變壓器

變壓器的定義：

變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當初級線圈中通有交流電變壓器原理圖流時，鐵芯（或磁芯）中便產生交流磁通，使次級線圈中感應出電壓（或電流）。變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。在發電機中，不管是線圈運動通過磁 場或磁場運動通過固定線圈，均能在線圈中感應電勢，此兩種情況，磁通的值均不變，但與線圈相交鏈的磁通數量卻有變動，這是互感應的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應來變換電壓、電流和阻抗的器件。變壓器利用電磁感應原理，從一個電路向另一個電路傳遞電能或傳輸信號的一種電器輸送的電能的多少由用電器的功率決定。

變壓器的作用：

變換交流電壓、交換交流電流和變換阻抗。

變壓器的主要部件：

變壓器身：包括鐵心、繞組、絕緣部件及引線。

調壓裝置：即分接開關，分為無勵磁調壓和有載調壓

變壓器的油箱及冷卻裝置。

保護裝置：包括儲油柜、安全氣道、吸濕器、氣體繼電器、凈油器和測溫裝置等。

變壓器的絕緣套管。

變壓器的分類：按冷卻方式分類：干式（自冷）變壓器、油浸（自冷）變壓器、

  變壓器的分類：氟化物（蒸發冷卻）變壓器。 

  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。  按鐵芯或線圈結構分類：芯式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、殼式變壓（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、環型變壓器、金屬箔變壓器。

  按電源相數分類：單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。

  按用途分類：電源變壓器、調壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈沖變壓器。

空載電流：變壓器次級開路時，初級仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流。空載電流由磁化電流（產生磁通）和鐵損電流（由鐵芯損耗引起）組成。對于50Hz電源變壓器而言，空載電流基本上等于磁化電流。

空載損耗：指變壓器次級開路時，在初級測得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗，其次是空載電流在初級線圈銅阻上產生的損耗（銅損），這部分損耗很小。

變壓器的原理：變壓器保護裝置[1]是集保護、監視、控制、通信等多種功能于一體的電力自動化高新技術產品，是構成智能化開關柜的理想電器單元。該產品內置一個由二十多個標準保護程序構成的保護庫，具有對一次設備電壓電流模擬量和開關量的完整強大的采集功能（電流測量通過保護CT實現的）。

變壓器差動保護裝置是變壓器的主保護，是按循環電流原理裝設的。 主要用來保護雙繞組或三繞組變壓器繞組內部及其引出線上發生的各種相間短路故障，同時也可以用來保護變壓器單相匝間短路故障。 在繞組變壓器的兩側均裝設電流互感器，其二次側按循環電流法接線，即如果兩側電流互感器的同級性端都朝向母線側，則將同級性端子相連，并在兩接線之間并聯接入電流。

變壓器原理圖：

電壓比：變壓器兩組線圈圈數分別為N1和N2，N1為初級，N2為次級。在初級線圈上加一交流電壓，在次級線圈兩端就會產生感應電動勢。n=N1/N2，當N2>N1時，其感應電動勢要比初級所加的電壓還要高，這種變壓器稱為升壓變壓器；當N2

初、次級阻抗比：變壓器初、次級接入適當的阻抗Ri和Ro,使變壓器初、次級阻抗匹配，則Ri和Ro的比值稱為初、次級阻抗比。在阻抗匹配的情況下，變壓器工作在最佳狀態，傳輸效率最高。

變壓器的效率：在額定功率時，變壓器的輸出功率和輸入功率的比值，叫做變壓器的效率，即式中η 為變壓器的效率；P1 為輸入功率，P2 為輸出功率。當變壓器的輸出功率P2 等于輸入功率P1 時，效率η等于100%，變壓器將不產生任何損耗。但實際上這種變壓器是沒有的。變壓器傳輸電能時總要產生損耗，這種損耗主要有銅損和鐵損。銅損是指變壓器線圈電阻 所引起的損耗。當電流通過線圈電阻發熱時，一部分電能就轉變為熱能而損耗。由于線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成，因此稱為銅損。變壓器的鐵損包括兩個方面。一是磁滯損耗，當交流電流通過變壓器時，通過變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變 化，使得硅鋼片內部分子相互摩擦，放出熱能，從而損耗了一部分電能，這便是磁滯損耗。另一是渦流損耗，當變壓器工作時。鐵芯中有磁力線穿過，在與磁力線垂 直的平面上就會產生感應電流，由于此電流自成閉合回路形成環流，且成旋渦狀，故稱為渦流。渦流的存在使鐵芯發熱，消耗能量，這種損耗稱為渦流損耗。變壓器的效率與變壓器的功率等級有密切關系，通常功率越大，損耗與輸出功率比就越小，效率也就越高。反之，功率越小，效率也就越低。