變壓器鐵心的作用是加強(qiáng)兩個(gè)線圈間的磁耦合。為了減少鐵內(nèi)渦流和磁滯損耗,鐵心由涂漆的硅鋼片疊壓而成;兩個(gè)線圈之間沒(méi)有電的聯(lián)系,線圈由絕緣銅線(或鋁線)繞成。一個(gè)線圈接交流電源稱為初級(jí)線圈(或原線圈),另一個(gè)線圈接用電器稱為次級(jí)線圈(或副線圈)。實(shí)際的變壓器是很復(fù)雜的,不可避免地存在銅損(線圈電阻發(fā)熱)、鐵損(鐵心發(fā)熱)和漏磁(經(jīng)空氣閉合的磁感應(yīng)線)等,為了簡(jiǎn)化討論這里只介紹理想變壓器。理想變壓器成立的條件是:忽略漏磁通,忽略原、副線圈的電阻,忽略鐵心的損耗,忽略空載電流(副線圈開路原線圈線圈中的電流)。例如電力變壓器在滿載運(yùn)行時(shí)(副線圈輸出額定功率)即接近理想變壓器情況。
變壓器是利用電磁感應(yīng)原理制成的靜止用電器。當(dāng)變壓器的原線圈接在交流電源上時(shí),鐵心中便產(chǎn)生交變磁通,交變磁通用φ表示。原、副線圈中的φ是相同的,φ也是簡(jiǎn)諧函數(shù),表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,原、副線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2為原、副線圈的匝數(shù)。由圖可知U1=-e1,U2=e2(原線圈物理量用下角標(biāo)1表示,副線圈物理量用下角標(biāo)2表示),其復(fù)有效值為U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ,令k=N1/N2,稱變壓器的變比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k,即變壓器原、副線圈電壓有效值之比,等于其匝數(shù)比而且原、副線圈電壓的位相差為π。
此外,作為輸入輸出的繼電器部分,開關(guān)量的輸入輸出板作為主要元件具備抗干擾和隔離性能高的特性,輸入輸出接點(diǎn)的連通,并驅(qū)動(dòng)直流控制電源。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,變電站需要采用集中式的分層分布,再由電容器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)控,從而在故障預(yù)發(fā)生時(shí)對(duì)油中溶解情況以及注意值標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比分析,為電力工作者決策提供幫助。故障系統(tǒng)是通過(guò)機(jī)位設(shè)置方式實(shí)現(xiàn)故障數(shù)據(jù)的采集。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,下機(jī)位程序須對(duì)工作中的電力變壓器進(jìn)行三相電壓、電流、液壓狀態(tài)以及溫度的統(tǒng)計(jì),并將相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)送到上機(jī)位,上機(jī)位對(duì)發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)利用頻譜分析等方法進(jìn)行運(yùn)算,進(jìn)而判斷電力變壓器是否處于正常運(yùn)行。上機(jī)位作為主要的應(yīng)用終端,在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要著重注意界面的編寫。