外文翻譯---發(fā)電機和變壓器-資料下載頁
2025-01-17 23:07本頁面
【正文】 向剖面圖，其橫斷面近似圓形，因此轉(zhuǎn)子也稱為圓筒轉(zhuǎn)子。我們注意到汽輪發(fā)電機一般是兩極或四極的，轉(zhuǎn)速為3600r/min或1800r/min，分別與60Hz的頻率相對應(yīng)。為了獲得汽輪機的高效率，需要有很高的轉(zhuǎn)速，而由此產(chǎn)生的較高離心力又限制了轉(zhuǎn)子的直徑，四極的大約為7英尺。上述這種汽輪發(fā)電機組的平均額定自然功率自1960年以來一直在提高，從大約300MW到600MW，最大達1300MW，額定功率的增加要求轉(zhuǎn)子和定子的尺寸增大，而由于轉(zhuǎn)子 直徑受離心力的限制，其長度必須增加，可能增至其直徑的5倍到6倍。這些細(xì)長的轉(zhuǎn)子在低于其額定轉(zhuǎn)速的某個臨界速度下會發(fā)生諧振，因此操作中應(yīng)避免持續(xù)運行在這種轉(zhuǎn)速下。 變壓器是通過磁場作用將交流電從某一電壓等級轉(zhuǎn)換至另一電壓等級的設(shè)備。它由兩個或多個繞在鐵體上的繞組構(gòu)成。通常，繞組之間不直接相連，他們是通過鐵芯內(nèi)部的主磁通相連接的。變壓器的一個繞組與交流電源連接，第二個繞組（也許第三個繞組）為負(fù)載提供電功率。與電源連接的繞組稱為一次繞組或輸入繞組。與負(fù)載連接的繞組稱為二次繞組或輸出繞組。如果有第三個繞組，稱之為第三繞組。變壓器的鐵芯分為兩類。一類是由繞組纏繞在一個簡單的矩形鋼片疊成的鐵芯兩邊而構(gòu)成。此類結(jié)構(gòu)的繞組稱為鐵芯式結(jié)構(gòu)。另一類是由三個分支的鋼片疊成，繞組繞在中間的一個分支上。此類結(jié)構(gòu)稱為框式結(jié)構(gòu)。鐵芯不論是芯式還是框式，都是由薄薄的鐵芯片做成的。鐵心片之間相互絕緣，以最大限度的降低渦流。實際的變壓器中，一次繞組和二次繞組一個在另一個的外面，低壓繞組在最里面。此類結(jié)構(gòu)安排有兩個目的：（1）使高壓繞組與鐵芯之間相互絕緣；（2）使漏磁通較二個繞組相互隔開時少的多。在電力系統(tǒng)中，根據(jù)不同的用途，電力變壓器有許多種不同的名稱。與發(fā)電機連接并將其電壓提高到電網(wǎng)電壓的變壓器被稱為升壓變壓器。在輸電線另一端，將電網(wǎng)電壓降至配電電壓的變壓器稱為降壓變壓器。最后，把電壓降低到能實際應(yīng)用量級的變壓器稱為配電變壓器。以上變壓器的結(jié)構(gòu)基本相同，唯一的區(qū)別在于各自的實際用途不同。除了上述多種變壓器之外，在電機與電力系統(tǒng)中還使用兩種特殊用途的變壓器。第一種專門設(shè)計的變壓器是用來采樣電壓，并產(chǎn)生一個低的二次電壓，該電壓與所采樣的電壓成正比。此類變壓器稱為電壓互感器。功率變壓器中產(chǎn)生的二次側(cè)的電壓也與一次側(cè)的電壓成正比。但電壓互感器與電力變壓器的不同在于電壓互感器設(shè)計為僅處理較小的電流。第二種專門設(shè)計的變壓器設(shè)計成為用來提供比一次側(cè)的電流要小的多的二次側(cè)電流，且使二次側(cè)的電流與一次側(cè)的電流成正比。此類裝置稱為電流互感器。變壓器的大小不一，有的變壓器像房子一樣大，而電子變壓器可能小如糖塊。所有的變壓器至少有一只線圈，大多數(shù)變壓器具有兩個或兩個以上的線圈。通常使用變壓器的目的是改變電壓等級，但有時也用于隔離電源和負(fù)荷。 標(biāo)準(zhǔn)電力變壓器有兩只線圈，這些線圈標(biāo)記為一次繞組和二次繞組，一次繞組連接電源，二次繞組連接負(fù)荷，在一次繞組和二次繞組之間沒有電的連接，二次繞組通過感應(yīng)獲得電源。大概只有發(fā)電廠才能見到升壓變壓器。典型的發(fā)電機出口電壓為13800V，升壓至35000V用來傳輸。下一站是變電所，把電壓降到配電電壓等級，約15000V。大型的變電所變壓器具有冷卻葉片，以防止變壓器過熱，有的變壓器安裝的位置靠近用戶。變壓器的線圈之間是絕緣的，但存在磁聯(lián)系。兩只線圈繞在同一個鐵芯上。一次繞組電流使鐵芯磁化，并在鐵芯中產(chǎn)生磁場。鐵芯磁場影響一次和二次繞組的電流。鐵芯主要有兩種型式：。鐵芯在線圈內(nèi)部。鐵芯在線圈外部。小型電力變壓器通常為心型。特大型變壓器為殼型，但是在運行時二者并無區(qū)別。線圈用銅線繞成。電阻應(yīng)盡量小，從而保持低損耗。變壓器效率很高，損耗統(tǒng)常低于3%,因此這使我們假定它在計算時是無損耗的。無損耗意味著線圈沒有電阻，并且鐵芯中沒有能量損耗。進一步可以假定沒有漏磁，即所有的磁力線穿過線圈的每一匝。欲知損耗的大小，可以看一下勵磁電流。假定二次繞組空載，在一次繞組施加額定電壓之后會產(chǎn)生一較小的電流。典型情況是該勵磁電流小于額定電流的3%。勵磁電流由兩部分組成，一部分與電壓同相，該電流供給鐵芯中的能量損耗。鐵芯損耗的原因是渦流電流和磁滯。流電流在鐵芯中旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生感應(yīng)現(xiàn)象，因為鐵芯畢竟是變化磁場的導(dǎo)體。磁滯損耗是由于用來排列鐵芯中的磁疇需要能量。這種排列調(diào)整是連續(xù)不斷的，開始是一個方向，然后是另一個方向。另一部分勵磁電流磁化鐵芯。磁化電流供給“往復(fù)能量”，往復(fù)能量就是儲存在磁場中的能量，并在每個周期內(nèi)返回電源兩次。磁化電流與所加電壓正交。在任何精確的變壓器模型中，均應(yīng)考慮變壓器在工作間的實際損耗，在這些模型中，主要考慮一些內(nèi)容：1）銅損：在變壓器一次繞組和二次繞組上，由電阻產(chǎn)生的熱損耗稱為銅損。銅損與繞組內(nèi)通過電流的平方成正比。2）渦流損耗：渦流損耗是在變壓器的鐵芯中由于電阻而產(chǎn)生的熱損耗。3）磁滯損耗：這些損耗是鐵芯中的磁疇在每半周期內(nèi)重新排列而造成的損耗。4）漏磁通：漏磁通指從鐵芯中泄露出來以至于僅通過變壓器的一個繞組的磁通。這些漏磁會在一次繞組和二次繞組中產(chǎn)生自感，因此必須考慮自感所帶來的影響。在變壓器實際應(yīng)用中，將上述損耗全部考慮在內(nèi)，構(gòu)成一個等效電路還是可能的。主要損耗依次考慮過之后，由于這些損耗所產(chǎn)生的影響就被包括在模型中了。
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