变压器工作原理

变压器

变压器图片

变压器 bian ya qi利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗，安全隔离等。

英文名称：Transformer

编辑本段变压器的简介

电力系统发电能力相比较，它仍然归属于小电力之范围。

树脂浇注干式变压器

磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。

编辑本段变压器与变频器的区别：

变频器：通过它调整能够达到所需要的用电频率（50hz,60hz等），来满足我们对用电的特殊需要。

变压器变频器

变压器：一般为“降压器”，常见于小区附近或工厂附近，它的作用是将超高的电压降到我们居民正常用电电压，满足人们的日常用电。

补充变压器工作原理：

变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。

变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。

2.理想变压器

不计一次、二次绕组的电阻和铁耗，

其间耦合系数 K=1 的变压器称之为理想变压器

描述理想变压器的电动势平衡方程式为

e1(t) = -N1 d φ/dt

e2(t) = -N2 d φ/dt

若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化，

则有

不计铁心损失，根据能量守恒原理可得

由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系

令 K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比），则

二.变压器的结构简介

1.铁心

铁心是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高，厚度分别为

0.35 mm\0.3mm\0.27 mm，

表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成

铁心分为铁心柱和横片俩部分，铁心柱套有绕组；横片是闭合磁路之用

铁心结构的基本形式有心式和壳式两种

2.绕组

绕组是变压器的电路部分，

它是用双丝包绝缘扁线或漆包圆线绕成

变压器的基本原理是电磁感应原理，现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理:当一次侧绕组上加上电压Ú1时，流过电流

Í1，在铁芯中就产生交变磁通Ø1，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别感应电势É1，É2，感应电势公式为：E=4.44fNØm

式中：E--感应电势有效值

f--频率

N--匝数

Øm--主磁通最大值

由于二次绕组与一次绕组匝数不同，感应电势E1和E2大小也不同，当略去内阻抗压降后，电压Ú1和Ú2大小也就不同。

当变压器二次侧空载时，一次侧仅流过主磁通的电流（Í0），这个电流称为激磁电流。当二次侧加负载流过负载电流Í2时，也在铁芯中产生磁通，力图改变主磁通，但一次电压不变时，主磁通是不变的，一次侧就要流过两部分电流，一部分为激磁电流Í0，一部分为用来平衡Í2，所以这部分电流随着Í2变化而变化。当电流乘以匝数时，就是磁势。

上述的平衡作用实质上是磁势平衡作用，变压器就是通过磁势平衡作用实现了一、二次侧的能量传递。

变压器技术参数对不同类型的变压器都有相应的技术要求，可用相应的技术参数表示.如电源变压器的主要技述参数有：额定功率、额定电压和电压比、额定频率、工作温度等级、温升、电压调整率、绝缘性能和防潮性能，对于一般低频变压器的主要技述参数是：变压比、频率特性、非线性失真、磁屏蔽和静电屏蔽、效率等.

A.电压比：

变压器两组线圈圈数分别为N1和N2，N1为初级，N2为次级.在初级线圈上加一交流电压，在次级线圈两端就会产生感应电动势.当N2>N1时，其

感应电动势要比初级所加的电压还要高，这种变压器称为升压变压器：当

N2

U1/U2=N1/N2

式中n称为电压比(圈数比).当n<1时，则N1>N2，U1>U2，该变压器为降压变压器.反之则为升压变压器.

另有电流之比I1/I2=N2/N1

电功率P1=P2

注意上面的式子只在理想变压器只有一个副线圈时成立

当有两个副线圈时P1=P2+P3,U1/N1=U2/N2=U3/N3,电流则须利用电功

率的关系式去求,有多个时依此推类

B.变压器的效率：

大功率高压配电变压器

在额定功率时，变压器的输出功率和输入功率的比值，叫做变压器的

效率，即

η=(P2÷P1)x100%

式中η为变压器的效率;P1为输入功率，P2为输出功率.

当变压器的输出功率P2等于输入功率P1时，效率η等于100%，变压器将不产生任何损耗.但实际上这种变压器是没有的.变压器传输电能时总

要产生损耗，这种损耗主要有铜损和铁损.

铜损是指变压器线圈电阻所引起的损耗.当电流通过线圈电阻发热时，一部分电能就转变为热能而损耗.由于线圈一般都由带绝缘的铜线缠绕而成，因此称为铜损.

变压器的铁损包括两个方面.一是磁滞损耗，当交流电流通过变压器时，通过变压器硅钢片的磁力线其方向和大小随之变化，使得硅钢片内部

分子相互摩擦，放出热能，从而损耗了一部分电能，这便是磁滞损耗.另一是涡流损耗，当变压器工作时.铁芯中有磁力线穿过，在与磁力线垂直的平面上就会产生感应电流，由于此电流自成闭合回路形成环流，且成旋涡状，故称为涡流.涡流的存在使铁芯发热，消耗能量，这种损耗称为涡流损耗.

变压器的效率与变压器的功率等级有密切关系，通常功率越大，损耗

与输出功率就越小，效率也就越高.反之，功率越小，效率也就越低.

Ｃ变压器的功率

变压器铁心磁通和施加的电压有关。在电流中励磁电流不会随着负载的增加而增加。虽然负载增加铁心不会饱和，将使线圈的电阻损耗增加，超过额定容量由于线圈产生的热量不能及时的散出，线圈会损坏，假如你用的线圈是由超导材料组成，电流增大不会引起发热，但变压器内部还有漏磁引起的阻抗，但电流增大，输出电压会下降，电流越大，输出电压越低，所以变压器输出功率不可能是无限的。假如你又说了，变压器没有阻抗，那么当变压器流过电流时会产生特别大电动力，很容易使变压器线圈损坏，虽然你有了一台功率无限的变压器但不能用。只能这样说，随着超导材料和铁心材料的发展，相同体积或重量的变压器输出功率会增大，但不是无限大！

怎样判别电源变压器参数

电源变压器标称功率、电压、电流等参数的标记，日久会脱落或消失。有的市售变压器根本不标注任何参数。这给使用带来极大不便。下面介绍无标记电源变压器参数的判别方法。此方法对选购电源变压器也有参考价值。

一、识别电源变压器

１．从外形识别常用电源变压器的铁芯有Ｅ形和Ｃ形两种。Ｅ形铁芯变压器呈壳式结构（铁芯包裹线圈），采用Ｄ４１、Ｄ４２优质硅钢片作铁芯，应用广泛。Ｃ形铁芯变压器用冷轧硅钢带作铁芯，磁漏小，体积小，呈芯式结构（线圈包裹铁芯）。

２．从绕组引出端子数识别电源变压器常见的有两个绕组，即一个初级和一个次级绕组，因此有四个引出端。有的电源变压器为防止交流声及其他干扰，初、次级绕组间往往加一屏蔽层，其屏蔽层是接地端。因此，电源变压器接线端子至少是４个。

３．从硅钢片的叠片方式识别Ｅ形电源变压器的硅钢片是交*插入的，Ｅ片和Ｉ片间不留空气隙，整个铁芯严丝合缝。音频输入、输出变压器的Ｅ片和Ｉ片之间留有一定的空气隙，这是区别电源和音频变压器的最直观方法。至于Ｃ形变压器，一般都是电源变压器。

二、功率的估算

电源变压器传输功率的大小，取决于铁芯的材料和横截面积。所谓横截面积，不论是Ｅ形壳式结构，或是Ｅ形芯式结构（包括Ｃ形结构），均是指绕组所包裹的那段芯柱的横断面（矩形）面积。在测得铁芯截面积Ｓ

之后，即可按Ｐ＝Ｓ2／１．５估算出变压器的功率Ｐ。式中Ｓ的单位是ｃｍ2。

例如：测得某电源变压器的铁芯截面积Ｓ＝７ｃｍ2，估算其功率，得Ｐ＝Ｓ2／１．５＝７2／１．５＝３３Ｗ?剔除各种误差外，实际标称功率是３０Ｗ。

油浸式电力变压器

三、各绕组电压的测量

要使一个没有标记的电源变压器利用起来，找出初级的绕组，并区分次级绕组的输出电压是最基本的任务。现以一实例说明判断方法。

例：已知一电源变压器，共１０个接线端子。试判断各绕组电压。

第一步：分清绕组的组数，画出电路图。

用万用表Ｒ×１挡测量，凡相通的端子即为一个绕组。现测得：两两相通的有３组，三个相通的有１组，还有一个端子与其他任何端子都不通。照上述测量结果，画出电路图，并编号。

从测量可知，该变压器有４个绕组，其中标号⑤、⑥、⑦的是一带抽头的绕组，⑩号端子与任一绕组均不相通，是屏蔽层引出端子。

第二步：确定初级绕组。

对于降压式电源变压器，初级绕组的线径较细，匝数也比次级绕组多。因此，像图４这样的降压变压器，其电阻最大的是初级绕组。

第三步：确定所有次级绕组的电压。

在初级绕组上通过调压器接入交流电，缓缓升压直至２２０Ｖ。依次测量各绕组的空载电压，标注在各输出端。如果变压器在空载状态下较长时间不发热，说明变压器性能基本完好，也进一步验证了判定的初级绕组是正确的。

四、各次级绕组最大电流的确定

变压器次级绕组输出电流取决于该绕组漆包线的直径Ｄ。漆包线的直径可从引线端子处直接测得。测出直径后，依据公式Ｉ＝２Ｄ2，可求出该绕组的最大输出电流。式中Ｄ的单位是ｍｍ。

变压器的原理

图1是变压器的原理简体图，当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流I1并产生交变磁通ф1，它沿着铁芯穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。在次级线圈中感应出互感电势U2，同时ф1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1，E1的方向与所加电压U1方向相反而幅度相近，从而限制了I1的大小。为了保持磁通ф1的存在就需要有一定的电能消耗，并且变压器本身也有一定的损耗，尽管此时次级没接负载，初级线圈中仍有一定的电流，这个电流我们称为“空载电流”。

如果次级接上负载，次级线圈就产生电流I2，并因此而产生磁通ф2，ф2的方向与ф1相反，起了互相抵消的作用，使铁芯中总的磁通量有所减少，从而使初级自感电压E1减少，其结果使I1增大，可见初级电流与次级负载有密切关系。当次级负载电流加大时I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好补充了被ф2所抵消的那部分磁通，以保持铁芯里总磁通量不变。如果不考虑变压器的损耗，可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压，但是不能改变允许负载消耗的功率。

编辑本段变压器的损耗

当变压器的初级绕组通电后，线圈所产生的磁通在铁芯流动，因为铁芯本身也是导体，在垂直于磁力线的平面上就会感应电势，这个电势在铁芯的断面上形成闭合回路并产生电流，好像p一个旋涡所以称为“涡流”。这个“涡流”使变压器的损耗增加，并且使变压器的铁芯发热变压器的温升增加。由“涡流”所产生的损耗我们称为“铁损”。另外要绕制变压器需要用大量的铜线，这些铜导线存在着电阻，电流流过时这电阻会消耗一定的功率，这部分损耗往往变成热量而消耗，我们称这种损耗为“铜损”。所以变压器的温升主要由铁损和铜损产生的。

由于变压器存在着铁损与铜损，所以它的输出功率永远小于输入功率，为此我们引入了一个效率的参数来对此进行描述，η=输出功率/输入功率。

编辑本段变压器的材料

要绕制一个变压器我们必须对与变压器有关的材料要有一定的认识，为此这里我就介绍一下这方面的知识。

1、铁芯材料

变压器使用的铁芯材料是铁片中加入硅能降低钢片的导电性，增加电阻率，它可减少涡流，使其损耗减少。我们通常称为加了硅的钢片为硅钢片，变压器的质量所用的硅钢片的质量有很大的关系，硅钢片的质量通常用磁通密度B来表示，一般黑铁片的B值为6000-8000、低硅片为

9000-11000，高硅片为12000-16000，

2、绕制变压器通常用的材料

漆包线，纱包线，丝包线纸包线，最常用的漆包线。对于导线的要求，是导电性能好，绝缘漆层有足够耐热性能，并且要有一定的耐腐蚀能力。一般情况下最好用QZ型号的高强度的聚脂漆包线。

3、绝缘材料

在绕制变压器中，线圈框架层间的隔离、绕阻间的隔离，均要使用绝缘材料，一般的变压器框架材料可用酚醛纸板制作，环氧板，或纸板。层间可用聚脂薄膜，电话纸，6520复合纸等作隔离，绕阻间可用黄腊布，或亚胺膜作隔离。

4、浸渍材料

变压器绕制好后，还要过最后一道工序，就是浸渍绝缘漆，它能增强变压器的机械强度、提高绝缘性能、延长使用寿命，一般情况下，可采用甲酚清漆作为浸渍材料或1032绝缘漆，树脂漆。

常用变压器的种类及特点

一般常用变压器的分类可归纳如下：

(1)按相数分：

(1)单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。

(2)三相变压器：用于三相系统的升、降电压。

(2)按冷却方式分：

(1)干式变压器：依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。

(2)油浸式变压器：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。

(3)按用途分：

(1)电力变压器：用于输配电系统的升、降电压。

(2)仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置。

(3)试验变压器：能产生高压，对电气设备进行高压试验。

(4)特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、调整变压器等。

(4)按绕组形式分：

(1)双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。

(2)三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。

(3)自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。

(5)按铁芯形式分：

(1)芯式变压器：用于高压的电力变压器。

（2）非晶合金变压器：非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料，空载电流下降约80%，是目前节能效果较理想的配电变压器，特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低的地方。

(3)壳式变压器：用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器

箱式变压器

。

编辑本段电源变压器的比较

一、变压器的制作中，线圈的机器绕制和手工绕制各有什么优缺点?

机器绕制变压器的优点是效率高且外观成形漂亮，但绕制高个子小洞眼的环型变压器却比较麻烦，而且在绝缘处理工艺的可靠性方面反不如手工绕制到位。手工绕制可以将变压器的漏磁做得非常小，其在绕制过程中能针对线圈匝数的布局随时予以调整，所以真正的Hi–END变压器一定是纯手工绕制，纯手工绕制的唯一缺点是效率低、速度慢。

二、环型、EI型、R型、C型几种电源变压器哪一种最好?

它们各有其优缺点而不存在谁最好之说，所以严格来讲哪一种变压器都可以做得最好。从结构上来讲，环型能够做到漏磁最小，但声音听感方面EI型则可以把中频密度感做得更好一些。单就磁饱和而言，EI型要比环型强，但在效率上则环型又优于EI型。尽管如此，其问题的关键还是在于你能不能扬长避短而将它们各自的优点充分发挥出来，而这才是做好变压器的最根本。

目前的进口放大器中，环型变压器的应用仍然是主流，这基本说明了一个问题。发烧友对变压器的评价要客观公正，你不能拿一个没做好的东西作参考而说它不好。有人说环型变压器容易磁饱和，那你为什么不去想办法把它做到不容易磁饱和?而原本通过技术手段是可以做到这一点的。不下足功夫或者一味地为了省成本，那它当然就容易磁饱和了。同理，只要你认真制作，EI型变压器的效率也是能做到很高的。

变压器的品质好坏对声音的影响很大，因为变压器的传输能量与铁芯、线圈密切关联，其传递速率对声音的影响起决定性作用。像EI型变压器，

人们通常觉得它的中频比较厚，高频则比较纤细，为什么呢?因为它的传输速度相对比较慢。而环型呢?低频比较猛，中高频则又稍弱一点，为什么?因为它传输速度比较快，但是如果通过有效的结构改变，你就可以把环型和EI型都做得非常完美，所以关键还是要看你怎么做。

不过至少可以肯定一点的是，R型变压器不是太容易做好。用它来做小电流的前级功放和CD唱机电源还可以，如果用来做后级功放的电源，则有比较严重的缺陷。因为R型变压器本身的结构形式不太容易改变，而环型和EI型则相对容易通过改变结构来达到靓声目的。采用R型变压器制作的功率放大器电源，通常声音很板结而匮乏灵气，低频往往没有弹跳力而显得较硬。

三、变压器铁芯的硅钢片含硅量越大就越好吗?

未见得，矽钢片含硅量的大小对变压器的质量影响不是很大，而有取向和无取向则和铁芯的型号有关系。其次，即使是同样型号的铁芯如果你工艺处理不好，那品质差别也是很大的，其差别有时甚至高达百分之四五十。

好的铁芯而同样的材料其热处理和线卷绕制工艺十分关键，良好的热处理只需很小的10mA激磁电流就能达到15000高斯，而不好的热处理则可能要50mA的激磁电流才能达到相应的15000高斯，这二者之间的悬殊差别是很大的。从专业的角度来判断铁芯的好与不好，主要是通过激磁电流、铁损耗、饱和参数几项指标来进行综合性评价。

四、环型变压器的带式硅钢片若采用了拼接工艺，是不是就意味着品质肯定不好?

还不能一概而论，但是拼接的断位头不易太多，因为多一个断位就多了一个漏磁点，所以接头点最好不要超过2–3个。制作工艺上凡断头拼接均要予先经过酸洗处理，但制造高档音响器材的环型变压器，严格来讲还是采用无拼接的矽钢片为最好，其工艺质量会更有保障。

五、变压器中的硅钢片材料有什么讲究?

由于硅钢在交变磁场中的损耗很小，所以变压器主要都是采用硅钢片来作磁性材料。硅钢片可分为热轧和冷轧两类，冷轧硅钢带由于具有较高的导磁系数和较低的损耗，因此用来制作变压器具有体积小、重量轻、效率高的优势。热轧硅钢带的性能则略逊色于冷轧硅钢带。

普通的EI型变压器是将硅钢板冲制成0.35–0.5mm厚的E型和I型片子，经过热处理后再插入绕组线包内，这类铁芯以使用热轧硅钢片居多(含硅量很高的优质硅钢片型号为D41、D42、D43、D301)。环型和C型变压器的铁芯则是采用冷轧硅钢带经卷绕而成形，其中C型变压器系经热处理浸漆后再切开制成。

变压器的漏电感是由未穿过初、次级线圈的磁通产生的，这些磁通穿过空气而自成闭合磁路。增强变压器初、次级间的耦合密度可以减小漏感。

良好的变压器其漏感应不超过初级线圈电感的1/100，高保真Hi–Fi用的胆机输出变压器则不应超过1/500。

编辑本段变压器的检测

一、中周变压器的检测。

二、电源变压器的检测。

编辑本段变压器磁屏蔽

人造卫星远离地面几千至几万千米，为了使各种资料正确无误发回地球，应避免卫星上的各种仪器间的相互干扰和宇宙磁场的影响；在电信技术中，有些通信设备的线圈会产生互感；各种精密仪器仪表，为保持精确，必须避免杂散磁场和地磁场的影响，这一切必须用到磁屏蔽。怎样进行磁屏蔽？可以先做一个简单实验研究一下。

拿1块铜板（或1张厚纸板）放在1块永久磁铁下面一定距离处，桌上放一根铁针，使永久磁铁和铜板（或厚纸板）一起慢慢往下移动，当永久磁铁离桌面一定高度时，铁针就被吸到铜板（或厚纸板）上，记下这个高度。

将铜板换成铁板，重复上述实验，这时永久磁铁必须放得离铁针更近时才能把铁针吸到铁板上，这表明铁板挡住了一部分磁感线。如果用的是纯铁板，永久磁铁必须放得更近才能吸起铁针。这表明纯铁板挡住了更多的磁感线。

如用纯铁罩把永久磁铁完全包围起来，互相不接触，即使铁针再靠近一些纯铁罩，也不能被吸起来。这是因为铜板或厚纸板是非磁性材料，磁感线可以毫无阻挡地穿过它们，所以铁针很容易吸起来。铁板是磁性材料，它的磁导率较大，有良好的导磁作用，凡进入铁板的磁感线大部分集中在铁板里了。将纯铁做成屏蔽罩，把永久磁铁封闭起来，永久磁铁的磁感线绝大部分都集中在纯铁屏蔽罩内。屏蔽罩越厚，屏蔽效果越好。如果永久磁铁或其他能够产生磁场的物体置于纯铁屏蔽罩外面，则罩外的磁感线也基本上不能进入罩内，对于罩内的物体同样可以免受罩外磁场的影响，从而达到了屏蔽目的。

对于高频交变磁场，情况就迥然不同了。铜和铝等导电性能良好的金属反而是理想的磁屏蔽材料。铜罩之所以能够屏蔽高频交变磁场，其原因在于高频交变磁场能在铜罩上引起很大的涡流，由于涡流的去磁作用，铜罩处的磁场大大减弱，以致罩内的高频交变磁场不能穿出罩外。同样道理，罩外的高频交变磁场也不能穿入罩内，从而达到磁屏蔽的目的。通常金属的电阻率越小，引起的涡流越大，用这种金属做成的屏蔽罩屏蔽效果越好。铁等磁性材料的电阻率一般都较大，引起的涡流就小，去磁作用就小；另

一方面，磁性材料的高频功率损耗大，屏蔽效果差，因此屏蔽高频交变磁场时不采用磁性材料。

屏蔽的原理是相同的。但是在高频情况下，目前还没有导磁率很高的材料用于屏蔽。在低频状态下磁导率很高的材料，到了高频状态，磁导率就变得很低了。即使专用的高频铁氧体，也很难超过100，与低频下硅钢片或者纯铁数千上万的磁导率相比差的很多，不能有效地聚集磁场。同时，这些材料都是一次性成型材料，烧制完成以后不能二次加工以适应不同的需要。因此，才不得不使用涡流损耗、反电动势产生反向磁场的方式来实现屏蔽。而产生涡流最好的材料，就是如纯铜、纯铝等低电阻率的材料。

变压器用途：

变压器有铁芯和线圈组成.变压器线圈分初级线圈和次级线圈.在初级线圈中通交流电时.变压器铁芯就产生了交变的磁场.次级线圈就感应出与初级频率相同的交流电.变压器线圈的圈数比等于电压比.例如一个变压器的初级线圈是880圈.次级是88圈.在初级接入220V电压.次级就会输出22V 的交流电压.变压器不仅可以降压也可升压.远距离输电一般都用变压器升高电压.在用电处再用变压器降到我们所需要的电压

直流变压器的说法不对.直流电不能变压.直流电要变换电压首先要用电子元件将直流电变为交流电,然后用变压器变换电压.这个设备叫逆变器.

农网和城网经大力改造后，配变的性能和运行质量虽有所改观，但仍有较大的隐患，大致存在以下几个问题：

１、根据目前城农网的普遍特点，负载率在大多数时间内为３０－４０％，但在高峰时，会经常超负荷运行。一方面，有很多不确定因素，例如，夏天持续高温，空调负荷猛增，农忙或抗旱期间，农网负荷骤增，都有可能使配变短时过载１００％；另一方面，高速发展的经济增长带来工业和居民用电需求的增长速度超过电网的建设速度，过载现象一时难以避免。

２、配变虽有报警和保护装置，但即使报警或跳闸后也无法在短时间内更换变压器，结果造成配变持续超负荷以致烧毁。

３、过载配变的最大隐患是可能发生火灾，并且在燃烧时产生有害气体。

４、随着两网改造和电网不断发展，配电变压器用量剧增，配变使用寿命期后的环保、回收问题，将成为一个严峻课题。

５、箱变在城市供用电中大批使用，目前配套的变压器有油变也有干变，油变缺陷之一，就是油老化，绝缘性能下降，维护换油困难；干变的缺陷是防护等级低不宜户外运行。由于箱变内环境温度高，供电部门对其中变压器的负载能力忧心忡忡，难以确定其满载和过载的能力，一旦超负荷出现故障，调换变压器更为困难。

国外的电网也曾有这样的经历，在２０世纪６０年代至７０年代初，欧美在经济膨胀时期建设配电网络之初，配电变压器负载率仅为４０％至５０％。随着经济的高速增长，这些电网系统变得陈旧或不堪重负，尤其是配电变压器的负载率持续增长，变压器经常过载，导致故障上升，增容费用也大大增加。

国外常用两种方法来解决上述问题：其一，采用ｎｏｍｅｘ绝缘纸和普通油配合的混合绝缘技术对传统变压器进行改造，改造后的设备容量显著提高。电力公司可以更灵活地运行这些设备，负载下降时损耗较低，负载高峰期又可提供较大的容量。已经认可和实施增容改造的国家有：美国、英国、印度、加拿大、澳大利亚和德国等十几个国家；其二，以ｎｏｍｅｘ绝缘纸和高燃点油配合生产高燃点油变压器。

２０世纪８０年代，法国开发使用硅油和ｎｏｍｅｘ绝缘纸材料的柱上变压器，其广泛运用在人员拥挤的重要区域。国内电力机车上的机载变压器也有采用ｎｏｍｅｘ绝缘纸和硅油组合的绝缘系统的，已有多年运行经验。由于可持续发展战略和当今环保的要求，近年来，国内外制造厂及专家不断探索，采用ｎｏｍｅｘ绝缘纸和清洁可分解的高燃点β油制造出安全、环保的配电变压器将有效地减少和消除隐患。

杜邦ｎｏｍｅｘ绝缘纸绝缘耐热等级为ｃ级（即２２０℃），燃点在限氧指数以下，寿命期后可分解回收，绝缘性能和机械强度远远优于普通电缆纸。用ｎｏｍｅｘ绝缘纸制造生产的敞开式干变因其安全、环保的特性，近年来被国内用户广泛认可和接受。β油是由美国ｄｓｉ公司生产的一种性能优良的高科技环保油，其最大的特点是燃点高，防火性好（公安部消防科研所测试，其燃点为３１０℃，而普通油为１６５℃），它是从石油中提炼出来的，其成分为１００％碳氢化合物，可完全生物降解，无毒性，对人体和环境无害，可循环利用，而且与变压器中其他材料具有相容性，与常规油可以混合使用。

β油与杜邦耐热达２２０℃的ｎｏｍｅｘ绝缘纸配合制造的油变，符合美国标准ｎｅｃ４５０－２３。目前，在美国国家实验室、五角大楼、空军基地、国家海岸护卫队、海军、航空总署等地都使用这种变压器，且运行良好。在使用高燃点油变压器的场所，发生火灾和爆炸的概率大大降低。这种新型变压器近几年在美国得到迅速发展，已占到电力变压器的５％而且比例还在上升。国际电工委员会也正在考虑制定这种利用高耐温绝缘材料作为绝缘系统的配电变压器的设计导则。

ｎｏｍｅｘ绝缘纸β油变，它的优点是安全、防火、运行费用小及环保性能好，最大特点是可靠性强。使用这种ｎｏｍｅｘ绝缘纸β油变，将会大大改变目前的配变状况。

１、短期超负荷不会出事，经过计算和试验，超负荷１２个小时运行，其线圈和油的热点温度均低于其耐温等级，不会损伤其绝缘寿命。

２、长期使用可免换油、免维护，克服现有普通油变缺点，节约运行成本。

３、β油与普通变压器油相比，其粘度明显高于普通变压器油；而且变压器油箱设有独特的压力释放装置，运行中不会过压，因此不易渗漏。

４、具有独特的安全防火特性，降低了运行风险；

５、ｎｏｍｅｘ绝缘纸β油变压器具有干变的优点，既适用于安全、防火的高层建筑，又适宜户外运行。

６、数量庞大的配电变压器，使用寿命期后材料的回收和循环使用以及废弃物的生物降解是可持续发展和环保的要求，而ｎｏｍｅｘ绝缘纸在寿命期后可生物降解，β油本身的工作温度远远低于其耐温等级，因此可经过处理再循环使用，处理后的废弃物可被土壤中的微生物分解并无毒性，因此不会在环境中长期聚集而造成污染。

利用新材料、新技术制造新型配变，以消除配变安全隐患和环保问题值得人们探讨

编辑本段电力变压器巡视检查应符合下列规定：

1 日常巡视每天应至少一次，夜间巡视每周应至少一次。

2 下列情况应增加巡视检查次数：

1)首次投运或检修、改造后投运72h内。

2)气象突变（如雷雨、大风、大雾、大雪、冰雹、寒潮等）时。

3)高温季节、高峰负载期间。

4)变压器过载运行时。

3 变压器日常巡视检查应包括以下内容：

1)油温应正常，应无渗油、漏油，储油柜油位应与温度相对应。

2)套管油位应正常，套管外部应无破损裂纹、无严重油污、无放电痕迹及其它异常现象。

3)变压器音响应正常。

4)散热器各部位手感温度应相近，散热附件工作应正常。

5)吸湿器应完好，吸附剂应干燥。

6)引线接头、电缆、母线应无发热迹象。

7)压力释放器、安全气道及防爆膜应完好无损。

8)分接开关的分接位置及电源指示应正常。

9)气体继电器内应无气体。

10)各控制箱和二次端子箱应关严，无受潮。

11)干式变压器的外表应无积污。

12)变压器室不漏水，门、窗、照明应完好，通风良好，温度正常。

13)变压器外壳及各部件应保持清洁。

编辑本段变压器的分类

变压器按用途可分为：输配电用的电力变压器，包括升、降压变压器等；供特殊电源用的特种变压器，包括电焊变压器、整流变压器、电炉变压器、中频变压器等；供测量用的仪用变压器，包括电流互感器、电压互感器、自耦变压器（调压器）等；用于自动控制系统的小功率变压器；用于通信系统的阻抗变换器等等。

电力变压器国家标准目录

GB 1094.3-2003 电力变压器第3部分: 绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙

· GB 1094.5-2003 电力变压器第5部分: 承受短路的能力

· GB 13223-2003 火电厂大气污染物排放标准

· GB 156-2003 标准电压

· GB 19212.1-2003 电力变压器、电源装置和类似产品的安全第1部分: 通用要求和试验

· GB/T 10760.1-2003 离网型风力发电机组用发电机第1部分: 技术条件

· GB/T 10760.2-2003 离网型风力发电机组用发电机第2部分: 试验方法

· GB/T 1094.10-2003 电力变压器第10部分: 声级测定

· GB/T 12325-2003 电能质量供电电压允许偏差

· GB/T 14099.1-2004 燃气轮机采购第1部分:总则与定义

· GB/T 14099.2-2004 燃气轮机采购第2部分:标准参考条件与额定值

· GB/T 15146.11-2004 反应堆外易裂变材料的核临界安全基于限制和控制慢化剂的核临界安

· GB/T 17625.6-2003 电磁兼容限值对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的谐波电

· GB/T 17680.10-2003 核电厂应急计划与准备准则核电厂营运单位应急野外辐射监测、取样与分析准

· GB/T 17680.6-2003 核电厂应急计划与准备准则场内应急响应职能与组织机构

· GB/T 17680.7-2003 核电厂应急计划与准备准则场内应急设施功能与特性

· GB/T 17680.8-2003 核电厂应急计划与准备准则场内应急计划与执行程序

· GB/T 17680.9-2003 核电厂应急计划与准备准则场内应急响应能力的保持

· GB/T 18039.3-2003 电磁兼容环境公用低压供电系统低频传导骚扰及信号传输的兼容水平

· GB/T 18039.5-2003 电磁兼容环境公用供电系统低频传导骚扰及信号传输的电磁环境

· GB/T 18451.2-2003 风力发电机组功率特性试验

· GB/T 19068.1-2003 离网型风力发电机组第1部分: 技术条件

· GB/T 19068.2-2003 离网型风力发电机组第2部分: 试验方法

· GB/T 19068.3-2003 离网型风力发电机组第3部分: 风洞试验方法

· GB/T 19069-2003 风力发电机组控制器技术条件

· GB/T 19070-2003 风力发电机组控制器试验方法

· GB/T 19071.1-2003 风力发电机组异步发电机第1部分: 技术条件

· GB/T 19071.2-2003 风力发电机组异步发电机第2部分: 试验方法[2]· GB/T 19115.2-2003 离网型户用风光互补发电系统第2部分: 试验方法

· GB/T 19184-2003 水斗式水轮机空蚀评定

· GB/T 19519-2004 标称电压高于1000V的交流架空线路用复合绝缘子-定义、试验方法及

· GB/T 19568-2004 风力发电机组装配和安装规范

· GB/T 2694-2003 输电线路铁塔制造技术条件

· GB/T 2893.1-2004 图形符号安全色和安全标志第1部分:工作场所和公共区域中安全标志的

· GB/T 2900.49-2004 电工术语电力系统保护

· GB/T 4585-2004 交流系统用高压绝缘于的人工污秽试验

· GB/T 7267-2003 电力系统二次回路控制、保护屏及柜基本尺寸系列

· GB/T 8564-2003 水轮发电机组安装技术规范

· GB/T 8732-2004 汽轮机叶片用钢

· JB/T 10317-2002 单相油浸式配电变压器技术参数和要求

电力自耦变压器公共绕组过负荷分析

电力自耦变压器与普通变压器相比，具有明显的经济效益，因此在330KV及以上电压等级的超高压电网中，自耦变压器在许多场合得到了广泛的应用。

自耦变压器的结构和工作原理与普通变压器相比，有着本质的差别，具有功率传导容易、体积小等特点。自耦变压器在不同的运行方式下，公共绕组流过的电流与同处一个铁心的串联绕组有所不同。本文从分析自耦变压器的电流流向入手，导出公共绕组过负荷特征，对过负荷保护及第三

侧无功容量与公共绕组容量的关系进行了必要的讨论，以便供设计与运行人员参考。

1自耦变压器在不同运行方式下的电流流向

1.1自耦变压器常见的几种使用形式

(1) 按电压等级分，第三侧有35kV和10kV两种；

(2) 按与系统连接形式分，第三侧有：

①直接向用户供电；

②直接向用户供电且安装无功补偿装置；

③不直接向用户供电，只接无功补偿装置；

④不直接向用户供电，亦不接无功补偿装置，只作为平衡绕组使用。

1.2各种不同运行方式下的自耦变压器电流流向及过负荷分析

降压变电站使用的自耦变压器，其运行方式可归纳为两大类型，一类是高压向中压(或低压)或者是同时向中低压低电，如上述接入系统方式中的a、b两种；另一类是高压和低压同时向中压供电，如上述接入系统方式中的b、c两种［1］。

为直观起见，举例来加以分析，假设某一变压器变量为120MVA，电压比为220/110/10kV，容量比为100/100/50，通常设计公共绕组的容量等于自耦变压器的计算容量，所以该变压器的公共绕组容量为：MVA(K12为高压侧与中压侧的变比)。

由此可知，高压侧额定电流为，高压侧额定电流即等于串联绕组的额定电流ICe；

中压侧额定电流为I2e＝120000/(31/2×110)=630A；

低压侧额定电流为I3e＝60000/(31/2×10)=3464A；

公共绕组额定电流为IＧe=计算容量

/(31/2×110)=60000(31/2×110)=315A。

降压变电站使用的自耦变压器第一类运行方式又可分为三种情形。

A.高压侧单独向中压侧供电(图1)

此时I3=0。该运行方式即为自耦变压器的自耦运行方式。高压侧以自耦方式向中压侧供电，有S1=S2。根据铁心中磁势平衡原理，有：其中： I1、I2、I3分别为高压侧、中压侧、低压侧的电流；IAB、IDB 分别为自耦方式运行时串联绕组、公共绕组的电流；IB为高、低压侧之间以变压器方式(电磁感应)运行时高压侧的电流；WAB、WCD、W3分别为串联绕组、公共绕组、低压绕组的匝数。

当自耦变压器在额定负荷下运行时，即S2=120MVA，U1＝220kV，K12＝2，可得：IC＝IDB=315A

可见，在这种运行方式下，若变压器未过负荷，则公共绕组不会过负荷，所以此时自耦变压器的过负荷保护可按普通变压器的方式装设。

B.高压侧单独向低压侧供电

此时I２＝０。该运行方式即为双绕组普通变压器的工作方式，高压侧以普通变压器方式向低压侧供电，有S1=S3。

当自耦变压器在额定负荷下运行时，即S3=60ＭＶＡ，U1＝220kＶ，可得：IG=IB=157.5A??

可见，在这种运行方式下，即使变压器低压侧满负荷，则公共绕组中的电流也未达到额定值，所以，此时自耦变压器的过负荷保护可按普通变压器的方式装设。

C.高压侧同时向中低压侧供电方式的电流流向(图3)?

这种方式可看作上面两种方式的迭加，高压侧输入容量分为两部分：、。

为高压侧以自耦方式传递给中压侧的容量，等于中压侧的输出容量，=S1，此时相当于高压侧单独向中压侧供电，高—中压绕组间自耦方式供电，IAB、IDB为串联绕组、公共绕组中流过的电流。

为高压侧以高、低压绕组间以变压器(电磁感应)方式传递的容量，等于低压侧的输出容量，=S3，相当于高压侧单独向低压侧供电，高—低压绕组间以电磁感应方式供电，IB为高压侧电流。

从图中可见，公共绕组中有两个电流：IDB和IB，且两电流方向相反，所以公共绕组中的电流为: IG=IDB-IB?

当低压侧满负荷运行时，即本例中的S3=60ＭＶＡ，则S2＝60MVA，且有U1=220kV，K12＝2，将其代入式(1-1′)、式(1-1″)，可以求得：?

所以，公共绕组中的电流为：IG=IDB-IB=0?

当中压侧满负荷运行时，即S2=120MVA，则S３=0MVA?，将其代入式(1-1)或(1-2)，同理，可求得：IDB＝315A；IB=0A，所以，此时公共绕组的电流为：IG=IDB-IB=315A

从上述分析可知，这种运行方式下，若变压器未过负荷，则公共绕组中的电流将会在0～315A的范围内，而不会超过额定值，所以，此时自耦变压器的公共绕组不会过负荷，可不装设过负荷保护。

高低压侧同时向中压侧供电时中压则的输出容量由、两部分组成。

为高压侧以自耦方式传递给中压侧的容量，等于中压侧的输出容量，=S2，此时相当于高压侧单独向中压侧供电，高一中压绕组间可以自耦方式供电，IAB、IDB为串联绕组、公共绕组中流过的电流。

为高压侧以变压器方式(电磁感应)方式传递的容量，等于低压侧的输出容量，=S3，相当于高压侧单独向低压侧供电，IB为高压侧流过的电流。

从图中可见，在这种运行方式下，公共绕组中的电流为：IG=IDB+IB，其中，IDB可由式(1-1″)求得。?

IB为低压侧通过变压器方式感应到中压侧的电流，则有：

当高压侧满负荷运行时，上面的算例中有S1=120MVA，且U1＝220kV，K12=2,代入式(1-1″)，可得：IDB=IＧe=315A?；可见，此时为了不使公共绕组过负荷，必须使低压侧的输出电流IB=0A。