变压器设计及计算要点

变压器设计及计算要点

— 蒋  守  诚 —

一  概述

1. 变压器发展史

(1) 发明阶段(1831～1885)

   变压器是利用电磁感应原理来变换电能的设备,故变压器一定在电磁感应原理发现后出现。

   1831年英国人法拉第(M.Farady)在铁环上缠绕两个闭合线圈, 在一个线圈中突然接上或断开电池, 另一个线圈所接仪表指针发生偏转, 从而发现电磁感应原理。

   1837年英国人曼生(Masson)用薄铁片做电磁线圈的铁心, 从而减少损耗。

   1881年法国人爱维(Jaewin) 发现磁滞现象, 美国人斯坦曼茨(C.P.Steimetz)发现磁滞损耗是磁密的1.6次方成正比例。

   1882年英国人格拉特 ( Goulard)和吉普斯(J.D.Jibbs)制成15kVA1.5kV的开路铁心的单相变压器。同年法栾(S.Z.Ferranti)和汤姆生 (A.Tomson) 制成电流互感器。

   1884年英国人戈普生兄弟开始采用具有闭合铁心的变压器作照明电源。

   1884年9月16日匈牙利人布拉提(O.Blathy)和但利(M.Dery)和齐彼尔斯基K.Zipernovsky)在匈牙利的甘兹(Ganz)工厂制造一台1400 VA  120 / 72 V  40 Hz单相闭合磁路的变压器。至1887年底甘兹(Ganz)工厂就生产24台总容量达3000 kVA。

   1885年才把这种电器叫做”变压器”。

  (2) 完善阶段(1886～1930)

   1887年英国人配莱(Belry)发明了单相多轭的分布式铁心。

   1888年俄国人多利沃—多勃罗沃尔斯基 ( M.O.Dolivo－Dobrowolsky )  提出交流三相制。并于1890年发明了三相变压器。同年布朗（Brown）又制造出第一台油冷、油绝缘变压器。

   1890年德国人威士顿(Wenstrom)做成对称三相铁心。

   1891年德国西门子(Siemens Sohucrerf) 做成不对称三相铁心。美国人斯汀兰(W.Stanley)在西屋公司(Westing House) 做成单相壳式铁心。瑞士的勃朗—鲍佛利(B.B.C)公司的创始人勃朗(E.F.Brown) 做成三相壳式铁心。

   1891年德国生产30kVA的油浸变压器(1878年美国人勃劳克斯(D.Brdoks)开始用油做绝缘。)

   1900年德国人夏拉(Schalley)做成三相五柱式铁心。

   1900年英国人哈特菲尔德(Hodfeild)发明了硅钢片, 1903年开始用硅钢片制造变压器铁心。

(德国在1904年, 美国在1906年, 俄国在1911年, 日本在1922年分别用硅钢片制造变压器铁心)

   1905年德国人洛果夫斯基(W. Rowgowski)研究漏磁场提出漏磁系数。

   1915年华纳(K.W.Wagner)研究线圈内部电磁振荡的基本理论,提出了过电压保护一种方式。

   1922年美国人维特(J. M. Weed)研究过电压理论时, 提出了过电压保护另一种方式。

   1930年前后变压器的基本理论已基本形成。

  (3) 提高阶段(1930～至今)

   1930年以后变压器进入改进提高阶段, 即采用新材料、改进结构、改进工艺、不断扩大变压器的使用范围。