基礎(chǔ)知識講座——常用元器件“變壓器”變壓器功能：將電能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，可以形成升壓或降壓。分類：根據(jù)不同的分類依據(jù)，變壓器可以分成若干種類，詳見下表：變壓器分類（一功能）類別主要特點應(yīng)用范圍升壓變壓器一次繞組匝數(shù)少，二次繞組匝數(shù)多供升高電壓用降壓變壓器一次繞組匝數(shù)多，二次繞組匝數(shù)少供降低電壓用聯(lián)絡(luò)變壓器一、二次繞組匝數(shù)取決于一、二次系統(tǒng)電壓供不同電壓系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)用配電變壓器直接供用電負載的降壓變壓器供降壓配電用變壓器分類（二相數(shù)）類別主要特點應(yīng)用范圍單相變壓器只有一個鐵心、兩個繞組。單臺可供單相負載。三臺按一定方式聯(lián)結(jié)起來可組成三相變壓器組，可用來變換三相電壓，而每臺單相容量只有三相容量的1/3，因而每臺變壓器的體積、重量均較小，制造、運輸較方便。在大電力系統(tǒng)中，當容量很大時及配電系統(tǒng)中單相負載很大或?qū)蜗嘭撦d（如路燈）供電時采用。電力系統(tǒng)中用的接成三相變壓器組三相變壓器一般雙繞組三相變壓器有六個繞組（其中三個一次繞組，三個二次繞組）和一個共同的三芯柱鐵心。在三相容量相同的情況下，它與三臺單相組成的變壓器相比具有造價低、占地小等優(yōu)點廣泛用于工廠供電系統(tǒng)中及城市配電系統(tǒng)中，在大電力系統(tǒng)中當容量不太大時也優(yōu)先采用變壓器分類（三繞組型式）類別主要特點應(yīng)用范圍雙繞組變壓器每相兩個繞組，其中一個為一次繞組，另一個為二次繞組，可變換一個電壓。一、二次繞組之間通過磁路聯(lián)系沒有電聯(lián)系。廣泛用于變換一個電壓的場合三繞組變壓器每相三個繞組，其中一個為一次繞組，另兩個為二次繞組，可將一次電壓變換為兩個二次電壓。三個繞組之間也只有磁聯(lián)系用于需要兩個二次電壓的場合自耦變壓器二次繞組與一次繞組有一部分是公用的，即有一部分繞組為公用繞組，因此其一、二次繞組間除有磁聯(lián)系外，尚有電聯(lián)系。與普通變壓器相比具有體積小、節(jié)約材料和投資、運行費用低等特點常用于電力系統(tǒng)中做聯(lián)絡(luò)變壓器用。自耦變壓器在實驗室中應(yīng)用甚為普遍，主要作為調(diào)壓用變壓器分類（四繞組材料）類別主要特點應(yīng)用范圍銅繞組變壓器繞組材質(zhì)為銅。與同容量的鋁繞組變壓器相比，導(dǎo)體材料用量少，是外形尺寸略有縮小，但價格較貴用于大容量變壓器及低損耗配電變壓器，應(yīng)用越來越廣泛鋁繞組變壓器繞組材質(zhì)為鋁。鋁繞組變壓器與同容量的銅繞組變壓器在功率損耗方面基本相同，只是用材較多，但價較低廉用作配電變壓器變壓器分類（五繞組絕緣）類別主要特點應(yīng)用范圍油浸式變壓器繞組和鐵心浸于絕緣油中。絕緣油除具有絕緣的功能外，還有散熱和滅弧的功能。油浸式變壓器與干式變壓器相比，具有較好的絕緣和散熱性能，且價較低廉，便于檢修，但油為可燃物質(zhì)，故有易燃易爆的危險廣泛用作電力變壓器，但不宜用于易燃易爆場所干式變壓器繞組和鐵心不浸在絕緣油中。干式變壓器有三種類型（1）開啟式，其繞組和鐵心直接置于大氣中，利用空氣來絕緣和散熱；（2）封閉式，其繞組和鐵心被密封在外殼內(nèi)，因而散熱條件差，只用于礦井等環(huán)境；（3）澆注式，用澆注的環(huán)氧樹脂作為絕緣和散熱介質(zhì)，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕主要用于小容量配電變壓器廣泛用于安全防火要求較高的場所，如高層建筑的屋內(nèi)變電所、地下變電所、國防工程及礦井內(nèi)變壓裝置等變壓器分類（六冷卻方式）類別主要特點應(yīng)用范圍自冷式變壓器利用繞組和鐵心周圍介質(zhì)來自然地散熱冷卻，因此最為簡單經(jīng)濟。油浸式變壓器則利用其絕緣油的自然循環(huán)冷卻。一般中小容量的電力變壓器多為自冷式風(fēng)冷式變壓器利用通風(fēng)機來給變壓器通風(fēng)散熱。油浸式變壓器的風(fēng)扇通常安裝在每組散熱油管的內(nèi)側(cè)或底部。用于大容量電力變壓器及散熱條件較差的場所強迫油冷式變壓器利用油泵來強迫油浸式變壓器的絕緣油加速循環(huán)散熱冷卻。用于大容量的油浸式變壓器水冷式變壓器利用冷卻的循環(huán)水或噴射的冷卻水來帶走油浸式變壓器散熱油管的熱量。用于大容量的油浸式變壓器變壓器分類（七調(diào)壓方式）類別主要特點應(yīng)用范圍無載調(diào)壓變壓器又稱“無勵磁調(diào)壓變壓器”，在變壓器高壓繞組上有“UN±5％UN”的分接頭，可利用變壓器外殼上面裝設(shè)的分接開關(guān)在變壓器斷電時進行調(diào)節(jié)。在二次電壓總的接近于額定值時，則分接開關(guān)置于UN的主接頭位置。如二次電壓總的高于額定值時，則分接開關(guān)應(yīng)置于＋5％UN的分接頭位置。如二次電壓總的低壓額定值時，則分接開關(guān)應(yīng)置于－5％UN的分接頭位置。這種變壓器較為經(jīng)濟，但不能隨負載變動進行調(diào)壓。廣泛應(yīng)用于對調(diào)壓要求不是很高的場所，特別是10kV及以下的配電變壓器宜優(yōu)先選用這種型式有載調(diào)壓變壓器它配有有載分接開關(guān)、有載調(diào)壓控制器及有關(guān)附件。能在負載下調(diào)節(jié)變壓器一次繞組的分接頭，使其輸出電壓穩(wěn)定在規(guī)定的范圍內(nèi)，滿足負載對低壓水平的要求。主要用于10kV及以上電力系統(tǒng)中對低壓水平要求很高的場所變壓器分類（八鐵芯材質(zhì)）類別主要特點應(yīng)用范圍熱軋硅鋼片的變壓器熱軋硅鋼片采用熱軋工藝制成，與冷軋硅鋼片比較，其導(dǎo)磁性能差，鐵損較大老的變壓器一般采用此種硅鋼片鐵芯，現(xiàn)已不再使用冷軋硅鋼片的變壓器冷軋硅鋼片采用冷軋工藝制成，與熱軋硅鋼片比較，其導(dǎo)磁性能好，鐵損較小新的變壓器均采用此種硅鋼片鐵芯變壓器分類（九結(jié)構(gòu)類型）類別主要特點應(yīng)用范圍普通變壓器包括一般油浸式和干式變壓器。其導(dǎo)電部分是外露的應(yīng)用于一般正常環(huán)境全封閉變壓器具有密封結(jié)構(gòu)，將導(dǎo)電部分密封，具有防塵、防腐、防爆功能用于多塵、有腐蝕及易爆場所防雷變壓器其聯(lián)結(jié)方式特別，耐雷水平比較高用于多雷地區(qū)變壓器的結(jié)構(gòu)組成變壓器是用來改變交流電壓大小的電氣設(shè)備。根據(jù)電磁感應(yīng)的原理，把某一等級的交流電壓變換成另一等級的交流電壓，以滿足不同負荷的需要。一般是由鐵芯、繞組、油箱、絕緣套管和冷卻系統(tǒng)等五個主要部分構(gòu)成。變壓器分類（十其他）變壓器分為電力變壓器和特種變壓器。電力變壓器又分為油浸式和干式兩種。目前，油浸式變壓器用作升壓變壓器、降壓變壓器、聯(lián)絡(luò)變壓器、和配電變壓器，干式變壓器只在部分配電變壓器中采用。不同電壓等級的變壓器油變分類（鐵芯類型）：疊鐵芯和卷鐵芯油變分類（密封型式）：全密封和非全密封（帶油枕）干變分類（低壓繞組型式）：箔繞和線繞干變分類（絕緣介質(zhì)）：樹脂澆注和杜邦紙纏繞或稱為：全包封和半包封油變和干變的區(qū)別絕緣介質(zhì)不同：油變?yōu)榻^緣油做為絕緣介質(zhì)，干變的絕緣介質(zhì)為環(huán)氧樹脂或杜邦絕緣紙油變的造價低，干變的造價高油變故障易產(chǎn)生火災(zāi)，干變故障不易產(chǎn)生火災(zāi)油變的過載能力差，干變的過載能力強油變的變壓器絕緣油散熱靠傳導(dǎo)和對流，干變的散熱靠空氣的對流（包括自然通風(fēng)和強制通風(fēng)）全密封變壓器和非全密封變壓器的區(qū)別全密封變壓器無油枕，非全密封變壓器有油枕，油枕的作用：儲油，提高變壓器油液面散熱片型式不同：全密封變壓器為波紋式散熱片，非全密封變壓器為膨脹式散熱片，造成體積大小不同全密封變壓器體積較小油位顯示位置不同：全密封變壓器油位顯示有專用油標，非全密封變壓器油位顯示在油枕上干式變壓器圖片油浸式變壓器圖片全密封變壓器全密封外形帶油枕非全密封變壓器美式變壓器圖片美式箱變外觀美式箱變內(nèi)部電力變壓器的基本特性類別名稱符號單位說明輸入/輸出電氣量電壓變比電流功率（容量）相數(shù)頻率U1/U2KI1/I2S1/S2mf1/f2kV或VAkVAHz對三相變壓器，指線電壓S1≈S2單相或三相f1＝f2損耗空載損耗負載損耗效率溫升△P0△Pkη△θW或kWW或kW%℃鐵損，近似不變損耗銅損，依負載大小變化其他短路電壓聯(lián)結(jié)組uK％原、副邊電壓相位差變壓器容量類別容量等級（kVA）說明國家規(guī)定額定容量30，50，63，80，100，125，160，200，250，315，400，500，630，800，1000，1250，1600，2000，2500……按R10優(yōu)先數(shù)系列排列電力變壓器的容量又稱為表觀功率或視在功率，是指變壓器二次側(cè)輸出功率，通常用kVA表示。三相電力變壓器的額定容量等級見下表，組成三相變壓器組的單相變壓器為表中數(shù)值的1/3。額定電壓和電壓比在正常運行時規(guī)定加在一次側(cè)的端電壓稱為一次側(cè)額定電壓（U1N）。當變壓器空載時，一次側(cè)加上額定電壓后，二次側(cè)測量到的電壓，稱為二次側(cè)額定電壓（U2N）。在三相變壓器中，額定電壓均指線電壓?？蛰d時，變壓器一次與二次側(cè)端電壓之比稱為電壓比K。K＝U1N/U2N對于單相變壓器和繞組聯(lián)結(jié)方式相同（Y/Y或△/△）的三相變壓器，電壓比即為繞組匝數(shù)比。K＞1為降壓變壓器，K＜1為升壓變壓器。額定電流在正常運行時，即變壓器二次側(cè)輸出額定容量時，一、二次側(cè)流過的電流稱為額定電流（I1N、I2N），在三相變壓器中，此電流均指線電流。單相時，I1N＝SN/U1NI2N＝SN/U2N三相時，I1N＝SN/√3U1NI2N＝SN/√3U2N式中，SN變壓器的額定容量，kVAU1N、U2N一、二次額定電壓，kV短路電壓在額定頻率下，變壓器一次側(cè)繞組短接，另一側(cè)施加電壓，當電流達到額定值時，外施的電壓稱為短路電壓，亦稱阻抗電壓。用百分數(shù)表示為：單相時，uK＝IN·ZK/UN×100%

＝UZ/UN×100%

式中，UZ－－－－外施電壓；UN－－－－外施電源一側(cè)的變壓器額定電壓；IN－－－－外施電源一側(cè)的變壓器額定電流；ZK－－－－變壓器的短路阻抗；常用的雙繞組變壓器的短路電壓參考值電壓等級kV6-103560110220短路電壓（％）4-4.56.5-88-910.512-24空載電流和損耗當變壓器二次開路，一次側(cè)施加額定頻率的額定電壓時，其中所流過的電流為空載電流I0，用百分數(shù)表示為：I0＝（I0/I1N）×100%

電力變壓器空載電流約為1％～3%序號名稱符號及表達式含義1空載損耗△P0一個繞組加上額定頻率的額定電壓，其余繞組開路時，變壓器消耗的有功功率2短路損耗△PK在短路電壓狀態(tài)下，變壓器消耗的有功功率3總損耗△P＝△P0＋△PKβ＝S/SN－負載系數(shù)（所帶負載與額定容量之比）4無功損耗△Q＝（I0％＋uK%β2）SN/100變壓器的效率變壓器二次側(cè)輸出功率P2與一次側(cè)輸入功率之比，稱為變壓器效率ηη＝P2/P1×100%

通常中小型變壓器的效率在95%以上。變壓器的勵磁涌流當變壓器空載合閘時，由于鐵芯飽和而產(chǎn)生很大的勵磁電流，稱為勵磁涌流。勵磁涌流大大超過穩(wěn)定的空載電流，甚至可達到額定電流的5倍以上。變壓器的聯(lián)結(jié)組別變壓器聯(lián)結(jié)繞組的連接方式的種類及代號見下表：類別及連接方式代號高壓繞組低壓繞組單相變壓器Ii三相變壓器星形三角形曲折形有中性點引出時YDZYN，ZNydzyn，zn不同繞組間電壓相位差用鐘時數(shù)（0-11）表示，規(guī)定為：高壓繞組電壓相量取作0點位置，中、低壓繞組電壓相量所指的小時數(shù)就是聯(lián)結(jié)組別。變壓器的聯(lián)結(jié)組別變壓器常用的連接組別見下表：聯(lián)結(jié)組特性應(yīng)用范圍I,i0單相變壓器Y,yn0繞組導(dǎo)線填充系數(shù)大，機械強度高，繞組承受相電壓，絕緣用量少，可實現(xiàn)三相四線供電，但有三次諧波磁通，其磁通將在金屬構(gòu)件中引起渦流損耗小容量三相三柱式鐵芯的配電變壓器Y,zn11在二次或一次遭受沖擊過電壓時，同一芯柱上的兩個半繞組的磁勢相互抵消，一次側(cè)不會感應(yīng)過電壓，但二次繞組需要增加15.5%的材料用量防雷性能高的配電變壓器D,yn11一次繞組為三角形接線，二次為星形接線多用于配電Y,d11二次繞組為三角形接線，三次諧波可以循環(huán)流通，其電壓相互抵消中性點不接地的35kV以上的大中型變壓器的聯(lián)結(jié)組別演示變壓器的型號表示方法電力變壓器的型號通常由表示相數(shù)、冷卻方式、調(diào)壓方式、繞組線芯材料等的符號和表示額定容量、一次額定電壓的數(shù)值及聯(lián)結(jié)組組成。產(chǎn)品型號代號含義序號類別字母含義說明1繞組耦合方式O自耦獨立繞組不表示2相數(shù)DS單相三星3線圈外絕緣介質(zhì)GQCCRN干式（空氣）氣體澆注式包封式難燃液體變壓器油（J）一般不表示4冷卻裝置FS風(fēng)冷水冷自冷不表示5油循環(huán)方式P強迫油循環(huán)自然循環(huán)不表示6調(diào)壓方式Z有載調(diào)壓無勵磁調(diào)壓不表示7線圈導(dǎo)體LBLB鋁線銅箔鋁箔銅線不表示8繞組數(shù)SF三繞組分裂繞組雙繞組不表示特殊用途和特殊結(jié)構(gòu)代號含義字母含義字母含義M密閉式C串聯(lián)用Q起動用B防雷保護用T調(diào)壓用K高阻抗QY電源牽引用Z低噪聲用D帶△不引出繞組L電纜引出G隔離用X現(xiàn)場組裝式常用10kV配電變壓器S9系列變壓器S9-200/10S9-M-200/10SZ9-2000/10S11系列變壓器S11-500/10S11-M-500/10SC9系列變壓器SC9-30/10SCB9-400/10SC10系列變壓器（遼寧欣泰，德國HTT環(huán)氧樹脂澆注技術(shù)）SC10-30/10SCB10-400/10SC11系列變壓器SC11-30/10SCB11-400/10SCR10系列變壓器(西門子干式變壓器技術(shù))SCR10-1000/10SG10系列變壓器（美國杜邦纏繞式變壓器技術(shù)）SG10-30/10SG10-1000/10變壓器的選擇依據(jù)客戶的需求資金狀況對于節(jié)能的要求運行環(huán)境配電變壓器檢測試驗項目及標準項次試驗項目標準1測量線圈連同套管一起的直流電阻相間差別應(yīng)不大于三相平均值的4%，線間差別應(yīng)不大于三相平均值的2%2檢查所有分接頭的變壓比與制造廠銘牌數(shù)據(jù)相比，應(yīng)無顯著差別，且應(yīng)符合變壓比的規(guī)律3檢查三相變壓器的聯(lián)結(jié)組別和單相變壓器的引出極性與變壓器標志（銘牌及頂蓋上的符號）相符4測量線圈連同套管一起的絕緣電阻換算到同一溫度下的絕緣電阻應(yīng)不低于出廠試驗數(shù)據(jù)的70%，或不低于國標規(guī)定允許值5測量線圈連套管一起的吸收比R60/R15在10-30℃時，R60/R15≥1.3（35kV及以下）配電變壓器檢測試驗項目及標準項次試驗項目標準6線圈連同套管一起的交流耐壓試驗見國家標準要求7作器身檢查時，測量穿芯螺栓、軛鐵夾件、鐵芯、油箱及線圈壓環(huán)的絕緣電阻使用1000V或2500V兆歐表測量，其值不做規(guī)定。鐵芯只允許一點接地8油箱中絕緣油試驗直流耐壓試驗，參見國家標準9檢查相序必須與電網(wǎng)相序一致耐壓試驗注意事項：變壓器在試驗前必須靜放一定的時間，以使油中的氣泡排出，35kV以下的變壓器注油后要靜放24h；試驗電壓升至4