变压器补偿原理图
变压器的结构和工作原理
变压器的结构和⼯作原理变压器是利⽤电磁感应原理传输电能、信号的器件。
它具有变压、变流、变阻抗、隔离的作⽤，种类繁多应⽤⼴泛。
例如：1.电⼒系统中，升压远距离输电（如：10KV输电线路），⽤户端降压供电（如：220V市电）；2.实验室利⽤⾃耦变压器改变电源电压；3.测量上利⽤变压器扩⼤对交流电压、电流的测量范围；4.电⼦设备和仪器中利⽤变压器提供多种电压和传递信号并隔离电路上的联系。
变压器虽然⼤⼩悬殊，⽤途各异，但基本结构和⼯作原理是相同的。
变压器的结构变压器由铁芯和绕组两个基本部分组成，如下图所⽰，是它的⽰意图和符号。
变压器的结构⽰意图与符号这是⼀个简单的双绕组变压器，在⼀个闭合的铁芯上套有两个绕组，绕组与绕组之间以及绕组与铁芯之间都是绝缘的。
绕组通常⽤绝缘的铜线或铝线绕成，其中⼀个绕组与电源相连，称为⼀次绕组，另⼀个绕组与负载相连，称为⼆次绕组。
为了减少铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗，变压器的铁芯⼤多⽤0.35～0.5 mm厚的硅钢⽚叠成，为了降低磁路的磁阻，⼀般采⽤交错叠装⽅式，即将每层硅钢⽚的接缝错开。
如下图所⽰为⼏种常见的铁芯形状。
⼏种常见的铁芯形状变压器按铁芯和绕组的组合⽅式，可分为⼼式和壳式两种，如下图所⽰。
变压器的结构形式⼼式变压器的铁芯被绕组所包围，它的⽤铁量⽐较少，多⽤于⼤容量的变压器，如电⼒变压器。
壳式变压器的绕组被铁芯锁包围，它的⽤铁量⽐较多，但不需要专门的变压器外壳，常⽤于⼩容量的变压器，如各种电⼦设备和仪器中的变压器。
变压器的⼯作原理变压器的⼯作原理，我们将从空载运⾏、负载运⾏、阻抗变换，三种情况进⾏讲述。
1.空载运⾏如下图所⽰，变压器的空载运⾏⽰意图。
变压器的空载运⾏变压器的⼀次绕组接上交流电压【u1】，⼆次侧开路，这种运⾏状态称为空载运⾏。
这时⼆次绕组中的电流i2=0，电压为开路电压【u20】，⼀次绕组通过的电流为空载电流【i10】，各量的⽅向按习惯参考⽅向选取。
上图中【N1】为⼀次绕组的匝数，【N2】为⼆次绕组的匝数。
变压器的工作原理
• 单相变压器的一次、二次绕组的额定电流为
I1N = S N/ U1N
I2N = S N/ U2N
• 三相变压器的一次、二次绕组的额定电流为
I1N = S N/ 3U1N (4).额定频率
I2N = S N/ 3 U2N
• 我国工业用电频率为 50 HZ
变压器变比
• 当一次绕组上加上额定电压 U1N 时，一般规定此时二 次绕组开路电压将是额定电压 U2N ，因此可以认为， 变压器的电压比就是匝数比
• 1、 油浸自冷 • 31500kVA及以下、35kV及以下的产品； • 50000kVA及以下、110kV产品。 • 2 、油浸风冷 • 12500kVA～63000kVA、35kV～110kV
产品； • 75000kVA以下、110kV产品； • 40000kVA及以下、220kV产品。
• 3、 强迫油循环风冷 • 50000～90000kVA、220kV产品。 • 4 、强迫油循环水冷 • 一般水力发电厂的升压变220kV及以上、
绕组与仪表、继电器电流线圈串联，形成闭合回路，由于这些电 流线圈阻抗很小，工作时电流互感器二次回路接近短路状态。
电流互感器的变流比Ki用表示，则
• 式中，I1N、I2N分别为电流互感器一次侧和二次侧的额定电流值， N1、N2为其一次和二次绕组匝数。变流比一般表示成如100/5A形 式。
（2） 电流互感器种类和型号
4.变压器的额定值
(1).额定容量 S
• 变压器视在功率的惯用数值，以 VA，KVA，MVA 表示
(2).额定电压 U
• 变压器各绕组在空载额定分接下端子间电压的保证值，对 于三相变压器额定电压系指线电压，以 V 或 KV 表示
(3).额定电流 I
配电线路线损、无功补偿(09)
电流为 IU2200.36(A 7)
Z 599
功率因数为 C O P S 40 或40 0 .5 UI 22 0 .3 068 7 .7 04
COSR3000.5
Z 599
无功功率为
QP(tan1tan2)p(
c
1
o2s1
1
c
1
o2s2
1)
4
(0
1 0.52
1
0.912515.61(2var)
,
2、按提高电压确定补偿容量
QC
U12U X
3、按降低线损确定补偿容量
△P%1ccoo22ss1210% 0
例题1：电工基础33题
先求镇流器的阻抗XL X L 2 f L 2 3 .1 5 4 1 . 0 6 5 5 ( 1 ) 8
总阻抗为
ZR 2X 232 0 5 02 15 8(9 )9
,
三、无功补偿的标准：用户在高峰负荷时的 功率因数应为：高供户和高供装有带调整 电压装置的电力用户功率因数为及以上； 其它100kvA（kw）及以上电力用户和大、 中型电力排灌站功率因数为及以上。
，
四、无功补偿的方法：采用电力电容器或具有容性 负荷的装置进行补偿。主要有：过励磁同步电动 机；调相机；电力电容器。
部放电。
。
4、电容器组运行操作注意事项： 1）断路器的操作顺序：正常情况全变电所停电操作
时，先拉开高压电容器支路的断路器，再拉开其 他各支路的断路器；事故情况下，全站无电后， 必须将高压电容器组的支路断路器先断开。 2）电容器的保护熔断器突然熔断时，在未查明原因 之前，不可更换熔体恢复送电。 3）电容器严禁带电荷合闸，以防止产生过电压；电 容器再次合闸，应在其断电3min后进行。
变压器的基本原理
变压器的基本原理变压器是利用线圈互感特性构成的一种元器件，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。
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。
它是由一个初级线圈（线圈圈数n1）及一个次级线圈（线圈圈数n2）环绕著一个核心。
常用的铁心形状一般有E型和C型。
E1是初级电压，E2是次级电压。
E2 = E1×（n2/n1）上图是变压器的原理简体图，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。
下图是各种变压器的电路符号，从变压器的电路符号可以看出变压器的线圈结构。
图(a)所示变压器共有两组线圈，即1～2为一次线圈（又称为初级线圈，线圈又称为绕组），3～4位二次线圈（又称为次级线圈）。
电路符号中垂直的实线表示这一变压器有铁心。
变压器差动保护的基本原理及逻辑图
变压器差动保护的基本原理及逻辑图The Basic Principle and Logic Diagram of XXXXXX is similar to that of longitudinal differential n。
both of which compare the phase and magnitude of the currents on both sides of the protected XXX。
due to the unequal rated current on the high and low voltage sides of the transformer and the often different phase of the currents on both sides。
it is XXX。
For example。
in the double-XXX 8-5.XXX:1.XXX current and methods to e it.XXX to the current that can reach 6-8 times the rated current of the XXX on no-load or when the external fault is removed and the power supply is restored。
This is because the ic flux in the XXX by 90 degrees in steady state。
When the voltage instantaneous value u=0.the ic flux in the iron core is -Φm。
However。
because the ic flux in the iron core cannot change abruptly。
a dic component of ic flux +Φm will appear。
电容补偿柜原理介绍以及特点（附加原理图）
电容补偿柜原理介绍以及特点（附加原理图）来源：电⼯维修学习1、电⼒电容器的补偿原理电容器在原理上相当于产⽣容性⽆功电流的发电机。
其⽆功补偿的原理是把具有容性功率负荷的装置和感性功率负荷并联在同⼀电容器上,能量在两种负荷间相互转换。
这样,电⽹中的变压器和输电线路的负荷降低,从⽽输出有功能⼒增加。
在输出⼀定有功功率的情况下,供电系统的损耗降低。
⽐较起来电容器是减轻变压器、供电系统和⼯业配电负荷的简便、经济的⽅法。
因此,电容器作为电⼒系统的⽆功补偿势在必⾏。
当前,采⽤并联电容器作为⽆功补偿装置已经⾮常普遍。
2、电⼒电容器补偿的特点2.1、优点电⼒电容器⽆功补偿装置具有安装⽅便,安装地点增减⽅便;有功损耗⼩(仅为额定容量的0.4 %左右);建设周期短;投资⼩;⽆旋转部件,运⾏维护简便;个别电容器组损坏,不影响整个电容器组运⾏等优点。
2.2、缺点电⼒电容器⽆功补偿装置的缺点有:只能进⾏有级调节,不能进⾏平滑调节;通风不良,⼀旦电容器运⾏温度⾼于70 ℃时,易发⽣膨胀爆炸;电压特性不好,对短路稳定性差,切除后有残余电荷;⽆功补偿精度低,易影响补偿效果;补偿电容器的运⾏管理困难及电容器安全运⾏的问题未受到重视等。
以上是对电容柜的特点和知识简介下⾯是详细解说关于电容补偿柜的⼀些知识低压电容补偿柜也叫低压⽆功补偿装置MSCGD，⼯作原理是根据电⽹向⽤电设备提供的负载电流由有功电流和⽆功电流两部分组成，⽆功电流在电源和负载之间往复交换，⼤⼤占⽤电⽹，使供电设备的供电能⼒⼤⼤降低，使功率因数降低。
就是⽤装置产⽣的容性⽆功电流快速、准确地跟踪抵消电⽹中的感性⽆功电流，从⽽提⾼功率因数，保证⽤电质量，提⾼供电设备的供电能⼒，并减⼩电路中的损耗。
⼀般来说，低压电容补偿柜由柜壳、母线、断路器、隔离开关，热继电器、接触器、避雷器、电容器、电抗器、⼀、⼆次导线、端⼦排、功率因数⾃动补偿控制装置、盘⾯仪表等组成。
电容器柜功能及其结构电容器补偿柜的作⽤电容补偿柜的作⽤是提⾼负载功率因数，降低⽆功功率，提⾼供电设备的效率；电容柜是否正常⼯作可通过功率因数表的读数判断，功率因数表读数如果在0.9左右可视为⼯作正常。
变压器图纸
1、电特性原理图2、绕制结构图3、绕组说明在左侧使用3.00 mm边距（材料项[3]）。
在右侧使用3.00 mm边距（材料项[3]）。
取消屏蔽1绕组以引脚1作为起始引脚，在起始端使用材料项[5]，再使用材料项[7]绕14圈（x 2线），从左到有刚好一层。
沿与初级绕组相同的旋转方向进行绕制。
保持取消屏蔽绕组的这一端不连接。
将末端弯折90度，在骨架中部切断导线。
添加1层胶带（材料项[4]）以将绕组固定到位。
初级绕组以引脚2作为起始引脚，在起始端使用材料项[5]，再使用材料项[7]绕59圈（x 1线） 在2层中从左向右。
在第1层结束时，继续从右向左绕下一层。
在最后一层上，使绕组均匀分布在整个骨架上。
以引脚1作为结束引脚，使用材料项[5]在此引脚上结束该绕组。
添加1层胶带（材料项[4]）以进行绝缘。
偏置绕组以引脚5作为起始引脚，在起始端使用材料项[5]，再使用材料项[7]绕9圈（x 2线）。
沿与初级绕组相同的旋转方向进行绕制。
使绕组均匀分布在整个骨架上。
以引脚4作为结束引脚，使用材料项[5]在此引脚上结束该绕组。
添加1层胶带（材料项[4]）以进行绝缘。
初级屏蔽2绕组保持该绕组起始点不连接，绕1圈（使用材料项[8]）。
沿与初级绕组相同的旋转方向进行绕制。
以引脚1作为结束引脚，使用材料项[5]在此引脚上结束该绕组。
添加3层胶带（材料项[4]）以进行绝缘。
次级绕组以引脚8作为起始引脚，在起始端使用材料项[5]，再使用材料项[9]绕3圈。
沿与初级绕组相同的旋转方向进行绕制。
以引脚10作为结束引脚，使用材料项[5]在此引脚上结束该绕组。
添加1层胶带（材料项[4]）以进行绝缘。
以引脚6作为起始引脚，在起始端使用材料项[5]，再使用材料项[10]绕7圈（x 2线）。
使绕组均匀分布在整个骨架上。
沿与初级绕组相同的旋转方向进行绕制。
以引脚8作为结束引脚，使用材料项[5]在此引脚上结束该绕组。
第五章 第一节变压器原理
(2)绕组 一般用绝缘扁铜线或圆铜线在绕线模上绕 制而成。 绕组套装在变压器铁心柱上，一般低压绕 组在内层，高压绕组套装在低压绕组外层， 以便于提高绝缘性能。
(3)油、油箱、冷却及安全装置 器身装在油箱内，油箱内充满变压器油。 变压器油是一种矿物油，具有很好的绝缘性能。 变压器油起两个作用：①在变压器绕组与绕组、 绕组与铁心及油箱之间起绝缘作用。②变压器油 受热后产生对流，对变压器铁心和绕组起散热作 用。 油箱有许多散热油管，以增大散热面积。 为了加快散热，有的大型变压器采用内部油泵强 迫油循环，外部用变压器风扇吹风或用自来水冲 淋变压器油箱。这些都是变压器的冷却装置。
二、变压器的基本工作原理
图5.1 双绕组变压器的工作原理示意图 (1)原理图 一个铁心：提供磁通的闭合路径。 两个绕组：一次侧绕组(原边)N1,二次侧绕组(副边)N2。 (2)工作原理 当一次绕组接交流电压后，就有激磁电流i存在，该电流在铁心中可产生一个 交变的主磁通Φ。 Ф在两个绕组中分别产生感应电势e1和e2
I 0 I m I 0 I 0a
图5.9给出了对应主磁路的相量图和等效电路。
（5-12）
图5.9 变压器主磁路的相量图和等效电路
由图5.9b得：
E1 (rm jxm )I m zm I m
2
（5-13）
r 式中，m 为激磁电阻，它反映了铁心内部的损耗即： pFe I m rm ；xm Lm 为激磁电 抗，它表征了主磁路铁心的磁化性能，其中，激磁电感 Lm 可由下式给出：
，称 S U1 I1 U 2 I 2 为视在容量。
由此可见，变压器在实现变压的同时也实现了变流。此外，变压器还可以实现阻抗变 换的功能。可以看出，若固定U1，只要改变匝数比即可达到改变电压的目的了，即: 若使 N2>N1，则为升压变压器(step-up transformer)； 若使 N2<N1，则为降压变压器(step-down transformer)。 图5.1中，二次侧的负载阻抗为：