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當作編號的開頭。例： T01， T201等。
變壓器的工作原理
變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。它可以變換交流電壓、電流和阻抗。最簡單的鐵心變壓器由一個軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個匝數(shù)不等的線圈構(gòu)成，如圖所示。
變壓器原理鐵心的作用是加強兩個線圈間的磁耦合。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;兩個線圈之間沒有電的聯(lián)系，線圈由絕緣銅線（或鋁線）繞成。一個線圈接交流電源稱為初級線圈（或原線圈），另一個線圈接用電器稱為次級線圈（或副線圈）。實際的變壓器是很復(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行時（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。當變壓器的原線圈接在交流電源上時，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)電動勢為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1表示，副線圈物理量用下角標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。進而得出：U1/U2=N1/N2在空載電流可以忽略的情況下，有I1/ I2=-N2/N1，即原、副線圈電流有效值大小與其匝數(shù)成反比，且相位差π。進而可得I1/ I2=N2/N1理想變壓器原、副線圈的功率相等P1=P2。說明理想變壓器本身無功率損耗。實際變壓器總存在損耗，其效率為η=P2/P1。電力變壓器的效率很高，可達90%以上。
變壓器的主要分類
1、按相數(shù)分：
1）單相變壓器：用于單相負荷和三相變壓器組。
2）三相變壓器：用于三相系統(tǒng)的升、降電壓。
2、按冷卻方式分：
1）干式變壓器：依靠空氣對流進行自然冷卻或增加風(fēng)機冷卻，多用于高層建筑、高速收費站點用電及局部照明、電子線路等小容量變壓器。
2）油浸式變壓器：依靠油作冷卻介質(zhì)、如油浸自冷、油浸風(fēng)冷、油浸水冷、強迫油循環(huán)等。
3、按用途分：
1）電力變壓器：用于輸配電系統(tǒng)的升、降電壓。
2）儀用變壓器：如電壓互感器、電流互感器、用于測量儀表和繼電保護裝置。
3）試驗變壓器：能產(chǎn)生高壓，對電氣設(shè)備進行高壓試驗。
4）特種變壓器：如電爐變壓器、整流變壓器、調(diào)整變壓器、電容式變壓器、移相變壓器等。
4、按繞組形式分：
1）雙繞組變壓器：用于連接電力系統(tǒng)中的兩個電壓等級。
2）三繞組變壓器：一般用于電力系統(tǒng)區(qū)域變電站中，連接三個電壓等級。
3）自耦變電器：用于連接不同電壓的電力系統(tǒng)。也可做為普通的升壓或降后變壓器用。
5、按鐵芯形式分：
1）芯式變壓器：用于高壓的電力變壓器。
2）非晶合金變壓器：非晶合金鐵芯變壓器是用新型導(dǎo)磁材料，空載電流下降約80%，是節(jié)能效果較理想的配電變壓器，特別適用于農(nóng)村電網(wǎng)和發(fā)展中地區(qū)等負載率較低地方。
3）殼式變壓器：用于大電流的特殊變壓器，如電爐變壓器、電焊變壓器；或用于電子儀器及電視、收音機等的電源變壓器。
變壓器接線方式
變壓器的接線組別就是變壓器一次繞組和二次繞組組合接線形式的一種表示方法；
常見的變壓器繞組有二種接法，即“三角形接線”和“星形接線”；在變壓器的聯(lián)接組別中“D表示為三角形接線，“Yn”表示為星形帶中性線的接線，Y表示星形，n表示帶中性線；“11”表示變壓器二次側(cè)的線電壓Uab滯后一次側(cè)線電壓UAB330度（或超前30度）。
變壓器的聯(lián)接組別的表示方法是：大寫字母表示一次側(cè)（或原邊）的接線方式，小寫字母表示二次側(cè)（或副邊）的接線方式。Y（或y）為星形接線，D（或d）為三角形接線。數(shù)字采用時鐘表示法，用來表示一、二次側(cè)線電壓的相位關(guān)系，一次側(cè)線電壓相量作為分針，固定指在時鐘12點的位置，二次側(cè)的線電壓相量作為時針。
“Yn，d11”，其中11就是表示：當一次側(cè)線電壓相量作為分針指在時鐘12點的位置時，二次側(cè)的線電壓相量在時鐘的11點位置。也就是，二次側(cè)的線電壓Uab滯后一次側(cè)線電壓UAB330度（或超前30度）。
變壓器二個繞組組合起來就形成了4種接線組別：“Y，y”、“D，y”、“Y，d”和“D，d”。我國只采用“Y，y”和“Y，d”。由于Y連接時還有帶中性線和不帶中性線兩種，不帶中性線則不增加任何符號表示，帶中性線則在字母Y后面加字母n表示。n表示中性點有引出線。Yn0接線組別，UAB與uab相重合，時、分針都指在12上?！?2”在新的接線組別中，就以“0”表示。
目前變壓器廠家運用的變壓器的接線方法主要有：三角型接法和星型接法兩種。
兩種接線方式接線示意圖
三角形接法是將各相電源或負載依次首尾相連，并將每個相連的點引出，作為三相電的三個相線。三角形接法沒有中性點，也不可引出中性線，因此只有三相三線制。添加地線后，成為三相四線制，三角形接法的三相電，線電壓等于相電壓而線電流等于相電流的√3倍。
星形接法（Y型接法）的三個繞組，每一端接三相電壓的一相，另一端接在一起，不接任何一相電，也可不接零線，這樣每個繞組的電壓是相電壓，也就是每相對地的電壓，也就是通常指的220V。星形接法是將三相電源繞組或負載的一端都接在一起構(gòu)成中性線，由于均衡的三相電的中性線中電流為零，故也叫零線：三相電源繞組或負載的另一端的引出線，分別為三相電的三個相線。遠程輸電時，只使用三根相線，形成三相三線制。到達用戶的電路，往往涉及220V和380V兩種電壓，需三根相線和一根零線，形成三相四線制。用戶為避免漏電形成的觸電事故，還要添加一根地線，這時就有三根相線，一根零線和一根地線，故也有三相五線制的說法。
常規(guī)的變壓器在制做過程中，用三角型和星型兩種接線法就可以了，輸入輸出可以根據(jù)實際需要靈活運用。
變壓器為什么會爆炸？
主要因為變壓器油為可燃液體，其蒸氣與空氣混合形成爆炸性氣體，遇高溫可以發(fā)生爆炸，變壓器油是變壓器火災(zāi)爆炸事故的根源。
?。?）絕緣損壞，線圈絕緣老化。 油質(zhì)不佳，油量過少、鐵芯絕緣老化損壞，檢修不慎，破壞絕緣。
?。?）接觸不良。產(chǎn)生局部過熱，破壞線圈絕緣發(fā)生短路或斷路，產(chǎn)生高溫、電弧使絕緣油迅速分解，產(chǎn)生大量氣體（80％是氫氣），壓力驟增 。原因有：螺栓松動（變壓器常在沖擊負載下運行，產(chǎn)生的震動會造成接點松動）、焊接不牢、分接開關(guān)觸頭損壞三種。
（3）雷擊過電壓。雷擊產(chǎn)生的過電壓擊穿變壓器的絕緣，燒毀變壓器，引起火災(zāi)。
?。?）負載短路。負載發(fā)生短路，變壓器承受巨大的短路電流，如果保護系統(tǒng)失靈或整定值調(diào)整過大，有可能燒毀變壓器。安裝短路保護裝置，且熔體的選擇必須合乎要求。當變壓器內(nèi)部短路時高壓側(cè)應(yīng)能迅速熔斷，當變壓器各引出回路發(fā)生短路或嚴重過載時低壓側(cè)能被熔斷。
?。?）變壓器過熱變壓器過熱，輕則影響使用壽命（如變壓器在正常工作溫度90℃下運行壽命為20年；若溫度升至105℃，則壽命為7年；溫度升到120℃，壽命僅為2年），重則發(fā)生噴油燃燒或爆炸。引起變壓器過熱的原因有：接觸不良，接觸電阻大；長期嚴重過負荷運行，使線圈發(fā)熱；電壓過高，鐵損增大（當電壓增高10％時，鐵損將增加30%～50％）；環(huán)境溫度過高，通風(fēng)不良；
?。?）變壓器由外界火源引燃。由于變壓器周圍堆放的可燃物燃燒后引燃變壓器或變壓器室而使變壓器起火。
變壓器的使用方法：
1、使用前，必須詳細閱讀變壓器的使用說明書和與之配套的控制箱（臺）的說明書。根據(jù)說明書接好連接線，接地線應(yīng)良好接地。
2、干式變壓器控制箱（臺）的電源分別為交流220V 、380V兩種，經(jīng)調(diào)壓器輸出到變壓器的低壓側(cè)輸入端。經(jīng)過變比輸出連續(xù)可調(diào)至額定電壓值。
3、從干式試驗變壓器的安全和高壓試驗的嚴謹性來考慮，避免設(shè)備或試品受到破壞。
4、當做直流耐壓或泄漏電流試驗時，可先將高壓硅堆、微安表、旋在高壓試驗變壓器的高壓輸出端上，然后逐漸升壓，即可進行直流試驗。
變壓器的使用注意事項：
運行中的變壓器一定要注意以下幾點：
1、防止變壓器過載運行。如果長期過載運行，會引起線圈發(fā)熱，使絕緣逐漸老化，造成匣間短路、相間短路或?qū)Φ囟搪芳坝偷姆纸狻?/p>
2、保證絕緣油質(zhì)量。變壓器絕緣油在貯存、運輸或運行維護中，若油質(zhì)量差或雜質(zhì)、水分過多，會降低絕緣強度。當絕緣強度降低到一定值時，變壓器就會短路而引起電火花、電弧或出現(xiàn)危險溫度。因此，運行中變壓器應(yīng)定期化驗油質(zhì)，不合格的油應(yīng)及時更換。 把安全工程師站點加入收藏夾
3、防止變壓器鐵芯絕緣老化損壞。鐵芯絕緣老化或夾緊螺栓套管損壞，會使鐵芯產(chǎn)生很大的渦流，引起鐵芯長期發(fā)熱造成絕緣老化。
4、防止檢修不慎破壞絕緣。變壓器檢修吊芯時，應(yīng)注意保護線圈或絕緣套管，如果發(fā)現(xiàn)有擦破損傷，應(yīng)及時處理。
5、保證導(dǎo)線接觸良好。線圈內(nèi)部接頭接觸不良，線圈之間的連接點、引至高、低壓側(cè)套管的接點、以及分接開關(guān)上各支點接觸不良，會產(chǎn)生局部過熱，破壞絕緣，發(fā)生短路或斷路。此時所產(chǎn)生的高溫電弧會使絕緣油分解，產(chǎn)生大量氣體，變壓器內(nèi)壓力加。當壓力超過瓦斯斷電器保護定值而不跳閘時，會發(fā)生爆炸。
6、防止電擊。電力變壓器的電源一般通過架空線而來，而架空線很容易遭受雷擊，變壓器會因擊穿絕緣而燒毀。
7、短路保護要可靠。變壓器線圈或負載發(fā)生短路，變壓器將承受相當大的短路電流，如果保護系統(tǒng)失靈或保護定值過大，就有可能燒毀變壓器。為此，必須安裝可靠的短路保護裝置。
8、保持良好的接地。對于采用保護接零的低壓系統(tǒng)，變壓器低壓側(cè)中性點要直接接地當三相負載不平衡時，零線上會出現(xiàn)電流。當這一電流過大而接觸電阻又較大時，接地點就會出現(xiàn)高溫，引燃周圍的可燃物質(zhì)。
9、防止超溫。變壓器運行時應(yīng)監(jiān)視溫度的變化。如果變壓器線圈導(dǎo)線是A級絕緣，其絕緣體以紙和棉紗為主，溫度的高低對絕緣和使用壽命的影響很大，溫度每升高8℃，絕緣壽命要減少50％左右。變壓器在正常溫度（90 ℃）下運行，（考試－大）壽命約20年；若溫度升至105℃，則壽命為7年5溫度升至120℃，壽命僅為兩年。所以變壓器運行時，一定要保持良好的通風(fēng)和冷卻，必要時可采取強制通風(fēng)，以達到降低變壓器溫升的目的。