在變配電運行中，18個變壓器知識，據(jù)說知道15個變壓器很厲害！變壓器是必不可少的，需要熟悉和掌握變壓器的基本常識。變壓器的基本知識儲備是所有電力人員必備的技能！

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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1.什么叫變壓器呢？

在交流電路中，提高或降低電壓的設(shè)備稱為變壓器。變壓器可以將任何值的電壓轉(zhuǎn)換成頻率相同的電壓值，以滿足輸電、分配和使用的要求。

比如電廠發(fā)出的電，電壓等級較低，必須提高電壓才能輸送到較遠的電區(qū)，電區(qū)必須通過降壓成為適用的電壓等級，供電設(shè)備和日常用電設(shè)備使用。

2.變壓器如何改變電壓？

變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)制成的。它由兩組線圈組成，由一個由硅鋼片(或硅鋼片)疊成的鐵芯和繞在鐵芯上的線圈組成。鐵芯和線圈相互絕緣，沒有任何電聯(lián)系。

連接到變壓器和電源一側(cè)的線圈稱為初級線圈(或原邊)，連接到變壓器和電氣設(shè)備的線圈稱為次級線圈(或副邊)。當變壓器的初級線圈連接到交流電源時，鐵芯會產(chǎn)生變化的磁線。

因為二次線圈繞在同一鐵芯上，磁線切割二次線圈，二次線圈必然會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，使線圈兩端產(chǎn)生電壓。由于磁線是交變的，二次線圈的電壓也是交變的。頻率和電源頻率完全一樣。

經(jīng)理論證實，變壓器的初級線圈與次級線圈的電壓比和初級線圈與次級線圈的匝數(shù)比有關(guān)。可以用以下方式表示:初級線圈電壓/次級線圈電壓=初級線圈匝數(shù)/次級線圈匝數(shù)表示匝數(shù)越多，電壓越高。因此，可以看出，次級線圈比初級線圈少，即降壓變壓器。相反，它是升壓變壓器。

3.變壓器的設(shè)計有哪些類型？

根據(jù)相數(shù)分為單相變壓器和三相變壓器。

根據(jù)用途分為電力變壓器、專用電源變壓器、壓力調(diào)節(jié)變壓器、測量變壓器(電壓互感器、電流互感器)、小型電源變壓器(小功率設(shè)備)和安全變壓器。

根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，類型:芯型和殼型。線圈包括雙繞組和多繞組和自耦變壓器。

根據(jù)冷卻方式的不同，有油浸式和空氣冷卻式。

4.變壓器部件由哪些部件組成？

變壓器部件主要由鐵芯和線圈組成。此外，還有油箱、油枕、絕緣套管和頭。

5.變壓器油有什么用？

變壓器油的功能是:

(1)絕緣。

(2)散熱。

(3)消除電弧。

6.自耦變壓器是什么？

自耦合變壓器只有一組線圈，二次線圈是從初級線圈抽出來的，它的電能傳遞，除了有電磁感應(yīng)傳遞外，還有電力傳遞，這種變壓器硅鋼片和銅線的數(shù)量比普通變壓器少，常用于調(diào)節(jié)電壓。

7.調(diào)壓器是如何實現(xiàn)功能？

調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)與自耦變壓器相同，只是將鐵芯作為環(huán)形線圈繞在環(huán)形鐵芯上。

二次線圈抽頭采用可滑動的電刷觸頭，使觸頭沿線圈表面環(huán)形滑動，達到調(diào)節(jié)電壓的平滑效果。

8.變壓器初級線圈和次級線圈的電流關(guān)系如何？

當變壓器負載運行時，次級線圈電流的變化會導(dǎo)致初級線圈電流的相應(yīng)變化。根據(jù)磁力平衡原理，初級民用次級線圈的電流與線圈匝數(shù)成反比，匝數(shù)多的一側(cè)電流小，匝數(shù)少的一側(cè)電流大。

可以用以下方式表示：初級線圈電流/次級線圈電流=次級線圈匝數(shù)/初級線圈匝數(shù)。

9.變壓器的電壓變化率是多少？

調(diào)壓器的電壓變化率是變壓器的主要性能指標之一。當變壓器向負載供電時，變壓器負載端的電壓必然會下降。與額定電壓值相比，降低的電壓值取百分比，即電壓變化率。

可以用公式表示；電壓變化率=(次級額定電壓-負載端電壓)/次級額定電壓×100%。普通電力變壓器，當與額定負載連接時，電壓變化率為4~6%。

10.如何保證變壓器有額定電壓輸出？

過高或過低的電壓都會影響變壓器的正常工作和使用壽命，因此必須調(diào)節(jié)壓力。

調(diào)節(jié)壓力的方法是在初級線圈中引出幾個抽頭，連接到分接開頭，通過轉(zhuǎn)動觸頭來改變線圈的匝數(shù)。只需轉(zhuǎn)動分接開關(guān)的位置，即可獲得所需的額定電壓值。值得注意的是，壓力調(diào)節(jié)通常在切斷變壓器接通的負載后進行。

11.常用的小變壓器是什么？應(yīng)用在哪些場合？

小型變壓器是指容量小于1000伏的單相變壓器，主要用于電氣設(shè)備控制、電子設(shè)備和安全照明的電源變壓器。

12.變壓器在運轉(zhuǎn)過程中有哪些損失？如何減少損失？

變壓器運行中的損失包括兩部分:

(1)是由鐵芯引起的。線圈通電后，由于磁線交變，鐵芯內(nèi)的渦流和磁滯損耗統(tǒng)稱為鐵損耗。

(2)是由線圈本身的電阻引起的。當變壓器的初級線圈和次級線圈有電流通過時，會產(chǎn)生電能損失，稱為銅損失。

鐵損失與銅損失和變壓器損失有關(guān)，這些損失與變壓器容量、電壓和設(shè)備利用率有關(guān)。因此，在選擇變壓器時，請盡量使設(shè)備容量與實際使用量一致，提高設(shè)備利用率，注意不要使變壓器輕負荷運轉(zhuǎn)。

13.變壓器銘牌是什么？銘牌上的主要技術(shù)數(shù)據(jù)是什么？

變壓器銘牌標明變壓器的性能、技術(shù)規(guī)格和使用場合，以滿足用戶的選擇。通常，選擇時應(yīng)注意的主要技術(shù)數(shù)據(jù)包括:

(1)額定容量的千伏安數(shù)。也就是說，變壓器在額定狀態(tài)下的輸出能力。例如，單相變壓器的額定容量=U線×I線；三相變壓器的容量=。

U線×I線。

(2)額定電壓伏數(shù)。分別標明初級線圈的端部電壓和次級線圈的端部電壓(不連接負載時)。注意三相變壓器的端部電壓指數(shù)電壓的u線值。

(3)額定電流安培數(shù)。是指初級線圈和次級線圈在額定容量和允許溫升的情況下，允許長時間通過的線電流I線值。

(4)電壓比。指初級線圈額定電壓與次級線圈額定電壓之比。

(5)接線方式。單相變壓器只有一組高低壓線圈，只供單相使用，三相變壓器為Y/△。除了上述技術(shù)數(shù)據(jù)，還有額定頻率、相數(shù)、溫升、變壓器阻抗百分比等。

14.如何選擇變壓器？如何確定變壓器的合理容量？

首先，調(diào)查用電場所的電源電壓、用戶的實際用電負荷和場所的條件，參照變壓器銘牌上顯示的技術(shù)數(shù)據(jù)逐一選擇，一般從變壓器容量、電壓、電流和環(huán)境條件綜合考慮，其中容量的選擇根據(jù)用戶用電設(shè)備的容量、性質(zhì)和使用時間決定必要的負荷量

正常運行時，變壓器承受的電力負荷約為變壓器額定容量的75~90%。如果在運行過程中實際測量變壓器的實際負荷小于%，應(yīng)更換小容量變壓器。如果大于變壓器額定容量，應(yīng)立即更換大變壓器。

與此同時，在選擇變壓器時，最好根據(jù)線路電源來確定其初級線圈的電壓值，根據(jù)用電設(shè)備來選擇次級線圈的電壓值，最好選擇低壓三相四線供電。這可以同時提供電力和照明電力。

在電機啟動時，應(yīng)注意負荷能夠滿足電機的要求(因為電機啟動電流比下沉運行時大4~7倍)。

15.為什么變壓器不能過負荷運行？

過載運行是指變壓器運行時超出銘牌上規(guī)定的電流值。

將過載劃分為正常過負荷與事故過負荷兩類，前者是正常供電時用戶用電增加所致，常使變壓器溫度升高，促使變壓器絕緣老化，降低使用壽命，故不允許變壓器過載。

變頻器在特殊情況下短期過負荷運行，其額定負荷不得超過30%(冬季)，夏季不得超過15%。

對于后一種情況，事故過負荷和允許超時要求如下。

16，在運行中變壓器應(yīng)做哪些試驗？

為確保變壓器的正常工作，應(yīng)經(jīng)常進行以下幾種試驗：

(1)溫度檢測。變壓器的工作狀態(tài)是否正常，溫度高低至關(guān)重要。規(guī)范規(guī)定，上層油的溫度不能超過85C(即溫度55C)。在普通變壓器上安裝了專門的溫度測量裝置。

(2)負荷測定。為提高變壓器的利用率，減少電力損耗，在變壓器運行中，必須確定變壓器真正能夠承擔的供電能力。測量通常在每個季節(jié)的用電高峰期進行，鉗形安培計直接測定。電流值應(yīng)該是變壓器額定電流的70~80%，超過則表示過負荷，應(yīng)立即進行調(diào)整。

(3)電壓測定。該程序規(guī)定電壓的變化范圍為±額定電壓±5%。如超出此范圍，應(yīng)采用分接頭進行調(diào)節(jié)，使電壓達到規(guī)定范圍。通常采用電壓表分別測量次級線圈端電壓和非端端電壓。

(4)絕緣電阻的測定。為保證變壓器始終在正常運行，在絕緣老化和事故發(fā)生的情況下，必須進行絕緣電阻的測定。測量時要盡量使變壓器停運，用搖表測量變壓器的絕緣電阻值，要求測量電阻不低于前一次測量值的70%，在選擇搖表法時，低壓線圈可采用500伏電壓等級。

17.變壓器的極性是什么？它的實際功能是什么？

用變壓器極性表示在初級繞組同一段時間內(nèi)，兩次繞組線圈端頭和線圈端頭之間的相對電位。由于電動勢的大小和方向是隨時變化的，在某一時刻，初和次級線圈必然會出現(xiàn)兩個同時具有高電位的端頭，而同時具有較低電位的兩個端頭，這種同時刻為高的對應(yīng)端叫變壓器的同極性端。由此可以看出，變壓器的極性決定了線圈繞向、繞向變化和極性變化。實際應(yīng)用中，變壓器極性是變壓器并聯(lián)的依據(jù)，按極性可組合成多種電壓形式，若極性接反了，往往會產(chǎn)生很大的短路電流，燒壞變壓器。所以，使用變壓器時一定要注意銘牌的標記。

18、如何辨別變壓器極性？

如遇變壓器銘牌標識不清或變壓器系老式變壓器，通過檢測判定，方法有：

(1)直流法。如圖所示，當測單相變壓器時，將一個1.5伏干電池插入初級線圈一側(cè)，然后將次級線圈拉入一直流毫伏表。在合上開關(guān)K的一端時，表針擺動(或在打開開關(guān)時，表針向負方向移動)，表明接電池組的正極一端是同極性，或稱其同名端。三相變壓器極性及變壓器等級檢測，多采用直流法。試驗方法是：將干電池和K型線圈側(cè)接在初級線圈側(cè)，先接A端的電池正極，B端接電池負極，然后在a、c、次線圈之間拉入三個毫伏表。

在接表時要注意接通順序，例如，a、b之間的次要線圈，a,a,a,b,b，負極，b連接到表的負極，b接負極，c接負極。接通后，將開關(guān)K合上，并測出電表中ab間、bc間、ac間的指示。然后把電池改接在初級線圈上的BC管和AC管分別進行測量，并將測量結(jié)果列成表，可以判斷被測變壓器的等級。

(2)溝通法。將主線圈和次級線圈的一對同名的端子線圈，例如Aa，連接在導(dǎo)線上接著，將交流電引入AX主線圈之間(較低的易于測量)。分別使用伏特表測量AX間的電壓V1值、XX間的V2和ax間的電壓V3值。若V2的數(shù)值是V1和V3的電壓差，那么Aa就是同極性端，如果V2的數(shù)值是V1和V3電壓之和，那么AX是一個同極性端。