变压器
1概述
变压器是输送交流电时所使用的一种变电压和变电流的设备，它主要是通过磁路的耦合作用把某一数值的交变电压和交变电流变换为同频率的另一数值的交变电压和电流。
由于输电线路输送的电功率P=√3* U线*I线*COS Φ 在输送电功率P和功率因数COSΦ顶定值的情况下，输电电压U线越高，输电电流I线越小，而输电线路上的能量损失为P损=I2线*R线，因此，提高输电电压，减小束电流，可以降低电能在输电线路上的损失。在保持线路容许损耗的情况下则可以减小输电导线的截面积，节约有金属。
我国目前远距离交流输电线路电压都在35KV及以上，如110KV，220KV，330KV，500KV等，这样高的电压，不论从发电机的制造成本还是从安全运行的角度考虑，都是不允许由发电机直接产生的。因此在远距离输电前都必须用变压器把电压升高到所需的电压等级，这就需要升压变压器。
在用电方面，由于各类用电器所需电压不一，多数用电器为220V，380V，少数的高压电动
机为300V，600V,1000V，有些场合还需要36V,24V,等安全电压，这些都要用到变压器把输电线路上的高电压降低到所需的电压值，这就是降压变压器。
电力变压器随着额定电压的升高，其输送能量和输送距离也相因增大。它们之间的关系如表1-1所
输电压(kv) | 输送功率（kw） | 输送距离(KM) |
10 | 200~2000 | 6~20 |
35 | 2000~10000 | 20~50 |
66 | 3500~30000 | 30~100 |
110 | 10000~50000 | 30~150 |
220 | 10000~500000 | 200~300 |
表1-1
（电力系统示意图—所示）
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可见，变压器示电力系统和供电系统不可缺少的重要电气设备。变压器在改变电压的同时，也改变了线路冲的电流，所以从这个意义上讲，变压器也是变流器。另外，变压器还可以用来变换阻抗，改变相位 等。变压器的种类很多，根据用途可分为输配电用的电力变压器；治金 用的电炉变压器；电解用的整流变压器；焊接用的电焊变压器；试验用的试验变压器；测量用的仪用互感器；干式变压器等
根据铁芯结构型式的不同，又可分为芯式和壳式两种。根据原副绕组的数目多少，可分为两绕组和三绕组变压器，根据冷却方式的不同，可分为油冷和空气冷却，根据相数的不同可分为单相和三相，尽管变压器的种类很多，结构各异，但它们的基本结构和工作原理是以样的。在电工作业中，应用很多，最普遍的是三相电力变压器，因此我们也重点介绍他的相关知识。
（2）我国电力变压器制造工业的发展
我国电力变压器制造工业，从建国以来，随着国民经济建设的发展，电力变压器单台容量和安装容量迅速增长，电力等级也相因提高，20世纪50年发展到110KV级；60年代发展到220KV;70年代发展到330KV;80年代发展到500KV级；50年代中期我国已能仿制31500KVA
的电力变压器，60年代初我国有仿制阶段过渡到自行设计和制造阶段，60年代中期已发展到220KV``.120000KVA 的电力变压器。到了60年代末期，电力变压器的容量已发展到260000KVA..70年代初已达到生产330KV级、360000KVA电力变压器的水平，到80年代国内最大容量变压器为400000KVA,我国生产的变压器2005年已超过4忆KVA ,除供国内使用外，还向国外出口，出口变压器的电压等级已达到220KV、250000KVA。
3电力变压器的分类及其代表符号
1） 按用途分类
有电力变压器和特种变压器之分，电力变压器包含升压变压器、降压变压器、配电变压器、联络变压器、厂用变压器、分裂变压器（低压绕组分裂成两部分，分别接两台发电机）、曾压变压器（低压侧另结入一变压器以增加输出电压）。电力变压器是用途最广的变压器。
2） 按相数分类
心语经典语录可分为单相、三相、多相变压器（如整流变压器）。
3）、按绕组分类
可分为双绕组变压器、油浸式变压器、油浸强迫油循环吹风冷却变压器、油浸强迫油循环水冷却变压器、干式变压器、气体变压器（主要是指气体绝缘）。
5）按调压方式分类
可分为有载调压变压器和无励磁调压变压器。
6）按铁芯形式分类
有芯式变压器、壳式变压器（任一绕组外面有铁芯）、卷铁芯变压器（铁芯弯曲卷绕而成）、立体铁芯变压器（三相芯柱成三角形排列，铁芯不在一个平面上，而成立体排列）。
7）按中性点绝缘水平分类
分为全绝缘变压器（（一般为35KV已下的配电变压器）和半绝缘变压器。办绝缘变压器又称为分级绝缘变压器，它不像全绝缘变压器的中性点和各相绝缘是相同的，而是中性点
绝缘比每相线端绝缘绝缘要低，经降低制造成本，一般有在110KV及以上变压器上。
8）按绕组导线材料分类
可分为全铜变压器、全铝变压器、半铜半铝变压器和箔是绕组变压器。
9）、按容量分类
凡容量在630KVA及以下的称为小型变压器；800~6300KVA的称为中型变压器；电压在110KV及以下，容量为8000~63000KVA的称为大型变压器；电压在220KV及以上，容量为315KV及已上的称为特大型变压器
10）按接结构分类
可分为全密封变压器、非晶合金铁芯变压器、调容变压器、放雷变压器‘住上单相变压器、地下变压器等等。总之，从小到容量低于1KVA 的单相变压器，大倒三相840MVA的特大型变压器，可以从不同角度来进行分类。
4压器型号的含义及技术分类
青啤矿泉水1）、变压型号含义
变压器的型号由两部分组成。前半部分为产 品行好字母和阿拉伯数字，表示产品的名称及设计序或性能水平；后半部分以短横线隔开，标明规格代号和特殊使有环境代号，其组成如下：
如S11-M-500/10为三相全密封11型油浸是变压器：
SCB10-1250/10表示三相、成型固体浇注、箔式绕组的干式变压器，性能水平为10型，容量为1250kva，高压侧电压为10KV 及；七一座谈会发言
SFP-6300/35，表示三相强迫油循环风冷铜线双绕组、额定容量为6300KVA /高压绕组额定电压为35KV 电力变压器。
电力变压器的分类及其代表符号如下表示
分类 | 类别 | 代表符号 |
绕组耦合方式 | 自耦 | O |
相数 | 单相 三相 | D S |
冷却方式 | 油浸自冷 干式空气自冷 干式浇注绝缘 油浸风冷 油浸水冷 | -（或J） G C F S |
冷却方式 | 强迫油循环风冷 强迫油循环水冷 | FP SP |
绕组数 | 双绕组 三绕组 | - S |
绕组材质 | 铜 铝 箔 | - L B毕业论文指导记录 |
调压方式 | 无励磁调压 有载调压 | - Z |
2)、型号中损耗性能水平代号
按机械行业表准JB/T3837-1996《变压器类产品型号编制方法》的规定，变压器低型号才用汉语拼音打写字母表示，或其他使合字母表示产品的主要特征。而用阿拉伯数字来表示产品性能代号（或设计序号），即表示变压器的空载损耗和负载损耗大小的水平，是高损耗变压器还是低损耗变压器，从数字大小上就能看出来，数字越大，损耗越小，其编号见下表
性能水品代号 | 电压等级KV | 性能参数 | |
空载损耗 | 负载损耗 | ||
7 | 6， 10 | 符合GB/T6454组11 | 符合GB/T6450 |
≥35 | 符合GB/T6451 | ||
8 | 6 10 | 符合GB/T6451组1 | |
3
≥35 | 比GB/T6451平均下降10% | ||
9 | 6 10 | ||
6 10 | 电力变压器比GB/T6451平均下降10% | 比GB/6451平均下降10% | |
≥35 | 比GB/T6451组平均下降20% | ||
10 | 6 10 | 比GB/T6451组1平均下降20% | 比GB/T6451平均下降15% |
≥35 | 比GB/T6451平均下降30% | ||
11 | 6 10 | 比GB/T6451组1平均下降30% | |
≥35 | 比GB/T6451平均下降40% | ||
除7型以前的编号外，（一般后定型的产品比前定型的产品数会增大，损耗会减小），在7型以上，每增加“|”的数字，空载损耗就下降10%。而负载损耗因下降比较困难，故隔几个字（几代）才下降5%。在没有突破材质的情况下，要想降低负载损耗，则只有降低电流密度，这样有材料就会增加，产品成本就会要提高。
5变压器的工作原理
在电工学中，当导线处在变动的磁场中，导线的两端就会感应出电势，这种现象叫电磁感应，变压器的工作原理就是基于电磁感应原理。如图3所示为变压器的工作原理图。
在一个闭合的回路铁芯3上，绕有元绕组1和副绕组2，这两个绕组是相互绝缘的，匝数分别为W1和W2这两个绕组的匝数是不同的其中接入电源的一侧叫高压绕组节，接入负载的一侧叫二次绕组。当叫流电源电压U1加到一次侧绕组后，就有交流电流I1通过绕组，在铁芯中就产生交变磁通φ 这个交变磁通不仅穿过一次绕组，同时也穿过二次绕组，两个绕组中分别产生感应电势E1和E2这时，如果二次绕组与外电路的负载接通，便有电流I2流入负载，即二次侧绕组有电流输出。
根据电磁感应定律可能性导出：一次侧绕组感应电动势值E1=4.44FN1BmS*10-4(V)
v) 二次侧绕组感应电动势值E2=4.44FN1Bms*10-1(
有上式的出：E1/E2=N1/N2，由此可见，变压器一二次侧感应电动势之比 等于一二次侧绕组匝数之比。由于变压器一二次侧的漏电抗和电阻都比较小，可以忽略不计，因此可以近似地任为：U1=E1；U2=E2，变压器一二次侧绕组因匝数不同将导致一二次侧绕组的电压高低不等，匝数多的一边电压高，匝数少的一边电压低。这就是变压器能够改变电压的道理。（另外，变压器的一二次侧电流之比，与一二次侧绕组的匝数成反比，这即变压器匝数多的一侧电流小，匝数少的一侧电流大，也就是电压高的一侧电流小，电压低的一侧电流大）。
6.变压器的基本搞造（见附图）一般是有铁芯，线圈，邮箱（油变），绝缘套管和冷却系统等五部分构成。
（1）.铁芯结构
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变压器铁心结构，其基本形式有两种，一种叫芯式铁芯，也叫内铁式铁芯。另一种叫可式铁芯，也叫外铁芯，如图二所示，从铁芯的叠装方式分，又有直接缝和斜接缝之分。
（2）铁芯材质
为了降低铁芯中的发热损耗，变压器的铁芯是由厚度为0.35-0.5的硅钢片叠装而成，（此为早期产品，现在已发展到0.27 厚，非晶铁芯更薄）变压器用硅钢片其含硅量比较高，硅钢片两面均涂有绝缘漆，这样可以使叠在一起的硅钢片相互之 间绝缘，这是为了防止产生较大的涡流。绝缘的厚度仅几微米。过去的硅钢片大多是热轧无取向的硅钢片，损耗高飞，用料多，现大多已改为冷轧取向的电工硅片。冷轧硅钢片在沿着硅晶粒取向的方向磁化时，有较高的导磁系数。这样可以大大的降低柜钢片导磁系数，即空载损耗。
现在不经打量使用冷轧硅钢片，而且也有非晶合金材料的铁芯，它的单位损耗更低， （3）线圈型号
目前我国生产的变压器，及本上都是铁芯变压器，所以它的绕组也都是才用同心式绕组。所谓同心式绕组，就是在铁芯的横断面上，绕组都是以同一园心的园型线圈套在铁芯的外
面（现在生产的非晶变压器因铁芯的型式所限，只能作成方形的）一般情况下，都是低压绕组在里边，高压绕组在外边。这样可以减小变压器的尺寸，节约材料，降低成本。常用的线圈形式有圆筒式（分单层，双层和多层），分段式，连续式，饼式，纠结式，螺旋式，箔式等。
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