在變配電運(yùn)行中，18個(gè)變壓器知識(shí)，據(jù)說(shuō)知道15個(gè)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(shí)。變壓器的基本知識(shí)儲(chǔ)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(chǎng)部（專(zhuān)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(chēng)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(mǎn)足輸電、分配和使用的要求。

比如電廠發(fā)出的電，電壓等級(jí)較低，必須提高電壓才能輸送到較遠(yuǎn)的電區(qū)，電區(qū)必須通過(guò)降壓成為適用的電壓等級(jí)，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(xiàn)圈組成，由一個(gè)由硅鋼片(或硅鋼片)疊成的鐵芯和繞在鐵芯上的線(xiàn)圈組成。鐵芯和線(xiàn)圈相互絕緣，沒(méi)有任何電聯(lián)系。

連接到變壓器和電源一側(cè)的線(xiàn)圈稱(chēng)為初級(jí)線(xiàn)圈(或原邊)，連接到變壓器和電氣設(shè)備的線(xiàn)圈稱(chēng)為次級(jí)線(xiàn)圈(或副邊)。當(dāng)變壓器的初級(jí)線(xiàn)圈連接到交流電源時(shí)，鐵芯會(huì)產(chǎn)生變化的磁線(xiàn)。

因?yàn)槎尉€(xiàn)圈繞在同一鐵芯上，磁線(xiàn)切割二次線(xiàn)圈，二次線(xiàn)圈必然會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使線(xiàn)圈兩端產(chǎn)生電壓。由于磁線(xiàn)是交變的，二次線(xiàn)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(shí)，變壓器的初級(jí)線(xiàn)圈與次級(jí)線(xiàn)圈的電壓比和初級(jí)線(xiàn)圈與次級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)比有關(guān)?？梢杂靡韵路绞奖硎?/span>:初級(jí)線(xiàn)圈電壓/次級(jí)線(xiàn)圈電壓=初級(jí)線(xiàn)圈匝數(shù)/次級(jí)線(xiàn)圈匝數(shù)表示匝數(shù)越多，電壓越高。因此，可以看出，次級(jí)線(xiàn)圈比初級(jí)線(xiàn)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(jì)有哪些類(lèi)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(zhuān)用電源變壓器、壓力調(diào)節(jié)變壓器、測(cè)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(lèi)型:芯型和殼型。線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)圈，二次線(xiàn)圈是從初級(jí)線(xiàn)圈抽出來(lái)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(xiàn)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(shí)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(xiàn)圈繞在環(huán)形鐵芯上。

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

8.變壓器初級(jí)線(xiàn)圈和次級(jí)線(xiàn)圈的電流關(guān)系如何？

當(dāng)變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，次級(jí)線(xiàn)圈電流的變化會(huì)導(dǎo)致初級(jí)線(xiàn)圈電流的相應(yīng)變化。根據(jù)磁力平衡原理，初級(jí)民用次級(jí)線(xiàn)圈的電流與線(xiàn)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(jí)線(xiàn)圈電流/次級(jí)線(xiàn)圈電流=次級(jí)線(xiàn)圈匝數(shù)/初級(jí)線(xiàn)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(biāo)之一。當(dāng)變壓器向負(fù)載供電時(shí)，變壓器負(fù)載端的電壓必然會(huì)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(jí)額定電壓-負(fù)載端電壓)/次級(jí)額定電壓×100%。普通電力變壓器，當(dāng)與額定負(fù)載連接時(shí)，電壓變化率為4~6%。

10.如何保證變壓器有額定電壓輸出？

過(guò)高或過(guò)低的電壓都會(huì)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(jí)線(xiàn)圈中引出幾個(gè)抽頭，連接到分接開(kāi)頭，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭來(lái)改變線(xiàn)圈的匝數(shù)。只需轉(zhuǎn)動(dòng)分接開(kāi)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(fù)載后進(jìn)行。

11.常用的小變壓器是什么？應(yīng)用在哪些場(chǎng)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(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中有哪些損失？如何減少損失？

變壓器運(yùn)行中的損失包括兩部分:

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

(2)是由線(xiàn)圈本身的電阻引起的。當(dāng)變壓器的初級(jí)線(xiàn)圈和次級(jí)線(xiàn)圈有電流通過(guò)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電能損失，稱(chēng)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(shí)，請(qǐng)盡量使設(shè)備容量與實(shí)際使用量一致，提高設(shè)備利用率，注意不要使變壓器輕負(fù)荷運(yùn)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(biāo)明變壓器的性能、技術(shù)規(guī)格和使用場(chǎng)合，以滿(mǎn)足用戶(hù)的選擇。通常，選擇時(shí)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(shuō)，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(xiàn)×I線(xiàn)；三相變壓器的容量=。

U線(xiàn)×I線(xiàn)。

(2)額定電壓伏數(shù)。分別標(biāo)明初級(jí)線(xiàn)圈的端部電壓和次級(jí)線(xiàn)圈的端部電壓(不連接負(fù)載時(shí))。注意三相變壓器的端部電壓指數(shù)電壓的u線(xiàn)值。

(3)額定電流安培數(shù)。是指初級(jí)線(xiàn)圈和次級(jí)線(xiàn)圈在額定容量和允許溫升的情況下，允許長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)的線(xiàn)電流I線(xiàn)值。

(4)電壓比。指初級(jí)線(xiàn)圈額定電壓與次級(jí)線(xiàn)圈額定電壓之比。

(5)接線(xiàn)方式。單相變壓器只有一組高低壓線(xiàn)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(chǎng)所的電源電壓、用戶(hù)的實(shí)際用電負(fù)荷和場(chǎng)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(hù)用電設(shè)備的容量、性質(zhì)和使用時(shí)間決定必要的負(fù)荷量

正常運(yùn)行時(shí)，變壓器承受的電力負(fù)荷約為變壓器額定容量的75~90%。如果在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)際測(cè)量變壓器的實(shí)際負(fù)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(shí)，在選擇變壓器時(shí)，最好根據(jù)線(xiàn)路電源來(lái)確定其初級(jí)線(xiàn)圈的電壓值，根據(jù)用電設(shè)備來(lái)選擇次級(jí)線(xiàn)圈的電壓值，最好選擇低壓三相四線(xiàn)供電。這可以同時(shí)提供電力和照明電力。

在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)注意負(fù)荷能夠滿(mǎn)足電機(jī)的要求(因?yàn)殡姍C(jī)啟動(dòng)電流比下沉運(yùn)行時(shí)大4~7倍)。

15.為什么變壓器不能過(guò)負(fù)荷運(yùn)行？

過(guò)載運(yùn)行是指變壓器運(yùn)行時(shí)超出銘牌上規(guī)定的電流值。

將過(guò)載劃分為正常過(guò)負(fù)荷與事故過(guò)負(fù)荷兩類(lèi)，前者是正常供電時(shí)用戶(hù)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(guò)載。

變頻器在特殊情況下短期過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，其額定負(fù)荷不得超過(guò)30%(冬季)，夏季不得超過(guò)15%。

對(duì)于后一種情況，事故過(guò)負(fù)荷和允許超時(shí)要求如下。

16，在運(yùn)行中變壓器應(yīng)做哪些試驗(yàn)？

為確保變壓器的正常工作，應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行以下幾種試驗(yàn)：

(1)溫度檢測(cè)。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(guò)85C(即溫度55C)。在普通變壓器上安裝了專(zhuān)門(mén)的溫度測(cè)量裝置。

(2)負(fù)荷測(cè)定。為提高變壓器的利用率，減少電力損耗，在變壓器運(yùn)行中，必須確定變壓器真正能夠承擔(dān)的供電能力。測(cè)量通常在每個(gè)季節(jié)的用電高峰期進(jìn)行，鉗形安培計(jì)直接測(cè)定。電流值應(yīng)該是變壓器額定電流的70~80%，超過(guò)則表示過(guò)負(fù)荷，應(yīng)立即進(jìn)行調(diào)整。

(3)電壓測(cè)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(jìn)行調(diào)節(jié)，使電壓達(dá)到規(guī)定范圍。通常采用電壓表分別測(cè)量次級(jí)線(xiàn)圈端電壓和非端端電壓。

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

17.變壓器的極性是什么？它的實(shí)際功能是什么？

用變壓器極性表示在初級(jí)繞組同一段時(shí)間內(nèi)，兩次繞組線(xiàn)圈端頭和線(xiàn)圈端頭之間的相對(duì)電位。由于電動(dòng)勢(shì)的大小和方向是隨時(shí)變化的，在某一時(shí)刻，初和次級(jí)線(xiàn)圈必然會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)同時(shí)具有高電位的端頭，而同時(shí)具有較低電位的兩個(gè)端頭，這種同時(shí)刻為高的對(duì)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(xiàn)圈繞向、繞向變化和極性變化。實(shí)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(huì)產(chǎn)生很大的短路電流，燒壞變壓器。所以，使用變壓器時(shí)一定要注意銘牌的標(biāo)記。

18、如何辨別變壓器極性？

如遇變壓器銘牌標(biāo)識(shí)不清或變壓器系老式變壓器，通過(guò)檢測(cè)判定，方法有：

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

在接表時(shí)要注意接通順序，例如，a、b之間的次要線(xiàn)圈，a,a,a,b,b，負(fù)極，b連接到表的負(fù)極，b接負(fù)極，c接負(fù)極。接通后，將開(kāi)關(guān)K合上，并測(cè)出電表中ab間、bc間、ac間的指示。然后把電池改接在初級(jí)線(xiàn)圈上的BC管和AC管分別進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果列成表，可以判斷被測(cè)變壓器的等級(jí)。

(2)溝通法。將主線(xiàn)圈和次級(jí)線(xiàn)圈的一對(duì)同名的端子線(xiàn)圈，例如Aa，連接在導(dǎo)線(xiàn)上接著，將交流電引入AX主線(xiàn)圈之間(較低的易于測(cè)量)。分別使用伏特表測(cè)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(gè)同極性端。