干式變壓器其實(shí)就是利用電磁感應(yīng)原理，從一個(gè)電路向另一個(gè)電路傳遞電能或傳輸信號(hào)的一種電器是電能傳遞或作為信號(hào)傳輸?shù)闹匾?。它被廣泛的應(yīng)用于局部照明、高層建筑、機(jī)場，碼頭CNC機(jī)械設(shè)備等場所。干式變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級(jí)線圈、次級(jí)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(yàn)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）。

引文作者:上海蓋能電氣市場部（專注干式變壓器30年）

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變壓器工作原理：

干式變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈，其余的繞組叫次級(jí)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(gè)軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個(gè)匝數(shù)不等的線圈構(gòu)成，如下圖所示。

干式變壓器工作原理

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)際的干式變壓器是很復(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(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)干式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。

進(jìn)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(jìn)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(shí)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(dá)90%以上。

變壓器接線方法：

常見的干式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）。

干式變壓器的聯(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(shí)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(shí)鐘12點(diǎn)的位置，二次側(cè)的線電壓相量作為時(shí)針。“Yn，d11”，其中11就是表示：當(dāng)一次側(cè)線電壓相量作為分針指在時(shí)鐘12點(diǎn)的位置時(shí)，二次側(cè)的線電壓相量在時(shí)鐘的11點(diǎn)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）。

干式變壓器二個(gè)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(shí)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(hào)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(diǎn)有引出線。Yn0接線組別，UAB與uab相重合，時(shí)、分針都指在12上?！?2”在新的接線組別中，就以“0”表示。目前干式變壓器廠家運(yùn)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。

干式變壓器接線方法

三角形接法是將各相電源或負(fù)載依次首尾相連，并將每個(gè)相連的點(diǎn)引出，作為三相電的三個(gè)相線。三角形接法沒有中性點(diǎn)，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(gè)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(gè)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(fù)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(fù)載的另一端的引出線，分別為三相電的三個(gè)相線。遠(yuǎn)程輸電時(shí)，只使用三根相線，形成三相三線制。到達(dá)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(shí)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。