什么是变压器-变压器的原理和应用
在交流电路中增加或降低电压的装置称为变压器。变压器是一种基于互感概念的交流电压转换器。它可以将任意电压值转换成我们需要的相同频率的电压值，以满足电能传输、分配和使用的要求。例如，发电厂的电力具有较低的电压水平，必须先升压，然后才能传输到远程用电地点。为了提供电力设备和日常用电，必须将用电区域降低到合适的电压水平。设备。
初级线圈、次级线圈和铁芯是结构元件。当交流电流通过初级线圈时，铁芯中会形成交变磁通量，使次级线圈感应出电压。它由线圈和铁芯组成。线圈上有两个或多个绕组。初级绕组连接到电源，而次级绕组由其余绕组组成。
一、变压器的主要部件：
1．铁心：
电力变压器最基本的部件之一是铁芯。这是一个带有“磁性”路线的扭曲骨架。变压器的初级和次级绕组绕在铁芯上。铁芯是铁芯中被绕组包覆的部分。铁轭是一个柱子，用于连接铁芯和柱子，无需绕组，形成闭合磁路。由于变压器铁芯中的磁路是交变的，因此会出现磁滞和涡流损耗。变压器铁芯一般采用厚度为0.3-0.5mm的硅钢片制成，表面涂有0.01-0.13mm厚的绝缘漆，干燥后按规定层压，以尽量减少这些损耗。
2．高低压绕组：
变压器的绕组是最基本的部件之一。它与铁芯耦合构成电源变压器的主体。产生磁场和传输电能的是变压器的电路部分，也是变压器“电”的通道。
高低压绕组根据排列位置的不同可分为同心式和重叠式两种。
1）．同心绕组：主、副绕组绕成不同直径的圆柱形线圈，安装在铁芯柱上。高低压绕组采用绝缘材料隔开。低压绕组通常放在里面，以便于取出高压绕组。外部套有高压绕组。对于输出电流较大的大容量电力变压器，低压绕组引出工序复杂，且低压绕组经常位于高压绕组外。
2）．重叠绕组：高压绕组和低压绕组又称交错绕组，交替堆叠在同一铁芯柱上，间隙较大，绝缘复杂，捆绑劳动量大。优点是机械性能更好，引线排列和焊接更容易，漏抗低。低压、大电流变压器常用这种材料（如电炉变压器、焊接变压器等）．。
3．轻按开关：
调压开关又称分接开关，是一种改变变压器高压绕组分接位置的装置。改变分接开关的位置可以修改电压比，并通过增加或减少初级绕组上的自旋数来调整输出电压。电压调节有两种类型：有载和空载。
1）．空载调压：当变压器的初级和次级绕组都从网络中移除时，这种改变初级和次级绕组的匝数以执行逐步电压控制的方法称为无励磁电压调节。小容量变压器的分接开关通常有三个位置。额定电压与位置Ⅱ相似。当系统电压过高时将分接开关置于位置 I，当系统电压过低时将分接开关置于位置 III。“高调高调，低调调低”，换一种说法。
2）．有载电压调节：在负载电流下，改变主、副绕组的抽头，改变匝数，在变压器带负载运行时分阶段调节电压。在有载分接开关的分接变换过程中，可以利用电抗和电阻过渡来控制循环电流。
4．气体继电器：
又称布赫兹继电器，位于油箱与油枕之间的连接管中间，作为变压器内部缺陷的保护装置。通过将气体继电器连接到控制电路来创建气体保护装置。轻气信号接在气体继电器上触点，下触点接外电路，产生重气保护电路。断路器因重气动作而跳闸，并发出重气动作信号。
所有容量为800KVA及以上的油浸式变压器，以及容量为400KVA及以上的厂用变压器，依法必须配备气体继电器。
5．防爆管：
它也被称为安全气道，因为它是一种保护机构，用于防止变压器内部发生故障时变压器变形。它安装在变压器的大盖子上。喷嘴由薄膜玻璃板制成，通过喇叭形管与大气相通。或已密封的酚醛纸板。
6．油枕：
它是一种在变压器运行时补充和储存油的机构。它位于油箱斜上方，通过油管与油箱相连。油箱内可随时注满绝缘油，以限制油与空气的接触面，防止变压器油体积随油温而膨胀和收缩时油过快氧化变潮。油垫通常是变压器油箱尺寸的十分之一。油枕一侧附有油位指示器（油位计管）．，用于监测油位变化，油枕上半部有注油孔和排气瓣。
7．呼吸器：
它也被称为吸湿剂。油枕通过呼吸器与环境相通，以防止湿气进入油枕。呼吸器内含硅胶，硅胶内部的干燥剂吸收空气中的水分和污染物，使变压器中的绝缘油保持良好的性能。呼吸器的硅胶通常是变色硅胶，干燥时呈淡蓝色，受潮后逐渐变为淡红色。现在可以将硅胶取出并在 120-160°C 的高温下干燥。等干了变蓝，就可以继续使用了。
8．冷却装置：
散热器和冷却器是油浸式电力变压器冷却系统的一部分。油循环较弱的称为散热器，而油循环强的称为冷却器。
散热器管或散热片安装在变压器油箱周围以形成散热器。变压器运行时，上下油层的温差使油流经散热器，使变压器铁芯周围的高温油经散热器冷却后，再返回变压器。它降低了油箱内变压器的工作温度。
9．温度计：
这是一个跟踪变压器工作温度的仪表。在大多数情况下，温度测量点位于油的顶层。水银温度计、气压温度计和电阻温度计都是常用的。
1000KVA以下的油浸式变压器只能安装水银温度计；1000KVA及以上油浸式变压器，必须安装有报警信号的温度计和两台强制油循环冷却的变压器；对于8000KVA及以上的油浸式变压器，必须安装一个带报警信号的温度计和两台强制油循环冷却的变压器。远距离测温必须安装两个测温元件，即电阻温度计和强制油循环冷却变压器。
10．高低压绝缘套管：
瓷绝缘套管是变压器箱外的主要绝缘装置，大多数变压器都采用瓷绝缘套管。干式变压器的绝缘套管由树脂制成。变压器通过高低压绝缘套管将其高低压绕组从油箱引至外部。变压器绕组通过高低压绝缘套管与大地（外壳和铁芯）．绝缘，同时也起到保护引线和外部接线的作用。基本要素。
二、变压器的种类：
按电源相数分：单相变压器、三相变压器、多相变压器。
按防潮方式分，有开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。
按用途分：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、脉冲变压器、高频变压器。
1．变压器的作用：电压越低，电流越大，导线横截面越大，电力变压器长距离输电时，如功率恒定时，线路敷设成本就越高；如果通过升压变压器提高电压，则可以降低线路铺设成本。如果电流减小，成本也会降低。高压传输到用户中心后，需要一个降压变压器将高压转换成多种不同的电压供用户使用。因此，变压器是电气设备的关键部件。
2．变压器是干什么用的：变压器一般分为两大类：电力变压器和特种变压器。
三、电力变压器的使用：
在电力系统的初级电路中用于传输、分配和供电的变压器称为电力变压器。
1．增加电压：
由于发电机的输出电压受其绝缘等级的限制，一般为6.3kV、10.5kV，最高不超过20kV。由于采用如此低的电压进行长距离传输时电流很大，因此消耗在传输线电阻上的电能会很大。为了在不增加导线截面的情况下降低输电线路上的输电电流和能量损失，采用升压变压器将发电机端电压提高到几十万或几百万伏。这允许远程传输电能。
2．降低电压：
输电线路将数十万或数百万伏的高压电能输送到负载区域后，降压变压器必须将高压转换为适合电气设备使用的低压。供电系统中需要大量的降压变压器，将输电线路承载的高压转换成不同等级的电压，以满足不同负载的需要。
3．连接传输线：
将许多发电站整合成一个电力系统时，除了输电线路等设备外，还需要变压器连接多条电压不等的线路组成一个系统。
四、专用变压器的用途：
特殊变压器是用于特殊电源、控制系统和电信设备的变压器，具有特定的功能、性能和结构。
1．工矿企业使用的整流变压器、电炉变压器、中频变压器。
2．检测高压大电流用的电压互感器和电流互感器。
3．试验中使用的试验变压器和调压变压器。
4．用于自动控制系统和自动化装置的控制变压器、脉冲变压器、音频变压器等。
五、变压器是如何工作的：
两根电线组成一个简单的单相变压器。当特定数量的电流（例如交流电或脉冲直流电）．通过其中一个导体时，会产生波动的磁场。根据电磁互感理论，第二导体在磁场变化时会产生电位差。当第二导体连接到闭合电路时，闭合电路产生电流。然后发出电力。由于线圈产生的磁场远大于直导线产生的磁场，因此普通变压器中的相关导体是导线（通常是铜）．来形成线圈。变压器，一般来说，是一种转换交流电压、交流电流和阻抗的设备。当通过初级线圈提供交流电时，在铁芯（或磁芯）．中形成交变磁通量，从而在次级线圈中感应出电压（或电流）．。初级和次级线圈的电压VS、VP与两个绕组的匝数NS、NP成正比关系。
变压器两侧的电流或电压比由电路线圈两侧的匝数决定。匝数较多的电压较高，但电流较低，反之亦然。当考虑漏电时，变压器两侧的电压比等于两侧线圈匝数的比值，这意味着电压与匝数成正比。
结果，初级和次级线圈的匝数比可以减少或增加，从而导致电压的增加或减少。变压器因其性质而成为电压转换的关键设备。此外，忽略泄漏的影响，变压器不会是放大器，因为它遵循这两个定律。如果变压器两侧的电压不同，流过变压器两侧的电流就会不同，两者的差值成反比。如果变压器的一侧电流低于另一侧，则电流较低的一侧将具有较高的电压，反之亦然。但是，变压器两侧消耗的功率应该相等（即一侧的电压和电流的两个值应该相乘）．。
六、如何使用变压器：
1．在使用变压器前，请仔细阅读变压器的使用说明书以及随附的控制箱（套）．使用说明书。连接电缆应按手册指示连接，接地线应牢固接地。
2．干式变压器控制箱（套）．的交流220V和380V电源经稳压器输出至变压器低压侧输入端。变比后，输出连续可调至额定电压。
3．为避免损坏设备或试验产品，应考虑干式试验变压器的安全性和高压试验的严密性。
4．做直流耐压或漏电流测试时，先在高压测试变压器的高压输出端旋转高压硅堆和微安表，然后逐步升高电压进行直流测试。
七、变压器使用注意事项：
耐压试验时，由于电气距离的不同，会产生三种声音： 空气电离的声音是“噼啪噼啪”的声音。气流的声音是“zi，zi”。“啪”：绝缘（或空气）．被击穿的声音响亮而清脆，伴随着火花。排气通常分为三个部分。电离是初始阶段。电场足够大时会进入流光阶段，空气会在巨点处被分解。从理论上讲，如果它听起来完全像煮熟的豆子的“咔嚓”声，并且可以持续一分钟而不分解，则符合国家标准。如果有“滋滋”的声音，但一分钟不坏，符合国家规范，但流式变压器长期运行的风险更高。产生高压噪声的主要原因是主风道（高压线圈和低压线圈）．的空气距离不足。D小，E大，空气在标准气压和湿度下承受0.7KV/mm的场强，E=U/DE电场，U电压，D电极间距离。当电场大于该值时，分子很容易电离。但是，如果不分解，空气将不会导电。对了，在估算变压器主气道绝缘的同时，不要只看空气；高低压线圈也有内外层绝缘，应考虑复合绝缘。产生高压噪声的主要原因是主风道（高压线圈和低压线圈）．的空气距离不足。D小，E大，空气在标准气压和湿度下承受0.7KV/mm的场强，E=U/DE电场，U电压，D电极间距离。当电场大于该值时，分子很容易电离。但是，如果不分解，空气将不会导电。对了，在估算变压器主气道绝缘的同时，不要只看空气；高低压线圈也有内外层绝缘，应考虑复合绝缘。产生高压噪声的主要原因是主风道（高压线圈和低压线圈）．的空气距离不足。D小，E大，空气在标准气压和湿度下承受0.7KV/mm的场强，E=U/DE电场，U电压，D电极间距离。当电场大于该值时，分子很容易电离。但是，如果不分解，空气将不会导电。对了，在估算变压器主气道绝缘的同时，不要只看空气；高低压线圈也有内外层绝缘，应考虑复合绝缘。s 空气距离不足（高压线圈和低压线圈）．。D小，E大，空气在标准气压和湿度下承受0.7KV/mm的场强，E=U/DE电场，U电压，D电极间距离。当电场大于该值时，分子很容易电离。但是，如果不分解，空气将不会导电。对了，在估算变压器主气道绝缘的同时，不要只看空气；高低压线圈也有内外层绝缘，应考虑复合绝缘。s 空气距离不足（高压线圈和低压线圈）．。D小，E大，空气在标准气压和湿度下承受0.7KV/mm的场强，E=U/DE电场，U电压，D电极间距离。当电场大于该值时，分子很容易电离。但是，如果不分解，空气将不会导电。对了，在估算变压器主气道绝缘的同时，不要只看空气；高低压线圈也有内外层绝缘，应考虑复合绝缘。D电极之间的距离。当电场大于这个值时，分子很容易电离。但是，如果不分解，空气将不会导电。对了，在估算变压器主气道绝缘的同时，不要只看空气；高低压线圈也有内外层绝缘，应考虑复合绝缘。D电极之间的距离。当电场大于这个值时，分子很容易电离。但是，如果不分解，空气将不会导电。对了，在估算变压器主气道绝缘的同时，不要只看空气；高低压线圈也有内外层绝缘，应考虑复合绝缘。
八、变压器主要参数：
1．额定容量SN：
分接开关位于主抽头时，变压器的额定容量是指变压器在铭牌上规定的额定工作状态（额定电压、额定频率、额定使用环境）．下的视在功率。单位为千伏安。
2．额定电压UN1和UN2：
一次侧额定电压UN1为电网额定电压，二次侧额定电压UN2为一次侧加额定电压时二次侧记录的空载电压值。线电压由三相变压器的初级和次级额定电压表示。在空载条件下，额定电压比是原边额定电压与副边额定电压的比值。
3．额定电流IN1和IN2：
在规定的电压和额定环境温度下，允许初级和次级绕组长期通过的线路电流称为变压器初级和次级额定电流。
4．阻抗电压：
短路电压是阻抗电压的别称。即变压器次级绕组短路，初级绕组电压逐渐升高。当短路电流等于额定电流时，施加在一次侧的电压等于额定电流。两台变压器并联运行的标准之一是相同的阻抗电压。计算短路电流和确定继电保护特性都是基于短路电压值的大小。
5、空载电流I0：
当变压器二次侧开路并向一次侧提供额定电压时，空载电流流过一次绕组。空载电流的大小由变压器的容量、磁路的结构和硅钢片的质量决定。配电变压器的空载电流通常为初级额定电流的 3% 至 8%。
6.空载损耗P0：
变压器第二次分闸并施加一次额定电压时，是指变压器损失的功率。包括励磁和涡流损耗。变压器的大小由制造工艺和外加电压决定，与负载大小无关。
7.短路损耗Pk：
当变压器二次侧短路，主绕组通过额定电流时，这就是变压器所吸收的功率。它可以显示变压器财务业绩的优缺点。
8、温升：
根据国家规定，变压器上油面温升不得超过55℃。变压器上油面温度不应超过85℃，以防止变压器油快速老化和损坏。
9.连接组：
变压器的接线组是表示变压器两侧绕组的接线方式及相应线电压相位关系的标志。
1）．连接组的名称：连接组标签有两部分：字母和数字。
（1）．从左到右，前面的字母表示初级和次级绕组的连接方式，大写字母表示初级绕组，小写字母表示次级绕组的连接方式。D 或 d 为三角形连接，而 Y 或 y 为星形连接。没有中性线的符号，字母 n 放在字母 Y 后有中性线，因为 Y 连接有中性线和无中性线两种。
（2）．次级绕组线电压对初级绕组线电压的相位位移用以下值表示，可以是0到11之间的整数。将该值乘以30°得到次级绕组线。电压滞后于初级绕组线电压相位变化的角度数。0 表示初级和次级绕组的线电压同相。初级绕组线电压相量用作分针，置于时钟12点钟位置，次级绕组线电压相量用作时针，固定在时钟的 6 点钟位置。数字表示有多少变压器绕组组。
2）．标准连接组：国家标准规定单相双绕组电力变压器只有一个接线组；三相双绕组电力变压器只有Y、yn0、Y、d11、YN、d11、YN、y0和Y、y0五个标准接线组，以尽量减少制造和使用上的混乱。高低压绕组均为星形接法时，接线组号为0；11 高压绕组为星形接法，低压绕组为三角形接法时。
九、变压器故障类型：
变压器的故障根据故障点的位置分为两类：油箱内故障和油箱外故障。
1．油箱内部故障：各侧相间短路、大电流系统侧单相接地短路、同相绕组间栅极间短路是最常见的内部问题变压器油箱。
2．油箱外故障：绝缘套管故障及变压器组引出端引线短。大电流侧接地故障和低压侧接地故障，以及两相和三相短路故障。
十、变压器运行过程中应做哪些试验：
1．温度测试：无论变压器是否正常运行，变压器的温度都是至关重要的。根据标准，最高油温不得超过85摄氏度（即温升为55摄氏度）．。变压器通常配备有温度测量设备。
2．负荷测量：评估变压器真正能承受的供电能力，对于优化变压器的利用率，减少运行过程中的电能损失至关重要。测量通常在每个季节的用电高峰期进行，并使用钳形电流表进行。电流值应为变压器额定电流的 70-80%。如果超过，则表示系统过载，需要立即纠正。
3．电压测量：根据标准，电压变化范围必须在额定电压的 5% 以内。如果电压超过此范围，应使用抽头将其恢复到规定范围内。电压表通常用于测量次级线圈的端电压和终端用户的端电压。
4．绝缘电阻的测量：必须对绝缘电阻进行评估，以防止绝缘老化和事故，并使变压器始终保持正常运行。进行测量时，请尝试关闭变压器。用振动器测量变压器的绝缘电阻。测得的电阻必须至少为先前测量值的 70%。选择振动器时，低压线圈可以为 500 伏。
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