中文名 | 自耦變壓器起動(dòng)器 | 外文名 | auto-transformer starter |
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所屬學(xué)科 | 電氣工程 | 公布時(shí)間 | 1998年 |
《電氣工程名詞》第一版。
1998年,經(jīng)全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定發(fā)布。
電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)電流可達(dá)6~7倍,降壓?jiǎn)?dòng)時(shí),加在電動(dòng)機(jī)上的電壓下降后,起動(dòng)電流也同比例下降(起動(dòng)力矩也下降),由于自耗變壓器的變比作用,高壓側(cè)的電流增加不多,如采用65%的電壓起動(dòng),電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流為...
基本原理:在一個(gè)閉合的鐵芯上繞兩個(gè)或以上的線圈,當(dāng)一個(gè)線圈通入交流電源時(shí)(就是初級(jí)線圈),線圈中流過交變電流,這個(gè)交變電流在鐵芯中產(chǎn)生交變磁場(chǎng),交變主磁通在初級(jí)線圈中產(chǎn)生自身感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),同時(shí)另外一個(gè)線...
自耦變壓器是輸出和輸入共用一組線圈的特殊變壓器.升壓和降壓用不同的抽頭來(lái)實(shí)現(xiàn).比共用線圈少的部分抽頭電壓就降低.比共用線圈多的部分抽頭電壓就升高
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一臺(tái)自耦變壓器起動(dòng)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方法 1 前言 用自耦變壓器起動(dòng)鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)是目前用得較多的一種起動(dòng)方法 .在許多場(chǎng)合,同時(shí)有 多臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作 ,而這些電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)并不要求同時(shí)進(jìn)行 ,且電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后自耦變壓器就被切 除失去了作用 .如果每臺(tái)電動(dòng)機(jī)均培植一臺(tái)自耦變壓器,不但增加了成本 ,擴(kuò)大了占顧面積 , 而且還使電器線路變得復(fù)雜 ,增大了維護(hù)工作量 .如果用一臺(tái)自耦變壓器不同時(shí)地起動(dòng)多臺(tái)電 動(dòng)機(jī) ,則是一種經(jīng)濟(jì)、使用的控制方法。 2電氣控制要求 一般情況下,用一臺(tái)自耦變壓器起動(dòng)多臺(tái)電機(jī)應(yīng)滿足下列要求: (1) 當(dāng)某一臺(tái)電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過程中, 其他電機(jī)均不能起動(dòng)也不能影響正在起動(dòng)的電動(dòng)機(jī), 只有在該電動(dòng)機(jī)起動(dòng)結(jié)束后才能起動(dòng)不一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。 (2) 當(dāng)某一臺(tái)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí),應(yīng)當(dāng)使這臺(tái)電動(dòng)機(jī)首先與自耦變壓器連接,降壓起動(dòng),而 不能有直接起動(dòng)的可能性。 (3) 控制系統(tǒng)的可靠性應(yīng)盡量高,且應(yīng)具有較
現(xiàn)在電工帶遇見老式 自耦變壓器起動(dòng)柜的維修,但苦于沒有線路圖,往往維修起來(lái)才很是麻煩,所以這幾天整理了一些老式維修用電路圖,以備同行查看。
一、電動(dòng)機(jī)自耦變壓器更動(dòng)按鈕操作控制線路圖
下圖是一種用自耦變壓器作電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)并可遠(yuǎn)距離操作的控制線路圖。
工作原理:合上電源開關(guān)HK,按下起動(dòng)按鈕QA,二只接觸器QC 同時(shí)得電自鎖,主觸頭閉合,電源經(jīng)自耦變壓器進(jìn)入電動(dòng)機(jī),使電動(dòng)機(jī)作降壓起動(dòng)。
待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加到一定程度時(shí),再按下按鈕SA,首先切斷接觸器QC 的控制回路,使接觸器QC 失電并釋放。瞬時(shí)又接通了接觸器SC 的控制回路,使接觸器SC得電自鎖,主觸頭閉合,電源就直接進(jìn)入電動(dòng)機(jī),使電動(dòng)機(jī)作全壓正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
這里按鈕SA 起到了兩個(gè)作用,一是它的常閉觸點(diǎn)被按時(shí)開啟,從而切斷了接觸器QC 的控制回路。二是它的常開觸點(diǎn)被按時(shí)閉合,從而接通了接觸器SC 的控制回路。因此按這種按鈕時(shí)應(yīng)用力按,以使兩對(duì)觸點(diǎn)都起作用。
應(yīng)用范圍: 本線路適用于較大容量的鼠籠式電動(dòng)機(jī)起動(dòng),并可遠(yuǎn)距離控制的場(chǎng)合。
二、電動(dòng)機(jī)自耦變壓器起動(dòng)時(shí)間繼電器操作的自動(dòng)控制線路
下圖是一種用自耦變壓器作電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)的遠(yuǎn)距離操作的自動(dòng)控制線路。
工作原理: 合上電源開關(guān)HK,按下起動(dòng)按鈕QA,兩只接觸器QC同時(shí)得電自鎖,主觸頭閉合,電源經(jīng)自耦變壓器進(jìn)入電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)作降壓起動(dòng),同時(shí)時(shí)間繼電器SJ 也得電開始工作。
待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加到一定程度,時(shí)間繼電器達(dá)到延時(shí)規(guī)定時(shí)間,常閉觸點(diǎn)SJ2開啟,切斷接觸器QC 回路,兩只接觸器QC 失電并釋放。由于時(shí)間繼電器常開觸點(diǎn)SJ1 作瞬時(shí)閉合,接通了接觸器SC 的控制回路,使接觸器SC 得電自鎖,主觸頭閉合,電源直接進(jìn)入電動(dòng)機(jī),使電動(dòng)機(jī)作全壓運(yùn)行。
應(yīng)用范圍。本線路適用于較大容量的鼠籠式電動(dòng)機(jī)起動(dòng),又可遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制的場(chǎng)合。
三、電動(dòng)機(jī)自耦變壓器起動(dòng)手動(dòng)自動(dòng)混合控制線路圖
下圖是一種用自耦變壓器作電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng),既可手動(dòng)又可自動(dòng)的遠(yuǎn)距高操作的混合控制線路圖。
工作原理:手動(dòng)時(shí)一一合上電源開關(guān)HK,撥上控制鈕子開關(guān)1NK,把轉(zhuǎn)換開關(guān)2NK撥至手動(dòng)位置。按下起動(dòng)按鈕QA.接觸器1QC、2QC同時(shí)得電自鎖,接觸器吸合,主觸頭閉合,電源經(jīng)自耦變器進(jìn)入電動(dòng)機(jī),使電動(dòng)機(jī)作降壓起動(dòng)。
待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加到一定程度,再按下按鈕SA,使中間繼電器ZJ瞬時(shí)得電并短時(shí)吸合,由于中間繼電器ZJ的動(dòng)作,先切斷了接觸器1QC,2QC 的控制回路,使接觸器1QC,2QC失電并釋放,又接通了接觸器SC的控制回路,使接觸器SC得電自鎖,主觸頭閉合,電源直接進(jìn)入電動(dòng)機(jī),便電動(dòng)機(jī)作全壓正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
自動(dòng)時(shí)———把轉(zhuǎn)換開關(guān)2NK 撥至自動(dòng)位置,并按下起動(dòng)按鈕QA,接觸器1QC、2QC同時(shí)得電自鎖,主觸頭閉合,
電源經(jīng)自耦變壓器進(jìn)入電動(dòng)機(jī),使電動(dòng)機(jī)作降壓起動(dòng),時(shí)間繼電器SJ也得電開始工作。
待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到一定程度時(shí),時(shí)間繼電器達(dá)到延時(shí)規(guī)定時(shí)間,延時(shí)常開觸點(diǎn)作瞬時(shí)閉合,使中間繼電器ZJ 作瞬時(shí)吸合。由于中間繼電器的動(dòng)作,常閉觸點(diǎn)ZJ1 先切斷接觸器1QC、2QC的控制回路,使接觸器1QC、2QC失電并釋放。常開觸點(diǎn)ZJ2 也接通了接觸器SC 的控制回路,使接觸器SC 得電自鎖,主觸頭閉合,電源直接進(jìn)入電動(dòng)機(jī),使電動(dòng)機(jī)作全壓正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
在時(shí)間繼電器和交流接觸器之間特意增加了一只中間繼電器,這有兩個(gè)目的: (一)使中間繼電器具有放大作用。因?yàn)橛行r(shí)間繼電器觸點(diǎn)容量太小,不能直接帶動(dòng)交流接觸器,增加一只中間繼電器后就可以帶動(dòng)較大的交流接觸器。(二)使中間繼電器具有起動(dòng)按鈕的作用。在控制線路中,當(dāng)時(shí)間繼電器SJ 作瞬時(shí)動(dòng)作時(shí),中間繼電器也作瞬時(shí)動(dòng)作,好象按了一下起動(dòng)按鈕,從而能使交流接觸器SC 得電自鎖。
本線路還具有以下特點(diǎn): (一)在控制線路中所用的時(shí)間繼電器和中間繼電器只作瞬時(shí)起動(dòng)用,一旦電動(dòng)機(jī)起動(dòng)完畢,自動(dòng)地從控制線路中切除,既保證了控制線路的可靠,又延長(zhǎng)了時(shí)間繼電器和中間繼電器的使用壽命。(二)在主線路上,利用二只并聯(lián)交流接觸器來(lái)控制自耦變壓器的進(jìn)線和出線,專為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)所用。待電動(dòng)機(jī)投入正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),利用這二只交流接觸器把整臺(tái)自耦變壓器從主線路上自動(dòng)切除,既保證主線路的可靠,又延長(zhǎng)自耦變壓器的使用壽命,還減少自耦變壓器在線路中的空載損耗,從而節(jié)約電能。
應(yīng)用范圍:本線路適用于以較大容量的鼠籠式電動(dòng)機(jī)起動(dòng),既可手動(dòng)又可自動(dòng)遠(yuǎn)距離控制的場(chǎng)合。
⑴由于自耦變壓器的計(jì)算容量小于額定容量。所以在同樣的額定容量下,自耦變壓器的主要尺寸較小,有效材料(硅鋼片和導(dǎo)線)和結(jié)構(gòu)材料(鋼材)都相應(yīng)減少,從而降低了成本。有效材料的減少使得銅耗和鐵耗也相應(yīng)減少,故自耦變壓器的效率較高。同時(shí)由于主要尺寸的縮小和質(zhì)量的減小,可以在容許的運(yùn)輸條件下制造單臺(tái)容量更大的變壓器。但通常在自耦變壓器中只有k≤2時(shí),上述優(yōu)點(diǎn)才明顯。
⑵由于自耦變壓器的短路阻抗標(biāo)幺值比雙繞組變壓器小,故電壓變化率較小,但短路電流較大。
⑶由于自耦變壓器一、二次之間有電的直接聯(lián)系,當(dāng)高壓側(cè)過電壓時(shí)會(huì)引起低壓側(cè)嚴(yán)重過電壓。為了避免這種危險(xiǎn),一、二次都必須裝設(shè)避雷器,不要認(rèn)為一、二次繞組是串聯(lián)的,一次已裝、二次就可省略。
⑷在一般變壓器中。有載調(diào)壓裝置往往連接在接地的中性點(diǎn)上,這樣調(diào)壓裝置的電壓等級(jí)可以比在線端調(diào)壓時(shí)低。而自耦變壓器中性點(diǎn)調(diào)壓側(cè)會(huì)帶來(lái)所謂的相關(guān)調(diào)壓?jiǎn)栴}。因此,要求自耦變壓器有載調(diào)壓時(shí),只能采用線端調(diào)壓方式。
降壓起動(dòng)器中的自耦變壓器的變壓比是固定的,而接觸式調(diào)壓器的變壓比是可變的。自耦變壓器與同容量的一般變壓器相比較,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、用料省、體積小等優(yōu)點(diǎn)。尤其在變壓比接近于1的場(chǎng)合顯得特別經(jīng)濟(jì),所以在電壓相近的大功率輸電變壓器中用得較多,此外在10千瓦以上異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)器中得到廣泛使用。但是,由于初次級(jí)繞組共用一個(gè)繞組,有電的聯(lián)系,因此在某些場(chǎng)合不宜使用,特別是不能用作行燈變壓器。自耦變壓器與普通的雙繞組變壓器比較有以下優(yōu)點(diǎn):
1)消耗材料少,成本低。因?yàn)樽儔浩魉霉桎撈豌~線的量是和繞組的額定感應(yīng)電勢(shì)和額定電流有關(guān),也即和繞組的容量有關(guān),自耦變壓器繞組容量降低,所耗材料也減少,成本也低。
2)損耗少效益高。由于銅線和硅鋼片用量減少,在同樣的電流密度及磁通密度時(shí),自耦變壓器的銅損和鐵損都比雙繞組變壓器減少,因此效益較高。
3)便于運(yùn)輸和安裝。因?yàn)樗韧萘康碾p繞組變壓器重量輕,尺寸小,占地面積小。
4)提高了變壓器的極限制造容量。變壓器的極限制造容量一般受運(yùn)輸條件的限制,在相同的運(yùn)輸條件的限制,在相同的運(yùn)輸條件下,自耦變壓器容量可比雙繞組變壓器制造大一些。
在電力系統(tǒng)中采用自耦變壓器,也會(huì)有不利的影響。其缺點(diǎn)如下:
1)使電力系統(tǒng)短路電流增加。
由于自耦變壓器的高、中壓繞組之間有電的聯(lián)系,其短路阻抗只有同容量普通雙繞組變壓器的(1-1/K)平方倍,因此在電力系統(tǒng)中采用自耦變壓器后,將使三相短路電流顯著增加。又由于自耦變壓器中性點(diǎn)必須直接接地,所以將使系統(tǒng)的單相短路電流大為增加,有時(shí)甚至超過三相短路電流。
2)造成調(diào)壓上的一些困難。
主要也是因其高、中壓繞組有電的聯(lián)系引起的自耦變壓器可能的調(diào)壓方式有三種,第一種是在自耦變壓器繞組內(nèi)部裝設(shè)帶負(fù)荷改變分頭位置的調(diào)壓裝置;第二種是在高壓與中壓線路上裝設(shè)附加變壓器。而這三種方法不僅是制造上存在困難,不經(jīng)濟(jì),且在運(yùn)行中也有缺點(diǎn)(如影響第三繞組的電壓),解決得都不夠理想。
3)使繞組的過電壓保護(hù)復(fù)雜。
由于高、中壓繞組的自耦聯(lián)系,當(dāng)任一側(cè)落入一個(gè)波幅與該繞組絕緣水平相適應(yīng)的雷電沖擊波時(shí),另一側(cè)出現(xiàn)的過電壓沖擊的波幅則可能超出該絕緣水平。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生,必須在高、中壓兩側(cè)出線端都裝一組閥型避雷器。
4)使繼電保護(hù)復(fù)雜。
盡管自耦變壓器存在著一定的缺點(diǎn),但各國(guó)還是非常重視自耦變壓器的應(yīng)用,主要是與電力系統(tǒng)向大容量高電壓的發(fā)展是分不開的,隨著容量增大,電壓升高,自耦變壓器的優(yōu)點(diǎn)就更為顯著。
自耦變壓器在不需要初、次級(jí)隔離的場(chǎng)合都有應(yīng)用,具有體積小、耗材少、效率高的優(yōu)點(diǎn)。常見的交流(手動(dòng)旋轉(zhuǎn))調(diào)壓器、家用小型交流穩(wěn)壓器內(nèi)的變壓器、三相電機(jī)自耦減壓起動(dòng)箱內(nèi)的變壓器等等,都是自耦變壓器的應(yīng)用范例。
隨著電力系統(tǒng)向大容量、高電壓的方向快速發(fā)展,自耦變壓器以低成本、高效率等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于高壓電力網(wǎng)絡(luò)中,成為傳遞重要電能的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備。作為高壓電網(wǎng)中最重要的設(shè)備之一,自耦變壓器對(duì)于確保電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行、靈活分配電能有重大意義。
隨著高鐵的快速發(fā)展,自耦變壓器的可靠性對(duì)高鐵的安全運(yùn)行至關(guān)重要。而直擊雷、接觸網(wǎng)異物等引起高鐵短路跳閘事故頻發(fā),其產(chǎn)生的短路沖擊電流極易引起自耦變壓器繞組故障,大大降低了變壓器運(yùn)行的可靠性,嚴(yán)重影響高鐵安全運(yùn)行。