一基本知识。
一、变压器的用途。
变压器是借助于电磁感应 ，以相同的频率，在两个或更多的绕组之间，变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。
变压器的用途很广，在国民经济的各部门，都十分广泛应用着各种各样的变压器。从电力系统角度而言，一个电力网将许多发电厂和用户联在一起。从发电厂发出的电能往往需经远距离传输才能到达用电地区，在传输的功率恒定时，传输电压越高，则所需电流越小。
因为电压降正比于电流，电能损耗正比于电流的平方，所以用较高的输电电压可以大大降低线路的电压降和线路的损耗。要制造电压很高的发电机，目前技术上还很困难，所以需用升压变压器将发电机端的电压升高以后再输送出去。随着输送距离的增加，输电功率的增大，对变压器的容量和电压等级的要求也就越来越高。
而电力网内部存在多种电压等级，这就需要各种规格电压等级和容量的变压器来联接。
另一方面，当电能输送到受电端时，又必须用降压变压器将输电线路上的高电压降低到配电系统的电压，然后再经过一系统的配电变压器将电压降低到符合用户各种电气设备要求的电压。
由此可见，在电力系统中变压器的地位是十分重要的，不仅需要变压器数量多，通常，变压器的安装总容量为发电机安装总容量的8～10倍。而且要求其性能好，运行安全可靠。
二、变压器的分类。
（1）按用途分类，有电力变压器、电炉变压器、整流变压器、弧焊变压器、试验变压器、调压变压器，电抗器和互感器等。
（2）按电源输出相数分类，有单相变压器、三相变压器。
（3）按绝缘介质分类，有干式变压器、油浸式变压器及充气变压器。
（4）按冷却方式分类，有油浸自冷式变压器、油浸风冷式变压器、油浸强迫油循环风冷却变压器、油浸强迫油循环水冷却变压器及干式变压器。
（5）按绕组数量分类，有双绕组变压器、三绕组变压器及自耦变压器。
（6）按调压方式分类，有无励磁调压变压器、有载调压变压器。
（7）按中性点绝缘水平分类，有全绝缘变压器、分级绝缘变压器。
三、变压器型号及额定参数。
1、变压器型号。
变压器的各种分类不能包含变压器的全部特征，需要产品型号把所有的特征均表达出来。变压器产品型号是用汉语拼音的字母及阿拉伯数字组成，每个拼音和数字均代表一定含义。
特殊使用环境代号。
高压绕组电压等级（kv）
额定容量（kva）
设计序号。调压方式(无励磁调压不标)
导线材料。绕组数量（双绕组不标）
循环方式（自然循环不标）
冷却方式（油浸自冷不标）
相数。绕组耦合方式（只标自耦变）
电力变压器产品型号字母排列顺序及涵义见表1-1
表1-1 电力变压器产品型号字母排列顺序及涵义。
在特殊使用环境的新产品应在产品的基本型号后面加上防护类型代号，见表1-2
表1-2 特殊环境的产品型号代号。
电力变压器产品型号举例：
s9-10000/35表示三相油浸自冷双绕组铜导线、第9系列设计、额定容量10000kva、高压额定电压等级为35kv的电力变压器。
osfpsz-150000/220表示自耦三相强迫油循环风冷三绕组铜导线有载调压、额定容量为150000kva、高压额定电压等级为220kv的电力变压器。
2、变压器的额定参数。
（1）额定电压u1n/u2n。单位用千伏（kv）来表示，对于三相变压器额定电压均指线电压。
（2）额定电流i1n/i2n。单位用安（a）来表示，对于三相变压器额定电流均指线电流。
（3）额定容量sn。也就是视在功率，单位用千伏安（kva）来表示。它与额定电压、额定电流的关系如下。
单相变压器。
三相变压器。
变压器额定容量是变压器输出能力的保证值。变压器的额定容量与绕组的额定容量有所区别，双绕组变压器的额定容量即为绕组的额定容量；多绕组变压器应对每个绕组的额定容量加以规定，其额定容量为最大的绕组额定容量。
（4）额定频率。单位为赫兹（hz），我国工频为50 hz。
5）空载电流和空载损耗。
当变压器二次绕组开路，一次绕组施加额定频率正弦波形的额定电压时，其中所流通的电流称为空载电流i0，通常空载电流以额定电流的百分数表示；变压器空载运行时产生的有功损耗为空载损耗p0。
（6）阻抗电压和负载损耗。
当变压器二次绕组短路，一次绕组流通额定电流而施加的电压称阻抗电压uk，通常uk以额定电压的百分数表示；此时所产生的相当于额定容量与参考温度下的损耗为负载损耗pk。
此外，在变压器的铭牌上还给出：相数、接线图与联结组别、运行方式和冷却方式、变压器的总重量、油的总重量等数据。
二变压器的基本工作原理。
一、电磁基本定律。
1、电磁感应定律。
设磁场中有一n匝的线圈，当线圈交链的磁通φ发生变化时，线圈中就会产生感应电动势。如果感应电动势假定方向与交链的磁通的正方向符合右手螺旋定则，则感应的电动势为。
式中 e ——感应电动势， v ；
n ——线圈匝数，dφ——线圈中磁通的变化，wb ；
dt ——磁力线变化所需的时间，s 。
2、磁感应强度（磁通密度）
磁感应强度为通过垂直单位面积的磁力线数，它是用来衡量磁力线数的强弱的，其计算式可表示为。
式中 b ——磁感应强度， t ；
磁通，wb ；
s ——垂直于磁通的面积，m2 。
3、基尔霍夫第一定律和第二定律。
基尔霍夫第一定律为流入节点的电流等于流出节点的电流；第二定律为在闭合回路中电位升之和等于电位降之和，这是电路的定律。由于磁与电有相似的规律，故基尔霍夫定律在磁路中同样适用。设φ为磁路中的磁通，rm为磁路的磁阻，f0为磁动势，应用欧姆定律则有。
在同一磁路上有几个线圈就产生几个磁动势，磁通决定于磁动势的总和，即其合成磁动势。应用基尔霍夫定律，当有两个磁动势时，合成磁动势为。
同理电路上的串并联也可以应用到磁路中。
4、楞次定律。
线圈中感应电动势的方向总是企图使它所产生感应电动势产生的新磁通反抗原有磁通的变化，表达式为。
二、变压器基本工作原理。
变压器的基本原理是电磁感应原理，是电生磁、磁生电现象的一个具体应用。以相同的频率，在两个或更多的绕组之间，变换交流电压和电流而传输交流电能。其工作原理如下：
变压器的基本组成部分是由绕在共同磁路上的两个或两个以上的绕组所构成的，现以单相双绕组变压器为例加以分析。图1-1是一台最简单的变压器工作原理图。它由两个匝数不等的线圈绕在同一个闭合铁心上，其中接电源的绕组为一次绕组，匝数为n1，接负载的绕组为二次绕组，匝数为n2。
将变压器的一次绕组的两端接到电压为的交流电源上，当二次侧绕组开路时，在的作用下，变压器一次绕组就有交流电流流过，称为变压器的空载电流。用于建立空载磁动势， =n1。磁动势在铁心中产生交变磁通。
该磁通在。一、二次绕组中感应出电动势、。当二次侧绕组接上负载时，在的作用下，二次绕组就有流过。而一次绕组就由空载时励磁电流增至。
1、正方向的确定。
为了正确表示电压、电流、磁通等量的相位关系，我们先规定图1-1中箭头表示的方向即为各有关量的正方向，箭头的标定按照电机学惯例。先考虑一次绕组，第一步定的方向，当为正时，a的电位高于x的电位；第二步定（）的方向，当（）为正时，电流从高电位点a流入变压器；第三步定的方向，根据右手螺旋定则和电流正方向、绕组的绕向确定；第四步定的方向，习惯上往往标()和为同一方向，故图中向下为正方向。要注意的正方向是习惯上的标注，实际当增加时，电动势的方向应产生削磁的电流，即实际的方向此时向上。
根据惯例，数学表达式前面的负号就是这样得出的。现在考虑二次绕组，第一步定的方向，根据右手螺旋定律，使正电流产生正磁通；第二步定的方向，正电动势产生正电流；第三步定的方向，要求电流自高电位点流出。此时，功率自变压器输出。
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