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7.9 三相变压器的类型

7.9 三相变压器的类型

同样,在三相变压器中,我们主要也能找到:铁芯、低压绕组、主通道、高压绕组。根据设计特点,三相变压器可以具有三个独立的磁芯(图 7.22)。

图 7.22 变压器组。来源: 作者自制

其他类型的三相变压器使用单个磁芯以减少磁芯材料,从而减轻重量等(图 7.23)。

图 7.23 三相芯式变压器。来源: 来自维基共享资源,根据免费使用许可 [18]

我们可以使用相同的组件:铁芯、初级和次级绕组以及绝缘材料,但采用不同的设计来布置三相变压器(图 7.24)。

图 7.24 三相单芯变压器。来源: 来自维基共享资源,根据免费使用许可 [19]

通过对初级和次级电气绕组进行星形或三角形连接,我们得到了三相变压器。要构建变压器组,必须使用三个相同的单相变压器。

三相芯式变压器的主要优点在于经济性。需要重点指出的是,单个外壳必须容纳所有的磁芯。因此,如果我们为三个单相变压器使用三个不同的外壳,相比于仅使用一个容纳三相变压器的外壳(即使其尺寸较大),会消耗更多的铁材料。其缺点在于故障时的备用替换问题。这是因为备用第四个单相变压器比复制一台三相变压器要便宜得多。

练习题

以下哪些是在三相变压器中发现的主要部件?

A. 铁芯、定子、转子和换向器
B. 铁芯、低压绕组、主通道和高压绕组
C. 一次绕组、二次绕组、电枢和励磁线圈
D. 磁芯、电容器、电感器和电阻器

与使用三个独立磁芯相比,三相变压器使用单个磁芯的主要优势是什么?

A. 更高的功率输出能力
B. 减少磁芯材料和重量
C. 更易于维护和修理
D. 更好的电压调节

以下哪些陈述正确描述了三相芯式变压器的经济方面?(选择所有适用项)

A. 一个容纳所有磁芯的单一外壳比三个独立外壳使用更少的铁
B. 配备一台备用单相变压器比复制一台三相变压器更便宜
C. 三相芯式变压器总是比三台单相变压器成本更高
D. 主要的经济优势是降低材料成本

通过将一次侧和二次侧电气绕组接成星形或三角形,可以获得三相变压器配置。

要搭建变压器组,必须使用四台相同的单相变压器。

对三台单相变压器使用三个不同的外壳,比使用一个包含一台三相变压器的较大单一外壳需要更多的铁。

与一组单相变压器相比,三相变压器的主要缺点在于,发生故障时需要有一个 ___ 单元用于更换。

三相变压器可以使用与单相变压器相同的部件来配置:铁芯、一次绕组和二次绕组,以及___,但设计不同。

解释为什么出于更换目的,备有一台备用单相变压器比备有一台备用三相变压器更经济。

描述在三相变压器中使用单一磁芯,与在变压器组中使用三个独立磁芯相比,会如何影响铁损。

三相心式变压器采用单一磁芯设计,而不是三个独立的磁芯。已知铁损表示为 ,这种单芯设计的一个主要优点是什么?

A. 每个芯柱中的磁通密度更高,从而带来更好的磁耦合
B. 总铁芯体积减少,从而降低材料成本和重量
C. 由于共用绕组布置导致铜损增加
D. 由于分布式磁通路径而具有更高的饱和裕度

由三台相同的单相变压器组成的变压器组,比一台等效功率额定值的单台三相铁芯变压器需要更多的铁材料;由于 取决于铁的体积和磁通密度,这将导致总铁损更高。

以下哪些陈述正确描述了三相铁心变压器与由三台单相变压器组成的变压器组之间的权衡?

A. 三相铁心变压器比三台独立的单相变压器使用更少的铁材料
B. 配备备用单相变压器比配备备用三相变压器更经济
C. 三相铁心变压器在一相绕组发生故障时仍可继续运行
D. 单一磁芯设计降低了变压器的整体重量
E. 变压器组配置中的三个独立磁芯在发生故障时便于更换

解释三相芯式变压器与由三台单相变压器组成的变压器组之间的设计选择,如何影响初始成本以及在变压器额定运行寿命期间为更换而维护备用机组的成本。

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