二 变压器

一、单相变压器

1.变压器基本组成

变压器是电磁转换设备，它主要由铁心和绕组（线圈）两部分组成。在变压器中，既有电的部分，又有磁的部分。线圈是电的部分，工作时通入交流电（或产生交流电），铁心则提供磁路通道，使磁通能够在铁心回路中闭合流通，磁通同时交链变压器的线圈，从而实现能量的传递和转换。

2.变压器工作原理

与电源相连的线圈为“一次绕组”，用来接收交流电能；与负载相连的线圈为“二次绕组”，用来送出交流电能。N1为一次绕组匝数，N2为二次绕组匝数。

当变压器一次绕组两端加交流电压u1时，绕组中便产生与u1相同频率且同时交链一、二次绕组的交变磁通Φ。根据电磁感应原理，主磁通在两个绕组中感应出相同频率的电动势e1和e2。

变压器一、二次绕组的感应电动势的大小正比于匝数。因此，只要改变一、二次绕组的匝数比，便可改变输出电压（输入电压基本保持不变）的大小，这就是变压器利用电磁感应原理，将一种等级的电压转换成同频率的另一种等级的电压的基本工作原理。

3.变压器的运行方式

1）变压器空载运行

变压器空载运行是指一次绕组与电源相连，二次绕组开路（不连接负载）的运行方式。

2）变压器负载运行

变压器负载运行是指一次绕组与电源相连，二次绕组与负载连接。

3）变压器的阻抗变换

变压器不仅可以完成电压或电流的变换，也可以实现阻抗的变换。任何一台变压器都可以将其等效成一个二端口网络，等效阻抗的计算遵循欧姆定律原则。

〖补充知识〗

变压器同名端的判别

1.同名端的概念

当磁通Φ交变时，在任一瞬间，高压绕组的某一端点电位相对为正时，低压绕组必有一端点电位也相对为正，这两个对应端点就称为同名端。

2.同名端的判别方法

变压器绕组的同名端常用的判别方法有观察法、直流法和交流法3种。

二、三相变压器

1.变压器的外形结构

柜变压器的主要部件包括器身、油箱、冷却装置、保护装置和出线装置等。

2.变压器的铭牌及额定值

1）变压器的铭牌数据

主要包括产品型号、产品编号、额定容量、额定电压、额定电流、额定频率、相数、联结组别、使用条件、冷却条件、短路电压、器身吊重、油量、总重、制造厂、生产日期等。

2）变压器的额定值

（1）额定容量。（2）额定电压。（3）额定电流。（4）额定频率。

3.变压器的连接方式

电力变压器的连接方式主要有星形、三角形和曲折形等，主要以星形、三角形联结居多。

变压器采用不同的接法时，一次绕组和二次绕组对应的线电压之间可以形成不同的相位。

三、特殊用途变压器

1.自耦变压器

自耦变压器的铁心上只有一个绕组，一、二次绕组共用，其中二次绕组是从一次绕组中拽出的抽头，自耦变压器的一、二次绕组既有磁的联系又有电的联系。

2.仪用互感器

仪用互感器在电力系统中使用较多，用来进行大信号（变换成小信号）的信息检测。它的特点是可以实现被测装置和测量装置之间的隔离，如电压互感器和电流互感器。

1）电压互感器

电压互感器属于降压变压器，一次侧（线圈匝数较多）与高电压相连，二次侧（线圈匝数较少）与测量仪表相连。

2）电流互感器

电流互感器属于升压变压器，一次侧（线圈匝数少，一般只有一匝到几匝）直接与大电流载体交链，二次侧（线圈匝数较多）与测量仪表相连。