变压器的作用及原理

变压器的作用及原理

变压器的作用及原理：变压器还可以用于电力线路的保护，可以有效防止超负荷、短路、弧光等现象，以及检测电力线路的参数。变压器的主要用途有：降低或者提高电压，用于电机的启动，用于电力线路的保护等。

变压器的作用及原理

变压器的工作原理是利用电磁感应原理，即电磁感应原理。当交流电流通过一个线圈时，会产生一个电磁场，而在另一线圈中，通过电磁感应而形成另一个线圈，从而形成变压器的电磁感应电场。因此，变压器的工作原理就是将交流电压通过磁场转换而产生的。

变压器的主要用途是降低或者提高电压，以满足电器设备的工作电压要求。在电力系统中，变压器可以实现电压的降低，以适应用户的需要，而且可以更有效地传输电能，减少损耗，从而提高电力系统的效率。另外，变压器还可以用于电力系统的重要部件，如变电站、输电线路和变电所等，以便将高压电力转换为低压电力，从而满足不同用户的需要。

变压器的组成

变压器组成部件包括器身(铁芯、绕组、绝缘、 引线)、变压器油、油箱和冷却装置、调压装置、保护装置(吸湿器、安全气道、气体继电器、储油柜及测温装置等)和出线套管。具体组成及功能：

(1)铁芯。 铁芯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0.35mm、0.3mm、0.27mm，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成。铁芯分为铁芯柱和横片两部分，铁芯柱套有绕组;横片是闭合磁路之用。

(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U1时，流过电流I1，在铁芯中就产生交变磁通O1，这些磁通称为主磁通，在它的作用下，两侧绕组分别感应电势，最后带动变压器调控装置。

变压器的过载能力及允许过载时间

过载10% ，变压器可持续运行 180分钟 。

过载20% ，变压器可持续运行 150分钟 。

过载30% ，变压器可持续运行 120分钟 。

过载60% ，变压器可持续运行 45分钟。

过载75% ，变压器可持续运行 15分钟 。

变压器的额定电流计算

额定电流是指用电设备在额定电压下，按照额定功率运行时的电流。也可定义为电气设备在额定环境条件(环境温度、日照、海拔、安装条件等)下可以长期连续工作的电流。用电器正常工作时的电流不应超过它的额定电流。

额定电流是由绕组的额定容量除以该绕组的额定电压及相应的系数(单相为1，三相为√3)而算得的流经绕组线端的电流。因此，变压器的额定电流就是各绕组的额定电流，是指线电流。但是，组成三相组的单相变压器，如绕组为三角形联结，绕组的额定电流则以线电流为分子，以√3为分母来表示，例如线电流为500A，则绕组的额定电流为(500/√3)A。

变压器在额定容量下运行时，绕组的电流为额定电流。参照国家标准GB/T15164—1994《油浸式电力变压器负载导则》，变压器可以过载运行，三相的额定容量不超过100 MVA(单相不超过33.3 MVA)时，可承受负载率(负载电流/额定电流)不大于1.5的偶发性过载，容量更大时可承受负载率不超过1.3的偶发性过载。

套管也应有相应的过载能力，绕组热点温度和顶层油温度分别不能超过140℃和105℃。

变压器的分类

(1)电力变压器

目前，已在系统运行的代表性产品包括：1150KV、1200MV·A，735～765KV、800MV·A、400～500KV、3相750MV·A或单相550MV·A，220KV、3相1300MV·A电力变压器;直流输电±500KV、400MV·A换流变压器。电力变压器主要为油浸式，产品结构为芯式和壳式两类。芯式生产量占95%，壳式只占5%。芯式与壳式相互间并无压倒性的优点，只是芯式工艺相对简单，因而被大多数企业采用;而壳式结构与工艺都要更为复杂，只有传统性工厂采用。壳式特别适用于高电压、大容量，其绝缘、机械及散热都有优点且适宜山区水电站的运输。

(2)配电变压器

国外配电变压器容量能达到2500KV·A，有圆形与椭圆形铁心形式。圆形的占绝大多数，椭圆形的由于M0(铁心柱的间距)小，因而用料可以减少，其对应线圈为椭圆形。低压线圈有线绕式与箔式，油箱有带散热管的(少数)与波纹式的(大多数)。

(3)干式变压器

近来来，干式变压器在国内得到迅猛发展，在京、沪和深等大城市，干变已经占到50%，而在其他大中城市也已经占到20%。干变有四种结构：环氧树脂浇注、加填料浇注、绕包和浸渍式。目前，欧美广泛采用开敞通风式H级干式变压器，是在浸渍式 基础上吸取了绕包式结构的特点并采用Nomex纸后发展起来的新型H级干变，由于售价高，在我国尚未推广。目前，国内通过短路试验容量最大的干式配电变 压器是2500KV·A、10/0.4KV;通过短路试验容量最大的干式电力变压器是16000KV·A、35/10KV。

(4)非晶合金变压器

非晶合金变压器虽然抗短路性能差，噪声大，但是节能，因此未来发展前景可观。目前，中国最大的非晶合金变压器铁心生产企业具有3000～4000t的铁心年产能力，铁心及变压器的生产技术并不是制约推广非晶合铁心金变压器的关键性因素，非晶合金带材的突破才能促成产品质的飞跃。

(5)卷铁心变压器

目前，卷铁心变压器的生产主要集中在10KV级，容量一般小于800KV·A，也试制了1600KV·A，但电力部门采购以315KV·A以下容量的居多，适合用于农网。 中国现有卷铁心变压器生产厂200多家，有一定规模的占20%。中国强卷铁心变压器生产能力约为1600万KV·A，但实际产量较低。