电力系统中,电力变压器有着至关重要的作用。变压器,顾名思义,它的作用是变换电压,一方面将系统电压升高,以便于电能的远距离传输,一方面又将电压降低,以便于电能的使用。
一般来说,变压器高低压侧的绕组匝数是固定的,变比也是不可变的,但实际上许多变压器的变比都是可调的,特别是大功率的主变压器。很多电工都知道,变压器在调压时是高往调、低往低档调的。也就是说,当输出电压过高时将变压器的调压档位往高调,输出电压过低时将变压器档位往低调。
例如上图的三相干式变压器,一共有五个调压档位,若当前档位是三档,但低压侧输出电压过低,就要将档位调到第四档。具体操作就是将连接片从3-4切换到4-5。反之,若低压侧输出电压过高,就要将档位调到第二档。
注意,调压变压器的档位一般设在高压侧,且这里的、低档和汽车档位不一样,汽车中,5档是比4档高的,档位越高速度也快,例如5档的速度要比4档的快。但变压器中,5档是比4档低的,也就是说,5档的电压比4档的电压低。例如上文的干式变压器中,五个档位分别为:一档10500V、二档10250V、三档10000V、四档9750V、五档9500V。
虽然大家都知道变压器的调压方式,但很多人都是知其然而不知其所以然。,我就来给大家解释一下,为什么变压器调压是高往调、低往低档调?
了解变压器的都知道,变压器的电压变比是等于匝数比的,随便举个例子,某变压器高、低压侧绕组的匝数分别是两万匝和两百匝,那么这台变压器的高压U1和低压U2的比值就是U1/U2=20000/200=100,即变比K=100。当这台变压器高压侧的电压是1000V时,低压侧的电压就是10V。
而调压变压器中的调压档位其实是匝数档,也就是说,改变档位其实是改变了变压器高压绕组的匝数。显然,档位越低,意味着变压器高压绕组的匝数越少,档位越高,高压绕组的匝数就越多。与此同时,变压器低压绕组的匝数是固定的,不可变的。
依此,还是以上文的干式变压器为例,变压器高压侧接电源输入,低压侧接负载输出,电源电压(即系统电压)不变,假设保持在10kV,低压侧电压假设只有360V。
若变压器目前档位在第三档10000V,低压侧额定电压为400V,此时变压器的变比就为10000/400=25。低压侧电压过低,所以变压器的档位要往低调到第四档9750V,低压侧额定电压不变,匝数不变,显然,此时变压器的变比将变成9750/400=24.375。
高压侧电源电压实际为10000V,而变比为24.375,求出此时低压侧的实际电压为10000/24.375=410.25V,可以发现,低压侧电压明显变高。