變壓器概述
變壓器（Transformer）是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級線圈、次級線圈和鐵芯（磁芯）。主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）等。按用途可以分為：電力變壓器和特殊變壓器（電爐變、整流變、工頻試驗變壓器、調(diào)壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等）。電路符號常用T當(dāng)作編號的開頭。例： T01， T201等。
變壓器工作原理
單相變壓器有兩個線圈共同繞在一個閉合鐵芯上，如右圖所示，其中與電源相連的線圈稱為原邊線圈，與原邊線圈相關(guān)的各量的標(biāo)示符號均在右下角標(biāo)注以角碼1，如U1、I1等，與負(fù)載項鏈的線圈稱為副邊線圈，相關(guān)度額各量的標(biāo)示符號均在右下角標(biāo)注角碼2，如U2、I2等。
此變壓器工作原理為：當(dāng)變壓器的原繞組施以交變電壓u1時，便在原繞組中產(chǎn)生一個交變電流i1，這個電流在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通Φ，因為原、副繞組在同一個鐵芯上，所以當(dāng)磁通Φ穿過副繞組時，便在變壓器副邊產(chǎn)生感應(yīng)電動勢e2（即變壓電壓）。變壓器中感應(yīng)電動勢的大小是和線圈的匝數(shù)、磁通的大小及電源的頻率成正比。
變壓器的種類
1.按功能分類。變壓器按功能可分為普通電力變壓器（如配電變壓器、輸電變壓器等）和特種變壓器（如試驗變壓器、電爐變壓器、整流變壓器、電焊變壓器、各類調(diào)壓器等）。
2.按相數(shù)分類。變壓器按相數(shù)可分為單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器（如六相整流用變壓器）。我國電力系統(tǒng)中用的電力變壓器大多為三相變壓器。若三相變壓器容量超大，太過笨重，從制造廠到安裝地點的運(yùn)輸過程中，受運(yùn)輸條件限制，需降低變壓器的尺寸及質(zhì)量時，則可以考慮將三個完全相同的單相變壓器的繞組按一定的方式作三相連接組成三相變壓器組，如500kV電壓等級的變壓器大都采用三相變壓器組，其三相磁路是獨立的，各相主磁通以各自鐵芯作為磁路。三相變壓器較之于同容量的三相變壓器組，其鐵磁材料消耗少，運(yùn)行電能損耗少，且占地面積小，因此在條件允許的情況下應(yīng)優(yōu)先采用三相變壓器。
3.按調(diào)壓方式分類。變壓器按調(diào)壓方式可分為無載調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器。無載調(diào)壓變壓器必須在停電的情況下才能進(jìn)行分接頭的切換，其調(diào)壓裝置結(jié)構(gòu)較為簡單。有載調(diào)壓變壓器則可以在不停電的情況下實現(xiàn)分接頭的切換，其調(diào)壓裝置結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，造價高，對檢修維護(hù)的要求也較高。
4.按繞組個數(shù)分類。變壓器按繞組的個數(shù)可分為雙繞組變壓器、三繞組變壓器、自耦變壓器和多繞組變壓器。近年來三繞組變壓器在電力系統(tǒng)中應(yīng)用越來越多，大多用于需要三種不同電壓等級的場合。采用一臺三繞組變壓器比采用兩臺雙繞組變壓器，可以節(jié)省材料和占地面積，減少附屬設(shè)備，提高運(yùn)行效率，維修也方便。只有當(dāng)某電壓等級傳輸容量很小，三個電壓等級之間分別使用多臺小容量的雙繞組變壓器可以使總?cè)萘匡@著減少時，才考慮使用雙繞組變壓器。三繞組變壓器的高壓、中壓和低壓三個繞組，通常套在一個鐵芯柱上。由于絕緣結(jié)構(gòu)的要求，高壓繞組常套在最外面。由于升壓變壓器的功率主要由低壓側(cè)向高壓側(cè)和中壓側(cè)傳遞，所以其低壓繞組常套在高、中壓繞組之間。這樣一來，升壓變壓器的高壓繞組在最外面，低壓繞組居中，中壓繞組最靠近鐵芯。對于降壓變壓器，繞組排列則采用高壓繞組在最外面、中壓繞組居中、低壓繞組最靠近鐵芯的方式，以降低絕緣費(fèi)用。
5.按絕緣及冷卻方式分類。變壓器按絕緣及冷卻方式可分為油浸式、干式和氣體絕緣式等。其中油浸式變壓器，又有油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、油浸水冷式和強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻式等。由于油浸式電力變壓器具有散熱好、損耗低、容量大、價格低等優(yōu)點，所以獲得了廣泛應(yīng)用。
6.按鐵芯結(jié)構(gòu)分類。變壓器按鐵芯結(jié)構(gòu)可分為芯式變壓器和殼式變壓器。
7.按容量大小分類。變壓器按容量大小可分為小型變壓器（10～630kVA）、中型變壓器（800～6300kVA）、大型變壓器（8000～63000kVA）、特大型變壓器（90000kVA以上）。
8.按中性點絕緣方式分類。變壓器按中性點絕緣方式可分為全絕緣變壓器和分級絕緣變壓器。所謂全絕緣是指星形接線變壓器中性點的絕緣水平與三相出線的絕緣水平相同，例如60kV及以下電壓等級的變壓器中性點絕緣即采用這種方式。所謂分級絕緣是指中性點的絕緣水平低于三相出線的絕緣水平，例如110kV電壓等級的變壓器中性點采用35kV的絕緣水平，220kV電壓等級的變壓器中性點采用110kV的絕緣水平。采用分級絕緣后，因變壓器內(nèi)絕緣的尺寸縮小，變壓器的尺寸可以相應(yīng)地縮小，造價也降低很多。
變壓器的主要參數(shù)
1.額定電壓。變壓器的額定電壓包括一次額定電壓和二次額定電壓。一次額定電壓是指接到變壓器一次繞組端點的額定電壓值。二次額定電壓是指當(dāng)一次繞組所接的電壓為額定值，分接開關(guān)放在額定分接頭位置上，變壓器空載時二次繞組的電壓。
2.額定電流。變壓器的額定電流包括一次額定電流和二次額定電流，分別指在額定電壓和規(guī)定的環(huán)境溫度下，使各部分不超過允許溫度的一次繞組和二次繞組長期允許通過的電流。
3.額定容量。額定容量是指變壓器在額定電壓、額定電流時連續(xù)運(yùn)行所傳送的容量。對于雙繞組變壓器，其額定容量以繞組的容量表示（雙繞組變壓器的兩個繞組具有相同的額定容量）。對于三繞組變壓器，應(yīng)給出每個繞組的額定容量。三繞組變壓器各繞組的額定容量有的相同，有的不同，按三個繞組的容量比的不同有三種類型：100%/100%/100%、100%/100%/50%、100%/50%/100%。
4.額定頻率。我國標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)頻率為50Hz。
5.空載損耗。空載損耗指當(dāng)以額定電壓施加于一個繞組的端子上，其余各繞組開路時變壓器所產(chǎn)生的損耗。變壓器在空載狀態(tài)下的損耗主要是鐵芯中的磁滯損耗和渦流損耗，因此空載損耗也稱鐵損。
6.短路損耗。對雙繞組變壓器，短路損耗是指將變壓器的一側(cè)繞組短路，流經(jīng)另一側(cè)繞組的電流為額定電流時，變壓器所消耗的功率。對三繞組變壓器，要提供三個繞組兩兩短路試驗所測的短路損耗，而且當(dāng)三個繞組容量比為100%/100%/50%或100%/50%/100%時，短路損耗數(shù)據(jù)是一對繞組中容量較小的一方達(dá)到其額定電流時的值。短路損耗主要是繞組的電阻引起，所以又稱銅損。
7.短路電壓，又稱阻抗電壓。對雙繞組變壓器，短路電壓是指當(dāng)一側(cè)繞組短接，以額定頻率的電壓施加于另一側(cè)繞組上，并使短接繞組中流過額定電流時所施加的電壓。對三繞組變壓器有三個短路電壓，即用高-中、高-低、中-低三個短路電壓表示。由于大容量變壓器的阻抗以電抗為主，可由短路電壓近似求得變壓器繞組的電抗，因此短路電壓是一個十分重要的參數(shù)，對變壓器的電壓變動和并列運(yùn)行有重要意義，例如兩臺變壓器并列運(yùn)行的條件之一就是要短路電壓相等。除特殊指明外，短路電壓均以施加電壓繞組額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示。
8.空載電流?？蛰d電流指變壓器在額定電壓下空載運(yùn)行時的電流值。一個繞組的空載電流通常以該繞組額定電流的百分?jǐn)?shù)表示。對三繞組變壓器來說，這個百分?jǐn)?shù)以最大額定容量的那個繞組為準(zhǔn)。
9.溫升。溫升是指變壓器各部分的溫度與其周圍冷卻介質(zhì)溫度的差值。