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一文看懂电抗器与变压器的区别

2018年03月29日 14:56 网络整理 作者: 用户评论(0

  什么是电抗器

  电抗器也叫电感器。因火当一个导体通电时就会在其周围一定空间范围产生磁场,所以所有能载流的电导体都有一般意义上的感性。然而通电长直导体的电感较小,所产生的磁场不强,因此实际的电抗器是导线绕成螺线管形式,称空心电抗器;有时为了让这只螺线管具有更大的电感,便在螺线管中插入铁心,称铁心电抗器。

  电抗器的分类

  一、电抗分为感抗和容抗,即感抗器(电感器)和容抗器(电容器)统称为电抗器,也就是现在人们所说的电容器就是容抗器,而电抗器专指电感器。

  二、电抗器按结构及冷却介质、按接法、按功能、按用途进行分类。

  1)、按结构及冷却介质:分为空心式、铁心式、干式、油浸式等;

  2)、按接法:分为并联电抗器和串联电抗器。

  3)、按功能:分为限流和补偿。

  4)、按用途:例如:限流电抗器、滤波电抗器、平波电抗器、功率因数补偿电抗器、串联电抗器、平衡电抗器、接地电抗器、消弧线圈、进线电抗器、出线电抗器、饱和电抗器、自饱和电抗器、可变电抗器(可调电抗器、可控电抗器)、轭流电抗器、串联谐振电抗器、并联谐振电抗器等。

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  电抗器的作用

  在电力系统发生短路时,会产生数值很大的短路电流。如果不加以限制,要保持电气设备的动态稳定和热稳定是非常困难的。因此,为了满足某些断路器遮断容量的要求,常在出线断路器处串联电抗器,增大短路阻抗,限制短路电流。由于采用了电抗器,在发生短路时,电抗器上的电压降较大,所以也起到了维持母线电压水平的作用,使母线上的电压波动较小,保证了非故障线路上的用户电气设备运行的稳定性。

  电抗器的功能

  (1)轻空载或轻负荷线路上的电容效应,以降低工频暂态过电压。

  (2)改善长输电线路上的电压分布。

  (3)使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡,防止无功功率不合理流动?同时也减轻了线路上的功率损失。

  (4)在大机组与系统并列时?降低高压母线上工频稳态电压,便于发电机同期并列。

  (5)防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象。

  (6)当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时,还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容,以加速潜供电流自动熄灭,便于采用。

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  电抗器的使用寿命

  电抗器在额定负载下长期正常运行的时间,就是电抗器的使用寿命。电抗器使用寿命由制造它的材料所决定。制造电抗器的材料有金属材料和绝缘材料两大类。金属材料耐高温,而绝缘材料长期在较高的温度、电场和磁场作用下,会逐渐失去原有的力学性能和绝缘性能,例如变脆、机械强度减弱、电击穿。这个渐变的过程就是绝缘材料的老化。温度愈高,绝缘材料的力学性能和绝缘性能减弱得越快;绝缘材料含水分愈多,老化也愈快。电抗器中的绝缘材料要承受电抗器运行产生的负荷和周围环境的作用,这些负荷的总和、强度和作用时间决定绝缘材料的使用寿命。

  什么是变压器

  变压器是一种用于电能转换的电器设备,它可以把一种电压、电流的交流电能转换成相同频率的另一种电压、电流的交流电能。 变压器几乎在所有的电子产品中都要用到,它原理简单但根据不同的使用场合(不同的用途)变压器的绕制工艺会有所不同的要求。变压器的功能主要有:电压变换;阻抗变换;隔离;稳压(磁饱和变压器)等,变压器常用的铁心形状一般有E型和C型铁心。

  变压器的工作原理

  当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时,导线中就有交变电流I1并产生交变磁通ф1,它沿着铁心穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。在次级线圈中感应出互感电势U2,同时ф1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1,E1的方向与所加电压U1方向相反而幅度相近,从而限制了I1的大小。为了保持磁通ф1的存在就需要有一定的电能消耗,并且变压器本身也有一定的损耗,尽管此时次级没接负载,初级线圈中仍有一定的电流,这个电流我们称为“空载电流”。

  如果次级接上负载,次级线圈就产生电流I2,并因此而产生磁通ф2,ф2的方向与ф1相反,起了互相抵消的作用,使铁心中总的磁通量有所减少,从而使初级自感电压E1减少,其结果使I1增大,可见初级电流与次级负载有密切关系。当次级负载电流加大时I1增加,ф1也增加,并且ф1增加部分正好补充了被ф2 所抵消的那部分磁通,以保持铁心里总磁通量不变。如果不考虑变压器的损耗,可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压,但是不能改变允许负载消耗的功率。

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  变压器的用途

  1、电压变换

  变压器是变换电压的元件。在实际应用中,我们常常需要改变交流电的电压,以适应各种不同的需要。例如,大型发电机发出的交流电压有几万伏;远距离输电需要几十万伏的高电压;电灯、电饭煲、电脑等家用电器需要220V的电压;机床上的照明灯需要220V的电压;机床上的照明需要36V的安全电压;一般电子管的灯丝只需要6。3V的低电压等等,这就需要用电源变压器来得到合适的各种电压。

  电源变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈(也称为绕组)组成的。一个线圈与电源连接,叫初级线圈(也叫原线圈);另一个线圈跟负载连接,叫次级线圈(也叫副线圈)。两个线圈都是用绝缘导线绕制成的,铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。可以粗略地认为,空载时,变压器初级线圈的端的端电压U1与次级线圈的端电压U2之比等于初线圈的匝数N1与次级线圈的匝数N2之比,即U1/U2=(N1/N1)2。当次级线圈的匝数大于初级线圈的匝数时,变压器使电压升高,这种变压器叫做升压变压器;当次级线圈的匝数小于初级线圈的匝数时,变压器使电压降低,这种变压器叫做降压变压器。

  变压器工作时,初级线圈和次级线圈中的电流跟它们的匝数成反比。变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小,可较细的导线绕制;低压线圈匝数少而通过的电流大,应当用较粗的导线绕制。

  2、阻抗变换

  变压器具有阻抗变换作用。变压器初级与次级的圈数不同,由次级反射到初级的阻抗也不同。变压器次级阻抗Z2与初级阻抗Z1之比,在数值上等于变压器次级圈数N2与初级圈数N1之比的平方,即Z2/Z1=(N2/N1)2。利用变压器的阻抗变换作用可以使电路两端的阻抗得到良好匹配,从而最大限度的传送信号功率。例如,电视机天线输出的300Ω平衡电视信号,通过天线阻抗变换器(一种高频变压器)变换为75Ω不平衡信号,传送入电视机,以便与高频头的输入阻抗相匹配,进行放大处理。又如,通过音频输出变压器的阻抗变换作用,可以使音频放大器较高的输出阻抗与扬声器较低的阻抗相匹配,从而使音频放大器的输出功率最大、失真度最小。

  3、相位变换

  变压器具有相位变换作用,交换变压器线圈的接头,可以改变信号电压的相位。例如,利用推挽功率放大器中的音频输入变压器,可以将原信号和倒相的信号分配给两只功率放大管,使它们交替放大正、负半周信号。

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  变压器的寿命

  1、以前的变压器,变压器内部的油与空气直接接触。由于变压器在热胀冷缩时,其油面上下波动,我们叫变压器在呼吸,增加了油与空气接触的机会。潮气进入了变压器内部。使绝缘降低。在正常的运行和维护下,变压器保证有20年的寿命。

  2、现在的变压器,采取了全密封结构,油枕里装有密封口袋,使变压器油不与空气直接接触。在正常运行和维护下,变压器寿命为30年

  3、这个寿命是指在额定运行的情况下(额定容量下运行)。变压器有多少时间是额定运行的?所以在正常情况下,这20或30年是完全可以做到的。

  电抗器与变压器的区别

  变压器起电压变换作用,电抗器在回路中起限制电流或产生感性电流的作用;变压器在同一磁路中至少有两个绕组,电抗器一般只需一个绕组;变压器的铁芯是闭合的,电抗器(指带铁芯的)为了提高电感量的线性度铁芯一般带有气隙。

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( 发表人:陈翠 )

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