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有載調(diào)壓變壓器的基本原理分析
來(lái)源：http://www.xryd998.net/ 作者：變壓器廠家 日期：2019/07/05 08:47
若有載調(diào)壓變壓器觸頭能連續(xù)按線匝螺旋運(yùn)動(dòng)，并在運(yùn)動(dòng)過程中與線匝保持良好電接觸，同時(shí)又能將電流送至負(fù)載，則可以完成無(wú)弧連續(xù)有載調(diào)壓的任務(wù)。
事實(shí).上如果不對(duì)結(jié)構(gòu)形式作一定的改造，上述任務(wù)是無(wú)法完成的。因?yàn)橐话阏f，調(diào)壓變壓器電路與磁路是兩個(gè)互相交鏈而又各自閉合的連通域，上述的直接連接方式的連線必然會(huì)在調(diào)整過程中與主線圈發(fā)生與調(diào)整運(yùn)動(dòng)同樣的纏繞作用，而使得輸出電壓沒有改變。經(jīng)過幾種方式的比較采用如圖2b的連接方式。
即觸頭1不直接與負(fù)載相聯(lián)，而是聯(lián)到一與主線圈同心的環(huán)形短路電抗器上。而觸頭2與短路電抗器保持良好的電接觸。
短路環(huán)形電抗器與觸頭1可以同步地繞主線圈旋轉(zhuǎn)，并沿主線圈螺旋上下移動(dòng)。經(jīng)過這樣的改進(jìn)試驗(yàn)證明對(duì)于純電阻、電感、電容以及混合負(fù)載均能作到無(wú)弧平滑連續(xù)調(diào)壓。
環(huán)形短路電抗器的作用原理.結(jié)構(gòu)為一鐵心開口的短路螺線圈。2.空載時(shí)的作用:由于短路電抗器限制了有載調(diào)壓干式變壓器的短路環(huán)流，也由于這個(gè)被限制了的短路環(huán)流的存在，使得環(huán)形短路電抗器表面處處電位相等，等于觸頭1處的電位。所以觸頭2處的電位也與觸頭1相同。因此隨著觸頭1位置的連續(xù)改變，觸頭2的電位作相應(yīng)的連續(xù)改變。
負(fù)載時(shí)的作用，設(shè)負(fù)載電流為IN,短路環(huán)流為Ik。在觸頭1與觸頭2幾何位置不重合，而使負(fù)載電流分別由環(huán)形短路電抗器的兩邊由觸頭1流至觸頭2時(shí)，設(shè)其中一支為1,另一支為Ig,按磁勢(shì)平衡原理
IW=lW+lg(W+W)
i,+i,=IN
可見短路環(huán)形電抗器此時(shí)的電抗值大大地小于空載時(shí)之電抗值，因此觸頭2處的電位并不比空載時(shí)有較明顯的降低，雖然此時(shí)有載調(diào)壓干式變壓器的負(fù)載電流很大。即V1≈V2(V1、V2,分別為觸頭1、2的電位)，而VI與V2,的微小差值是由于短路電抗器本身的漏抗所造成的。
由此可以推論，只要有載調(diào)壓變壓器的觸頭1和觸頭2的容量足夠大，原則上負(fù)載電流的大小只受到主線圈導(dǎo)線截面或主線圈允許溫升的限制(此時(shí)設(shè)環(huán)形短路電抗器繞組導(dǎo)線截面與主線圈相同)，又由于此種調(diào)壓方式是無(wú)弧連續(xù)的，觸頭容量的大小并不與電弧等因素有關(guān)，而一-般地只取決于材料的導(dǎo)電率、有效接觸面積和觸頭壓力。所以制造大容量的觸頭并不困難。換句話說，也就是按該種原理制造大容量高電壓的有載調(diào)壓變壓器應(yīng)當(dāng)是可能的。
試驗(yàn)結(jié)果及基本數(shù)據(jù)
容量:干式75千伏安
輸入電壓: 400伏
輸出電壓: 0~400伏
額定電流: 185安
空載電流: 17%
空載電流因磁密取得太高所致，并非由于環(huán)形短路電抗器引起。試驗(yàn)證明環(huán)形短路電抗器所造成的空流增加僅1安培。
空載損耗: 1500瓦
短路阻抗: 5% (變壓比K=2)
短路損耗: 600瓦(變壓比K=2)
650瓦(變壓比K=10)
各部溫升短路法,點(diǎn)溫(計(jì)測(cè)量，K=2);鐵心:8.5°C
主線圈: 10°C
短路電抗器
線圈: 11.5°C
觸頭2
接觸處: 19°C
事實(shí).上如果不對(duì)結(jié)構(gòu)形式作一定的改造，上述任務(wù)是無(wú)法完成的。因?yàn)橐话阏f，調(diào)壓變壓器電路與磁路是兩個(gè)互相交鏈而又各自閉合的連通域，上述的直接連接方式的連線必然會(huì)在調(diào)整過程中與主線圈發(fā)生與調(diào)整運(yùn)動(dòng)同樣的纏繞作用，而使得輸出電壓沒有改變。經(jīng)過幾種方式的比較采用如圖2b的連接方式。
即觸頭1不直接與負(fù)載相聯(lián)，而是聯(lián)到一與主線圈同心的環(huán)形短路電抗器上。而觸頭2與短路電抗器保持良好的電接觸。
短路環(huán)形電抗器與觸頭1可以同步地繞主線圈旋轉(zhuǎn)，并沿主線圈螺旋上下移動(dòng)。經(jīng)過這樣的改進(jìn)試驗(yàn)證明對(duì)于純電阻、電感、電容以及混合負(fù)載均能作到無(wú)弧平滑連續(xù)調(diào)壓。
環(huán)形短路電抗器的作用原理.結(jié)構(gòu)為一鐵心開口的短路螺線圈。2.空載時(shí)的作用:由于短路電抗器限制了有載調(diào)壓干式變壓器的短路環(huán)流，也由于這個(gè)被限制了的短路環(huán)流的存在，使得環(huán)形短路電抗器表面處處電位相等，等于觸頭1處的電位。所以觸頭2處的電位也與觸頭1相同。因此隨著觸頭1位置的連續(xù)改變，觸頭2的電位作相應(yīng)的連續(xù)改變。
負(fù)載時(shí)的作用，設(shè)負(fù)載電流為IN,短路環(huán)流為Ik。在觸頭1與觸頭2幾何位置不重合，而使負(fù)載電流分別由環(huán)形短路電抗器的兩邊由觸頭1流至觸頭2時(shí)，設(shè)其中一支為1,另一支為Ig,按磁勢(shì)平衡原理
IW=lW+lg(W+W)
i,+i,=IN
可見短路環(huán)形電抗器此時(shí)的電抗值大大地小于空載時(shí)之電抗值，因此觸頭2處的電位并不比空載時(shí)有較明顯的降低，雖然此時(shí)有載調(diào)壓干式變壓器的負(fù)載電流很大。即V1≈V2(V1、V2,分別為觸頭1、2的電位)，而VI與V2,的微小差值是由于短路電抗器本身的漏抗所造成的。
由此可以推論，只要有載調(diào)壓變壓器的觸頭1和觸頭2的容量足夠大，原則上負(fù)載電流的大小只受到主線圈導(dǎo)線截面或主線圈允許溫升的限制(此時(shí)設(shè)環(huán)形短路電抗器繞組導(dǎo)線截面與主線圈相同)，又由于此種調(diào)壓方式是無(wú)弧連續(xù)的，觸頭容量的大小并不與電弧等因素有關(guān)，而一-般地只取決于材料的導(dǎo)電率、有效接觸面積和觸頭壓力。所以制造大容量的觸頭并不困難。換句話說，也就是按該種原理制造大容量高電壓的有載調(diào)壓變壓器應(yīng)當(dāng)是可能的。
試驗(yàn)結(jié)果及基本數(shù)據(jù)
容量:干式75千伏安
輸入電壓: 400伏
輸出電壓: 0~400伏
額定電流: 185安
空載電流: 17%
空載電流因磁密取得太高所致，并非由于環(huán)形短路電抗器引起。試驗(yàn)證明環(huán)形短路電抗器所造成的空流增加僅1安培。
空載損耗: 1500瓦
短路阻抗: 5% (變壓比K=2)
短路損耗: 600瓦(變壓比K=2)
650瓦(變壓比K=10)
各部溫升短路法,點(diǎn)溫(計(jì)測(cè)量，K=2);鐵心:8.5°C
主線圈: 10°C
短路電抗器
線圈: 11.5°C
觸頭2
接觸處: 19°C
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