變壓器的基本工作原理

一、 變壓器的種類：
        1.按冷卻方式分類：干式（自冷）變壓器、油浸（自冷）變壓器、氟化物（蒸發(fā)冷卻）變壓器。
        2.按防潮方式分類：開放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。
        3.按鐵芯或線圈結(jié)構(gòu)分類：芯式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、殼式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、環(huán)型變壓器、金屬箔變壓器。
        4.按電源相數(shù)分類：單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。
        5.按用途分類：電源變壓器、調(diào)壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈沖變壓器
        二、變壓器工作原理：
        變壓器的基本工作原理是：變壓器是由一次繞組、二次繞組和鐵心組成，當(dāng)一次繞組加上交流電壓時，鐵心中產(chǎn)生交變磁通，交變磁通在一次、二次繞組中感應(yīng)電動勢與在單匝上感應(yīng)電動勢的大小是相同的，但一次、二次側(cè)繞組的匝數(shù)不同，一次、二次側(cè)感應(yīng)電動勢的大小就不同，從而實現(xiàn)了變壓的目的，一次、二次側(cè)感應(yīng)電動勢之比等于一次、二次側(cè)匝數(shù)之比。
        當(dāng)二次側(cè)接上負載時，二次側(cè)電流也產(chǎn)生磁動勢，而主磁通由于外加電壓不變而趨于不變，隨之在一次側(cè)增加電流，使磁動勢達到平衡，這樣，一次側(cè)和二次側(cè)通過電磁感應(yīng)而實現(xiàn)了能量的傳遞。
        三、變壓器的主要部件結(jié)構(gòu)作用：
        1.變壓器組成部件：器身（鐵芯、繞組、絕緣、引線 <http://baike.baidu.com/view/641237.htm>）、變壓器油、油箱和冷卻裝置、調(diào)壓裝置（即分接開關(guān)，分為無勵磁調(diào)壓和有載調(diào)壓）、保護裝置 <http://baike.baidu.com/view/1960612.htm>（吸濕器、安全氣道、氣體繼電器 <http://baike.baidu.com/view/3227917.htm>、儲油柜、凈油器及測溫裝置等）和出線套管。
        2.變壓器主要部件的作用：
         (1) 鐵芯：作為磁力線的通路，同時起到支持繞組的作用。變壓器 <http://www.pandeng.net.cn/about.html>通常由含硅量較高，厚度分別為 0.35 mm\0.3mm\0.27 mm， 表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成 鐵心分為鐵心柱和橫片倆部分，鐵心柱套有繞組；橫片是閉合磁 路之用鐵心結(jié)構(gòu)的基本形式有心式和殼式兩種。
         (2) 繞組：作為電流的通路。繞組是變壓器的電路部分，它是用雙絲包絕緣扁線或漆包圓線繞成。 變壓器的基本原理是電磁感應(yīng)原理，現(xiàn)以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理:當(dāng)一次側(cè)繞組上加上電壓?1 時，流過電流 ?1，在鐵芯中就產(chǎn)生交變磁通?1，這些磁通稱為主磁通， 在它作用下，兩側(cè)繞組分別感應(yīng)電勢?1，?2，感應(yīng)電勢公式為：E=4.44fN?m 式中：E--感應(yīng)電勢有效值 f--頻率 N--匝數(shù) ?m--主磁通最大值 由于二次繞組與一次繞組匝數(shù)不同， 感應(yīng)電勢 E1 和 E2 大小也不同，穩(wěn)壓器 <http://www.pandeng.net.cn/pro/> 當(dāng)略去內(nèi)阻抗壓降后，電壓?1 和?2 大小也就不同。 當(dāng)變壓器二次側(cè)空載時，一次側(cè)僅流過主磁通的電流 （?0），這個電流稱為激磁電流。當(dāng)二次側(cè)加負載流過負載電流 ?2 時，也在鐵芯中產(chǎn)生磁通，力圖改變主磁通，但一次電壓不變時，主磁通是不變的，一次側(cè)就要流過兩部分電流，一部分為激磁電流 ?0，一部分為用來平衡?2，所以這部分電流隨著?2 變化而變化。當(dāng)電流乘以匝數(shù)時，就是磁勢。 上述的平衡作用實質(zhì)上是磁勢平衡作用，變壓器就是通過磁勢平 衡作用實現(xiàn)了一、二次側(cè)的能量傳遞。 變壓器的技術(shù)參數(shù)對不同類型的變壓器都有相應(yīng)的技術(shù)要求，可用相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)表示.如電源變壓器的主要技述參數(shù)有：額定功率、額定 電壓和電壓比、額定頻率、工作溫度等級、溫升、電壓調(diào)整率、絕緣性能 和防潮性能，對于一般低頻變壓器的主要技述參數(shù)是：變壓比、頻率特性、 非線性失真、磁屏蔽和靜電屏蔽、效率等。
        (3) 油箱和冷卻裝置的作用：作為變壓器的外殼，油箱內(nèi)充滿絕緣油，起散熱和絕緣作用。變壓器冷卻裝置的作用是，當(dāng)變壓器上層油溫產(chǎn)生溫差時，通過散熱器形成油循環(huán)，使油經(jīng)散熱器冷卻后流回油箱，有降低變壓器油溫的作用。為提高冷卻效果，可采用風(fēng)冷、強油風(fēng)冷或強油水冷等措施。
        (4) 調(diào)壓裝置：變換線圈的分接頭，改變高低壓線圈的匝數(shù)比，從而調(diào)整電壓，使電壓穩(wěn)定。分為無勵磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。
         (5) 變壓器保護裝置的作用：
        ①儲油柜。也叫油枕或油膨脹器，主要用來縮小變壓器油與空氣的接觸面積，減少油受潮和氧化的程度，減緩油的劣化，延長變壓器油的使用壽命。同時，隨溫度、負荷的變化給變壓器油提供緩沖空間。 　　           
        ②吸濕器。內(nèi)裝吸濕劑，如變色硅膠等，能吸收進人儲油柜的潮氣.確保變壓器油不變質(zhì)。 　　
        ③安全氣道。又稱防爆管。當(dāng)變壓器內(nèi)發(fā)生故障時，如發(fā)生短路等，絕緣油即燃燒并急劇分解成氣體，導(dǎo)致變壓器內(nèi)部壓力驟增，油和氣體將沖破防爆管的玻璃膜噴出泄壓，避免變壓器油箱破裂。 　
        ④氣體繼電器。又叫瓦斯繼電器。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障(如絕緣擊穿，繞組匝間或?qū)娱g短路等)產(chǎn)生氣體或變壓器油箱漏油使油面降低時，則氣體繼電器動作，發(fā)出報譽信號（輕瓦斯）或接通繼電保護回路使開關(guān)跳閘（重瓦斯），以保證故障不再擴大。 　　
        ⑤凈油器。也叫熱虹吸器或熱濾油器.內(nèi)充吸附劑。當(dāng)變壓器油流經(jīng)吸附劑時，油中所帶水分、游離酸加速油老化的氧化物皆被吸收。達到變壓器油連續(xù)凈化的目的。 　　
        ⑥測溫裝置。用來測最變壓器的油溢。
            (6) 套管：它既是引線與地（外殼）的絕緣，又起到固定引線的作用。變壓器的絕緣套管，將變壓器內(nèi)部的高低壓繞組的出線頭引到油箱外部，即起到對地絕緣的作用，也使引線與外電路起連接的作用。因此，絕緣套管必須具有規(guī)定的電器強度和機械強度，同時套管中間的導(dǎo)電體也是載流元件，運行中長期通過負載電流，因此必須具有良好的熱穩(wěn)定性，還需要能承受短路時的瞬間過熱。絕緣套管用具有外形小、絕緣好、重量輕、通用性強、密封性能好和維護檢修方便等要求。