变压器的作用是将变频电源输出的电压升到合适的试验电压。高压电抗器L是谐振回路重要部件,当电源频率等于1/(2π√LCX)时,它与被试品CX发生串联谐振。
适用于10KV、35KV、110KV、220KV、500KV聚己烯电力电缆交流耐压试验。适用于60KV、220KV,500KVGIS交流耐压试验。适用于大型变压器,发电机组工频耐压试验;电力变压器感应耐压试验;接地电阻测量。
❹ 变电站的运行原理是什么
变压器是变电站的主要设备,分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器即高 变电站2
、低压每相共用一个绕组,从高压绕组中间抽出一个头作为低压绕组的出线的变压器。电压高低与绕组匝数成正比,电流则与绕组匝数成反比。 变压器按其作用可分为升压变压器和降压变压器。前者用于电力系统送端变电站,后者用于受端变电站。变压器的电压需与电力系统的电压相适应。为了在不同负荷情况下保持合格的电压有时需要切换变压器的分接头。 按分接头切换方式变压器有带负荷有载调压变压器和无负荷无载调压变压器。有载调压变压器主要用于受端变电站。 电压互感器和电流互感器。它们的工作原理和变压器相似,它们把高电压设备和母线的运行电压、大电流即设备和母线的负荷或短路电流按规定比例变成测量仪表、继电保护及控制设备的低电压和小电流。在额定运行情况下电压互感器二次电压为l00V,电流互感器二次电流为5A或1A。电流互感器的二次绕组经常与负荷相连近于短路,请注意:绝不能让其开路,否则将因高电压而危及设备和人身安全或使电流互感器烧毁。 开关设备。它包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等 变压器
都是断开和合上电路的设备。断路器在电力系统正常运行情况下用来合上和断开电路;故障时在继电保护装置控制下自动把故障设备和线路断开,还可以有自动重合闸功能。在我国,220kV以上变电站使用较多的是空气断路器和六氟化硫断路器。 隔离开关(刀闸)的主要作用是在设备或线路检修时隔离电压,以保证安全。它不能断开负荷电流和短路电流,应与断路器配合使用。在停电时应先拉断路器后拉隔离开关,送电时应先合隔离开关后合断路器。如果误操作将引起设备损坏和人身伤亡。 负荷开关能在正常运行时断开负荷电流没有断开故障电流的能力,一般与高压熔断丝配合用于10kV及以上电压且不经常操作的变压器或出线上。 为了减少变电站的占地面积近年来积极发展六氟化硫全封闭组合电器(GIS)。它把断路器、隔离开关、母线、接地开关、互感器、出线套管或电缆终端头等分别装在各自密封间中集中组成一个整体外壳充以六氟化硫气体作为绝缘介质。这种组合电器具有结构紧凑体积小重量轻不受大气条件影响,检修间隔长,无触电事故和电噪声干扰等优点,具有发展前765kV已在变电站投入运行。目前,它的缺点是价格贵,制造和检修工艺要求高。
❺ 变电站工作原理
变电站工作原理就是电磁感应原理。
变电站里,当交流电压加到一次侧绕组后,电流流入该绕组,由于励磁作用在铁心中产生磁场,这个磁场不仅穿过一次侧绕组,同时也穿过二次侧绕组,二次侧绕组中由于有线圈就会产生感应电动势,如果二次侧与外电路的负载接通,便有交流电流流出。
(5)变电所实验装置目的原理扩展阅读:
变电站的结构设计与设备布置一般具有如下要求:
①建筑物底层的附属10 kV变电站不需分室,变压器及高低压开关柜可同层同室布置,仅需保持特定间距,具有专有建筑物的35 kV独立变电站应按照功能分层分室布置;
②变电站的室内布置应紧凑合理,便于运行人员的操作、检修、试验与巡视,开关柜安装位置应满足最小通道宽度要求,并适当考虑发展及扩建要求;
③分室布置变电站应合理布置站内各功能室的位置,高压配电室与高压电容器室相邻,低压配电室与变压器室相邻,低压配电室应便于出线,控制室位置应便于运行人员的工作与管理;
④高低压配电室的设施应符合安全与防火要求,站内不允许采用可燃材料装修;
⑤高低压配电室、电容器室及变压器室的门应向外开,相邻两配电室的门应双向开启;
⑥高低压配电室、电容器室、变压器室及主控室应设置防范雨、雪、蛇、鼠等从门、窗及缆沟入室的设施。
❻ 电场到变电站从发电到变电站处理电这部分的详细工作原理 篇幅越长越好 100分奉上 在线急等~~~~~~~~
一、送电线路的主要设备:
送电线路是用绝缘子以及相应金具将导线及架空地线悬空架设在杆塔上,连接发电厂和变电站,以实现输送电能为目的的电力设施。主要由导线、架空地线、绝缘子、金具、杆塔、基础、接地装置等组成。
1.导线:其功能主要是输送电能。线路导线应具有良好的导电性能,足够的机械强度,耐振动疲劳和抵抗空气中化学杂质腐蚀的能力。线路导线目前常采用钢芯铝绞线或钢芯铝合金绞线。为了提高线路的输送能力,减少电晕、降低对无线电通信的干扰,常采用每相两根或四根导线组成的分裂导线型式。
2.架空地线:主要作用是防雷。由于架空地线对导线的屏蔽,及导线、架空地线间的藕合作用,从而可以减少雷电直接击于导线的机会。当雷击杆塔时,雷电流可以通过架空地线分流一部分,从而降低塔顶电位,提高耐雷水平。架空地线常采用镀锌钢绞线。目前常采用钢芯铝绞线,铝包钢绞线等良导体,可以降低不对称短路时的工频过电压,减少潜供电流。兼有通信功能的采用光缆复合架空地线。
3.绝缘子:是将导线绝缘地固定和悬吊在杆塔上的物件。送电线路常用绝缘子有:盘形瓷质绝缘子、盘形玻璃绝缘子、棒形悬式复合绝缘子。
(1)盘形瓷质绝缘子:国产瓷质绝缘子,存在劣化率很高,需检测零值,维护工作量大。遇到雷击及污闪容易发生掉串事故,目前已逐步被淘汰。
(2)盘形玻璃绝缘子:具有零值自爆,但自爆率很低(一般为万分之几)。维护不需检测,钢化玻璃件万一发生自爆后其残留机械强度仍达破坏拉力的80%以上,仍能确保线路的安全运行。遇到雷击及污闪不会发生掉串事故。在Ⅰ、Ⅱ级污区已普遍使用。
(3)棒形悬式复合绝缘子:具有防污闪性能好、重量轻、机械强度高、少维护等优点,在Ⅲ级及以上污区已普遍使用。
4.金具
送电线路金具,按其主要性能和用途可分为:线夹类、连接金具类、接续金具类、防护金具类、拉线金具类。
(1)线夹类:
悬式线夹:用于将导线固定在直线杆塔的悬垂绝缘子串上,或将架空地线悬挂在直线杆塔的架空地线支架上。
耐张线夹:是用来将导线或架空地线固定在耐张绝缘子串上,起锚固作用。耐张线夹有三大类,即:螺栓式耐张线夹;压缩型耐张线夹;楔型线夹。
螺栓式耐张线夹:是借U型螺丝的垂直压力与线夹的波浪形线槽所产生的摩擦效应来固定导线。
压缩型耐张线夹:它是由铝管与钢锚组成。钢锚用来接续和锚固钢芯铝绞线的钢芯、然后套上铝管本体,以压力使金属产生塑性变形,从而使线夹与导线结合为一整体,采用液压时,应用相应规格的钢模以液压机进行压缩。采用爆压时,可采用一次爆压或二次爆压的方式,将线夹和导线(架空地线)压成一个整体。
楔型线夹:用来安装钢绞线,紧固架空地线及拉线杆塔的拉线。它利用楔的劈力作用,使钢绞线锁紧在线夹内。
(2)连接金具类:连接金具是用来将绝缘子串与杆塔之间,线夹与绝缘子串之间,架空地线线夹与杆塔之间进行连接的金具。常用的连接金具有:球头挂环、碗头挂板、U型挂环、直角挂板等。
(3)接续金具类:用于导线的接续及架空地线的接续,耐张杆塔跳线的接续。定型的接续金具有:钳压接续金具、液压接续金具、螺栓接续金具、爆压接续金具。
(4)防护金具类:用于防护导线,架空地线振动的防震锤、护线条、阻尼线;用于抑制次档距振动的间隔棒;用于防护绝缘子串产生电晕的屏蔽环及均压环等。
(5)拉线金具类:用于调整和稳固杆塔拉线的金具有:可调式UT型线夹;钢线卡子、及双拉线联板等。
5.杆塔:
杆塔是支承架空线路导线和架空地线,并使导线与导线之间,导线和架空地线之间,导线与杆塔之间,以及导线对大地和交叉跨越物之间有足够的安全距离。
6.基础:
基础的作用主要是稳定杆塔,能承受杆塔、导线、架空地线的各种荷载所产生的上拔力、下压力和倾覆力矩。
电杆及拉线宜采用预制装配式基础。铁塔宜采用现浇钢筋混凝土基础或混凝土基础。有条件时,应优先采用原状基础。包括有:岩石基础、机扩桩基础、掏挖(半掏挖)基础、爆扩桩基础和钻孔桩基础等。
7.接地装置:
主要由连接架空地线的接地引下线及埋入杆塔地里的接地体(极)所组成。接地装置的主要作用是,能迅速将雷电流在大地中扩散泄导,以保持线路有一定的耐雷水平。杆塔接地电阻值愈小,其耐雷水平就愈高。
二、送电线路专业术语
1.档距:相邻两基杆塔之间的水平直线距离,称为档距,一般用L表示。
2.弧垂:对于水平架设的线路来说,导线相邻两个悬挂点之间的水平连线与导线最低点的垂直距离,称为弧垂或弛度。用f表示。
3.限距:导线对地面或对被跨越设施的最小距离。一般指导线最低点到地面的最小允许距离,常用h表示。
4.水平档距:相邻两档距之和的一半,称为水平档距,常用 表示,即 。
5.垂直档距:相邻两档距间导线最低点之间的水平距离,称为垂直档距,常用 表示。
6.代表档距:一个耐张段里,除弧立档外,往往有多个档距。由于导线跨越的地形、地物不同,各档距的大小不相等,导线的悬挂点标高也不一样,各档距的导线受力情况也不同。而导线的应力和弧垂跟档距的关系非常密切,档距变化,导线的应力和弧垂也变化,如果每个档距一个一个计算,会给导线力学计算带来困难。但一个耐张段里同一相导线,在施工时是一道收紧起来的,因此,导线的水平拉力在整个耐张段里是相等的,即各档距弧垂最低点的导线应力是相等的。我们把大小不等的一个多档距的耐张段,用一个等效的假想档距来代替它,这个能够表达整个耐张力学规律的假想档距,称之为代表档距或称为规律档距,用LO表示。
❼ 变电站直流系统的工作原理
工作原理:
变电站光伏直流系统在工作时要依托太阳能组件方阵的作用将太阳能转换成有效的电能,在光伏控制器的作用下稳压输出,与直流系统合母实现对接。如果由太阳能组件输出的电压符合直流系统的电压要求,在光伏控制器的控制下充电机的输入端交流接触器就会自动断开,对变电站直流系统供电的工作便由光伏电源来完成。相应的,如果输出的电压不能满足直流系统对电压作出的要求,输出工作就会在光伏控制器的控制下自动停止,与此同时,充电机的输入端的交流接触器也会随之发生闭合,这时候变电站的直流系统供电工作便由充电机来完成。光伏控制器和充电机就在这样的工作原理下进行交替的工作,实现自动切换。
变电所的强电直流电压为:
110V或220V,弱电直流电压为48V。 强电直流采用110V的优点:
1)蓄电池个数少,降低了蓄电池组本身的造价,减少蓄电池室的建筑面积,减少蓄电池组平时的维护量。
2)对地绝缘的裕度大,减少直流系统接地故障的机率,在一定程度上提高直流系统的可靠性。
3)直流回路中触点的断开时,对连接回路产生干扰电压,直流用110V时,能降低干扰电压幅值。
4)对人员较安全,减少中间继电器的断线故障。 强电直流采用110V的缺点:
1) 变电站占地面积大,电缆截面大,给施工带来困难。
2) 一般线路的高频保护的收发信机输出功率大小与直流电压有关,对长线路的保护不利。
3) 交流的220V照明电源和110V的直流电源无法直接切换,需增加变压器和逆变电源,增加事故照明回路的复杂性。
4) 在站内有大容量直流电动机的情况下,增大电缆截面,增加投资。
基于技术和经济上的考虑,对于采用集中控制(电缆线较长)的220-500kV变电站,强电直流系统的工作电压宜选用220V。
当变电站规模较小或全户内的220kV变电所情况下,控制电缆长度较小时,强电直流系统的工作电压宜选用220V。
500KV变电所多采用分布式控制方式,二次设备分部控制,在主控室和分控室都设有独立的直流系统控制,电缆的长度大大缩短,变电所的蓄电池组数多。这种情况下变电所强电直流系统的工作电压宜选用110V。
❽ 变压器短路实验的目的是为什么测定什么
进行该试验的目的是要测量短路损耗和阻抗电压,以便确定变压器的并列运行;计算变压器的效率、热稳定和动稳定;计算变压器二次侧电压变动率以及确定变压器温升等。通过短路试验可以发现以下缺陷:变压器各结构件或油箱箱壁中由于漏磁通所致的附加损耗过大和局部过热;油箱箱盖或套管法兰等附件损耗过大并发热;带负载调压变压器中的电抗绕组匝间短路;大型电力变压器低压绕组中并联导线间短路或换位错误,这些缺陷均可能使附加损耗显著增大。
❾ 学习《发电厂变电所电气部分》的主要目的和任务是什么(结合当今中国电力系统的发展谈谈)。
这门课讲述电力系统最基本的结构理论和初步的设计方法。包括导体的发热和电动力,这个选线型啊 各种校验啊都用的到。还有就是电力系统主要电气设备的结构原理和工作方式,以及不同需求时设备的选择。介绍从厂用电所用电到配电装置的设计,发电厂变电所的二次接线形式、电力变压器和同步发电机得运行理论。 基本目的就是了解电气部分的结构和运行原理,要求就是会初步设计发电厂和变电所的电气主接线
❿ 变压器为什么能改变电压
变压器的种类和功能
我们知道,从发电站送出来的电压高达104~106伏,经过各级变压器后,输送到我们家里用的电压却只有220伏。这中间的电压是如何发生变化的呢?这就是变压器的神奇之处:改变电压的“魔术师”。变压器是根据电磁感应定律将交流电变换为同频率不同电压的交流电的非旋转式电机。
我们的生活中的许多地方都离不开变压器。发电站产生的电,先通过升压变压器把电压升高,然后再送上电网,输送到各个变电站,变电站又利用降压变压器,将电压转换成用户需要的标准电压220伏或者380伏,输送给用户。在我们家里还有各种变压器,它们将220伏的电压转换成4或6伏等不同的低电压的给手机电池或者其他充电电池充电。这都是变压器的电压变化功能,变压器还有许多其他的功能,如阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。
变压器有多种功能:
(1)高效、经济、方便地升高电压,减小电流,以满足远距离、大功率输电的要求;
(2)方便地降低电压,利于近距离供电,或进一步降低到安全电压(如8伏、12伏、24伏等),以保证人身安全;
(3)变换电流;
(4)变换阻抗;
(5)变换相数;
(6)变换相角;
(7)既不变换电压,也不变换电流和相角,只是以1∶1的变化将其两侧的电路用高强度绝缘予以隔离。
变压器的发明
变压器是随着电磁感应现象的发现而诞生,经过许多科学家不断完善、改进而最终形成。在一大批研究变压器的杰出人士中,最为著名的是法拉第和亨利,他们奠定了电磁学真理的基石,而所有后来者则致力于科学大厦的完成。
1831年,法拉第在研究磁生电的实验中设计了一套实验装置,并成功地发现了磁生电的现象。法拉第通过实验发现了电磁感应现象。法拉第进行这个实验的装置实际上是世界上第一只变压器雏形,以后法拉第又做了数次实验,同年10月28日还制成了第一台圆盘式直流发电机。同年11月24日,法拉第向英国皇家学会报告了他的实验及其发现,从而使法拉第被公认为电磁感应现象的发现者,他也顺理成章地成为变压器的发明人。
随后,经过许多科学家的共同努力,电磁学得到了完善和发展,变压器也随着社会的需要逐渐出现在人们的视野里。
在变压器中,用来传递磁场的是铁芯,使用高性能的铁芯,可以减少变压器因漏磁等原因引起的能量损耗,提高了变压器的工作效率。
法拉第被认为是变压器的发明人,但实际上最早发明变压器的是美国著名科学家亨利。
1830年8月,亨利采用自制的实验装置进行磁生电实验。当他合上开关K,发现检流计P的指针摆动;打开开关K,又发现检流计P的指针向相反方向摆动。实验中,当打开开关K时,亨利还在线圈B的两端间观察到了火花。同时发现可以将大电流变为小电流,也可将小电流变为大电流。实际上,亨利这个实验是电磁感应现象的非常直观的关键性实验,亨利这个实验装置实际上也是一台变压器的雏形。但遗憾的是,他没能及时发表他的成果,他将这件事搁置一旁继续进行研究。直到1832年,亨利才发表了相关论文,与电磁感应现象的发现权和变压器的发明权擦肩而过。特别值得一提的是,亨利实验装置比法拉第感应线圈更接近于现代通用的变压器。
变压器的工作原理
变压器在我们的生活和生产中起到了非常重要的作用,可以说变压器在电力系统中几乎和发电机同样重要。那么它是如何“开展工作”的呢?下面我们一起来揭开变压器的变压之谜。
变压器的基本构造是两个线圈绕在同一铁芯上。输入电能的线圈,也就是接在电源的线圈,叫做原线圈(原绕组),输出电能的线圈,也就是以电能供给受电器的线圈,叫做副线圈(副绕组)。这两个电路之间根本没有导体相连接,电流是不能从一个电路传导到另一电路上的,电能也不能直接地传递,那么电能是怎么实现传递的呢?
根据电磁感应定律,我们知道电和磁是不可分割的,它们始终交织在一起。简单地说,就是电生磁、磁生电。在通电导线周围产生磁场,变化的电流则可以产生变化的磁场;在一个闭合电路中,如果通过的磁场发生变化,那么这个电路中将有电流产生,即当磁铁靠近线圈或远离线圈时都会有电流产生。由于变压器的两线圈绕在同一铁芯上,原线圈中的交流电由于电流大小和方向的交替变化产生磁场,通过铁芯传递到副线圈中,再由交替变化的磁场在副线圈中产生新的交替变化的电动势,在副线圈回路中产生电流,这样就完成了一个电能的传递过程。这种不用导线而能传递电能的现象就是变压器的特性。
变压器的副电路中的电流是一种感应电流,是由于副线圈中的感应电动势所产生的,副线圈中能产生感应电动势的原因则是穿过这线圈的磁通量时刻在变化(电磁感应现象),而产生这种变化的原因又是原线圈中的电流在不断地改变着。由此可知,变压器的副电路中产生电动势的必要条件是原线圈中存在着时刻变化的电流。为了实现这个目的,变压器就应用了交变电流为电源,直流电则不能产生感应电动势,变压器决不能用它为电源。发电厂所发的电通常是交流而非直流的最主要原因,就在于惟有交变电流才能利用变压器来提高电压增加输电效率。
变压器铁芯一般用0.35或0.5毫米厚的两面涂有绝缘层的硅钢片叠成或卷成。变压器铁芯分为芯式和壳式两大类。通常芯式铁芯用于高电压、小容量的变压器;壳式铁芯则用于低电压、大容量的变压器。铁芯中通过交变磁通后将产生磁滞损耗和涡流损耗,也会引起副边电压的波形畸变和对原边电压的相位移。
因此,高频中有用铁氧体材料制作铁芯的。频率更高或精度要求极高时,常用非铁磁材料(其磁性能与空气非常接近)制作芯子,这种变压器称作空心变压器。大型变压器还有冷却系统、保护装置、出线装置和油箱等部分。
原电路中的电流每有一次交变,铁芯中的磁场也有一次交变,因而副电路中的感应电流也有一次交变,也就是说,原电路的交流和副电路的交流有着同一的频率。
为加强磁场、提高效率,通常将两绕组套在铁芯上。磁通的绝大部分通过铁芯,这部分磁通称主磁通,它连接了原、副线圈。变压器绕组由铜或铝的绝缘扁导线或圆导线绕成。原、副线圈匝数不同,电压不同。原、副线圈匝数比近似等于其电压比。
超导变压器
电力系统内部能量损失是一个非常重大的问题,除发电机的损失外,变电和输电系统的损失也占有很大的比例。据估计,我国变压器的总损耗占系统总发电量的10%左右,如损耗每降低1%,每年可节约上百亿度电。因此变压器的节能降耗已是势在必行。可以说,节能型变压器的推广对于解决我国电力供应紧张,建立节约型社会有着重大意义。超导技术的发展为减少变压器等变电设备和输电线路的损失提供了有力的技术支持。
当变压器的初级绕组通电后,线圈所产生的磁通在铁芯流动,因为铁芯本身也是导体,在垂直于磁力线的平面上就会感应电势,这个电势在铁芯的断面上形成闭合回路并产生电流,好像一个漩涡,所以称为“涡流”。这个“涡流”使变压器的损耗增加,并且使变压器的铁芯发热,变压器升温增热。由“涡流”所产生的损耗我们称为“铁损”。另外要绕制变压器需要用大量的铜线,这些铜导线存在着较大的电阻,电流流过时,电阻会消耗一定的功率,这部分损耗往往变成热量而消耗,我们称这种损耗为“铜损”。
与传统的变压器相比,高温超导变压器的绕组导线为高温超导材料,可以大大降低这部分损耗。同时采用液氮或传导冷却(制冷剂),冷却效率大大高于传统油浸式变压器,因此可节约可观的电能,也减少了对化石燃料的需求,减少了因化石燃烧而产生的各种污染。同时,由于没有变压器油,不必担心火灾和漏油造成的污染。
高温超导变压器具有体积小、重量轻、效率高、过负荷能力强、无火灾隐患等优点。与传统的变压器相比,高温超导变压器的总损耗是传统变压器的31%,重量是46%,成本是77%。在我国,随着城镇用电负荷日趋增大,必须使用体积更为庞大的大容量变压器来满足用户的需求,许多现有变电站都面临重建的问题,由于在相同容量下超导变压器的体积比常规变压器小40%~60%,超导变压器可直接安装在现有的变电站内,从而节省了大笔建设经费。正是基于这些优点,高温超导变压器具有十分广阔的发展前景。高温超导材料的发现是超导材料发展的一个重要里程碑。目前,高温超导电缆已进入实用阶段,国内外厂家正积极开展高温超导变压器的研发工作。2003年,我国继美国、瑞士、德国、日本等少数几个国家之后成功研究出三相高温超导变压器样机。这为下一步研制实用型高温超导变压器打下了坚实的技术基础。
变压器的种类
变压器按用途可以分为:配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器、电抗器、抗干扰变压器、防雷变压器、箱式变电器试验变压器、转角变压器、大电流变压器、励磁变压器。