变压器基础知识详解

变压器

变压器(biàn'ya'qì)(Transformer)是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。在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，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。变压器的功能主要有：电压变换；电流变换，阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等。

上海英施丹—变压器

变压器的功能主要有：电压变换；电流变换，阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等，变压器常用的铁芯形状一般有E型和C型铁芯，XED型，ED型，CD型。

变压器按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器、电抗器、抗干扰变压器、防雷变压器、箱式变电器试验变压器、转角变压器、大电流变压器、励磁变压器。

变压器的最基本形式，包括两组绕有导线之线圈，并且彼此以电感方式称合一起。当一交流电流(具有某一已知频率)流于其中之一组线圈时，于另一组线圈中将感应出具有相同频率之交流电压，而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。

一般指连接交流电源的线圈称之为「一次线圈」(Primary coil);而跨于此线圈的电压称之为「一次电压」。在二次线圈的感应电压可能大于或小于一次电压，是由一次线圈与二次线圈间的「匝数比」所决定的。因此，变压器区分为升压与降压变压器两种。

大部分的变压器均有固定的铁芯，其上绕有一次与二次的线圈。基于铁材的高导磁性，大部分磁通量局限在铁芯里，因此，两组线圈藉此可以获得相当高程度之磁耦合。在一些变压器中，线圈与铁芯二者间紧密地结合，其一次与二次电压的比值几乎与二者之线圈匝数比相同。因此，变压器之匝数比，一般可作为变压器升压或降压的参考指标。由于此项升压与降压的功能，使得变压器已成为现代化电力系统之一重要附属物，提升输电电压使得长途输送电力更为经济，至于降压变压器，它使得电力运用方面更加多元化，可以这样说，没有变压器，现代工业实无法达到目前发展的现状。

电子变压器除了体积较小外，在电力变压器与电子变压器二者之间，并没有明确的分界线。一般提供50Hz电力网络之电源均非常庞大，它可能是涵盖有半个洲地区那般大的容量。电子装置的电力限制，通常受限于整流、放大，与系统其它组件的能力，其中有些部分属放大电力者，但如与电力系统发电能力相比较，它仍然归属于小电力之范围。各种电子装备常用到变压器，理由是：提供各种电压阶层确保系统正常操作；提供系统中以不同电位操作部分得以电气隔离；对交流电流提供高阻抗，但对直流则提供低的阻抗；在不同的电位下，维持或修饰波形与频率响应。「阻抗」其中之一项重要概念，亦即电子学特性之一，其乃预设一种设备，即当电路组件阻抗系从一阶层改变到另外的一个阶层时，其间即使用到一种设备-变压器。

变压器又有其做试验而用的，称之为试验变压器，分别可以分为充气式，油浸式，干式等试验变压器，是发电厂、供电局及科研单位等广大用户的用来做交流耐压试验的基本试验设备，通过了国家质量监督局的标准，用于对各种电气产品、电器元件、绝缘材料等

进行规定电压下的绝缘强度试验。

1．防止变压器过载运行。如果长期过载运行，会引起线圈发热，使绝缘逐渐老化，造成匣间短路、相间短路或对地短路及油的分解。

2.防止变压器铁芯绝缘老化损坏。铁芯绝缘老化或夹紧螺栓套管损坏，会使铁芯产生很大的涡流，引起铁芯长期发热造成绝缘老化。

3.防止检修不慎破坏绝缘。变压器检修吊芯时，应注意保护线圈或绝缘套管，如果发现有擦破损伤，应及时处理。

编辑本段组成

上海英施丹—变压器

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。

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0.35 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。

铁芯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，在它作用下，两侧绕组分别感应电势E1，E2，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U1和U2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（I0），这个电流称为激磁电流。当二次侧加负载流过负载电流I2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I0，一部分为用来平衡I2，所以这部分电流随着I2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。

变压器一般指连接交流电源的线圈称之为「一次线圈」(Primary coil);而跨于此线圈的电压称之为「一次电压.」。在二次线圈的感应电压可能大于或小于一次电压，是由一次线圈与二次线圈问的「匝数比」所决定的。因此，变压器区分为升压与降压变压器两种。

大部份的变压器均有固定的铁芯，其上绕有一次与二次的线圈。基于铁材的高导磁性，大部份磁通量局限在铁芯里，因此，两组线圈藉此可以获得相当高程度之磁耦合。在一些变压器中，线圈与铁芯二者间紧密地结合，其一次与二次电压的比值几乎与二者之线圈匝数比相同。因此，变压器之匝数比，一般可作为变压器升压或降压的参考指标。由于此项升压与降压的功能，使得变压器已成为现代化电力系统之一重要附属物，提升输电电压使得长途输送电力更为经济，至于降压变压器，它使得电力运用方面更加多元化，可以这样说，没有变压器，现代工业实无法达到目前发展的现况。

编辑本段工作原理

变压器是变换交流电压、交变电流和阻抗的器件，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。

编辑本段技术参数

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术参数有：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、静电屏蔽、效率等。

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N2U1/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，依此类推。

变压器的效率

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。

上海英施丹-大功率高压配电变压器

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。

变压器的功率

变压器铁芯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。虽然负载增加铁芯不会饱和，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，随着超导材料和铁芯材料的发展，相同体积或重量的变压器输出功率会增大，但不是无限大！

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。

检测

一、中周变压器的检测。

二、电源变压器的检测。

编辑本段绝缘等级

变压器的绝缘等级，并不是绝缘强度的概念，而是允许的温升的标准，即绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F、H级。绝缘的温度等级分为A级 E级B级 F级H级。各绝缘等级具体允许温升标准如下：

最高允许温度（℃）105 120 130 155 180

上海英施丹-变压器

绕组温升限值（K）60 75 80 100 125

性能参考温度（℃）80 95 100 120 145

变压器的容量等级：30、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000、25000、31500、40000、50000、63000、90000、120000、150000、180000、260000、360000、400000 kVA。通常，容量为630KVA及以下的变压器统称为小型变压器；800~6300KVA的变压器称为中型变压器；8000~63000KVA的变压器称为大型变压器；90000KVA以上的变压器称为特大型变压器。

编辑本段变压器损耗

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。

编辑本段绕制材料

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。

编辑本段分类

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：依靠空气对流进行自然冷却或增加风机冷却，多用于高层建筑、高速收费站点用电及局部照明、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、电容式变压器、移相变压器等。

(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

上海英施丹-箱式变压器

。

编辑本段干燥处理

1.感应加热法

这种方法是将器身放在油箱内，外绕组线圈通以工频电流，利用油箱壁中涡流损耗的发热来干燥。此时箱壁的温度不应超过115~120℃，器身温度不应超过90~95℃。为了缠绕线圈的方便，尽可能使线圈的匝数少些或电流小些，一般电流选150A，导线可有用35~50mm2的导线。油箱壁上可垫石棉条多根，导线绕在石棉条上。

2.热风干燥法

这种方法是将器身放在干燥室内通热风进行干燥。进口热风温度应逐渐上升，最高温度不应超过95℃，在热风进口处应装设过滤器以防止火星和灰尘进人。热风不要直接吹向器身，尽可能从器身下面均匀地吹向各个方向，使潮气由箱盖通气孔放出。

编辑本段常见故障

变压器的渗漏是变压器故障的常见问题，特别是一些运行年限已久的变压器更为普遍，轻者污染设备外表影响美观，重者威胁设备安全运行甚至人员生命，变压器的渗漏包括进出空气(正常经吸湿器进入的空气除外和渗漏油。

变压器的渗漏原因

造成渗漏的原因主要有两个方面：一方面是在变压器设计及制造工艺过程中潜伏下来的；另一方面是由于变压器的安装和维护不当引起的。变压器主要渗漏部位经常出现在散热器接口、平面碟阀帽子、套管、瓷瓶、焊缝、砂眼、法兰等部位。

1、进出空气

进出空气是一种看不见的渗漏形式。例如套管头部、储油柜的隔膜、安全气道的玻璃、焊缝砂眼以及钢材夹砂等部位的进出空气都是看不见的。多年来，电力系统的主要恶性事故大多是绕组的烧伤事故和因变压器低压出口短路对器身的严重损坏。

2、渗漏油的分类

变压器的渗漏油可分为内漏和外漏两种，而外漏又可分为焊缝渗漏和密封面渗漏两种。

(1)内漏。内漏最普遍的就是充油套管中的油以及有载调压装置切换开关油室的油向变压器本体渗漏。

(2)外漏。外漏分为焊缝渗漏和密封面渗漏两种：

焊缝渗漏。焊缝渗漏是由于钢板焊接部位存在砂眼所造成的。

密封面渗漏。密封面渗漏情况比较复杂，要具体问题具体分析。在变压器大修或安装过程中应把防止密封面渗漏作为一项重要工作。

故障分析解决方案

1、焊接处渗漏油

主要是焊接质量不良，存在虚焊，脱焊，焊缝中存在针孔，砂眼等缺陷，变压器出厂时因有焊药和油漆覆盖，运行后隐患便暴露出来，另外由于电磁振动会使焊接振裂，造成渗漏。对于已经出现渗漏现象的，首先找出渗漏点，不可遗漏。针对渗漏严重部位可采用扁铲或尖冲子等金属工具将渗漏点铆死，控制渗漏量后将治理表面清理干净，目前多采用

高分子复合材料进行固化，固化后即可达到长期治理渗漏的目的。

2、密封件渗漏油

密封不良原因，通常箱沿与箱盖的密封是采用耐油橡胶棒或橡胶垫密封的，如果其接头处处理不好会造成渗漏油故障，有的是用塑料带绑扎，有的直接将两个端头压在一起，由于安装时滚动，接口不能被压牢，起不到密封作用，仍是渗漏油。可用福世蓝材料进行粘接，使接头形成整体，渗漏油现象得到很大的控制；若操作方便，也可以同时将金属壳体进行粘接，达到渗漏治理目的。

3、法兰连接处渗漏油

法兰表面不平，紧固螺栓松动，安装工艺不正确，使螺栓紧固不好，而造成渗漏油。先将松动的螺栓进行紧固后，对法兰实施密封处理，并针对可能渗漏的螺栓也进行处理，达到完全治理目的。对松动的螺栓进行紧固，必须严格按照操作工艺进行操作。

4、铸铁件渗漏油

渗漏油主要原因是铸铁件有砂眼及裂纹所致。针对裂纹渗漏，钻止裂孔是消除应力避免延伸的最佳方法。治理时可根据裂纹的情况，在漏点上打入铅丝或用手锤铆死。然后用丙酮将渗漏点清洗干净，用材料进行密封。②铸造砂眼可直接用材料进行密封。

5、螺栓或管子螺纹渗漏油

出厂时加工粗糙，密封不良，变压器密封一段时间后便产生渗漏油故障。采用高分子材料将螺栓进行密封处理，达到治理渗漏的目的。另一种办法是将螺栓（螺母）旋出，表

面涂抹福世蓝脱模剂后，再在表面涂抹材料后进行紧固，固化后即可达到治理目的。

6、散热器渗漏油

散热器的散热管通常是用有缝钢管压扁后经冲压制成在散热管弯曲部分和焊接部分常产生渗漏油，这是因为冲压散热管时，管的外壁受张力，其内壁受压力，存在残余应力所致。将散热器上下平板阀门（蝶阀）关闭，使散热器中油与箱体内油隔断，降低压力及渗漏量。确定渗漏部位后进行适当的表面处理，然后采用福世蓝材料进行密封治理。

7、瓷瓶及玻璃油标渗漏油

通常是因为安装不当或密封失效所制。高分子复合材料可以很好的将金属、陶瓷、玻璃等材质进行粘接，从而达到渗漏油的根本治理。

编辑本段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叉插入的，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。

上海英施丹-油浸式电力变压器

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。

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。

编辑本段磁屏蔽

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.

编辑本段电力变压器检查规定

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!

编辑本段变压器的效率

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.

编辑本段变压器移相方法

最简单的移相方法就是二次侧采用量、角联结的两个绕组，可以使整流电炉的脉波数提高一倍。

对于大功率整流设备，需要脉波数也较多，脉波数为18、24、36等应用的日益增多，这就必须在整流变压器一次侧设置移相绕组来进行移相。移相绕组与主绕组联结方式有三种，即曲折线、六边形和延边三角形。

用于电化学行业的整流变压器的调压范围比电炉变压器要大的多，对于化工食盐电解，整流变压器调压范围通常是56%--105%，对于铝电解来说，调压范围通常是5%--105%。常用的调压方式如电炉变压器一样有变磁通调压，串联变压器调压和自耦调压器调压。

另外，由于整流元件的特性，可以在整流电炉的阀侧直接控制硅整流元件导通的相位角度，可以平滑的调整整流电压的平均值，这种调压方式称为相控调压。实现相控调压，一是采用晶阀管，二是采用自饱和电抗器，自饱和电抗器基本上是由一个铁心和两个绕组组成的，一个是工作绕组，它串联联结在整流变压器二次绕组与整流器之间，流过负载电流;另一个是直流控制绕组，是由另外的直流电源提供直流电流，其主要原理就是利用铁磁材料的非线性变化，使工作绕组电抗值有很大的变化。调节直流控制电流，即可调节相控角α，从而调节整流电压平均值。

编辑本段变压器电压比

你对电压比了解多少呢?级次级电压和线圈圈数又有什么关系呢?请看下面的详细解答。

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=n

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

编辑本段变压器安全

当今世界，无论是发达国家还是发展中国家，配电变压器都存在安全、环保方面的问题，成为制约电力工业可持续发展的因素，引起全行业密切关注。

今年夏天，国内先后有19个城市出现了限电或拉电的情况，国外美、加8月14日停电事件导致数10万人陷入黑暗，美国仅一天停电损失达300亿美元，加拿大安大略省损失50亿加元。随后，英国伦敦发生大面积停电事件。持续不断地停电既影响了人们正常

的工作生活，同时又影响了人们的生活质量。人们在关注电力网的时候可能尚未意识到配电网中终端设备配电变压器存在的安全隐患与环保问题。迎峰度夏期间，因设备包括配变在内的故障造成了许多电力用户停电，对社会稳定和人民群众的生活带来了一定影响。例如，8月17日的《中国电报》以《抢修、抢修、再抢修》为题报道了某用电管理所抢修班的一天。“7月23日一个小小用电所接到抢修电话300个”。配电变压器故障是导致抢修频繁的一个重要原因。

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。

编辑本段变压器绝缘等级

绝 缘 等 级 A E B F H N C

最高运行温度℃ 105 120 130 155 180 200 220

绕组最高允许温升K 60 75 80 100 125 135 150

编辑本段稳压器与变压器的区别

稳压器与变压器是相对的，变压器是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)。

变压器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。

而稳压器由调压电路、控制电路、及伺服电机等组成，当输入电压或负载变化时，控制电路进行取样、比较、放大，然后驱动伺服电机转动，使调压器碳刷的位置改变，通过自动调整线圈匝数比，从而保持输出电压的稳定。容量较大的稳压器，还采用电压补偿的原理工作。

编辑本段运行维护主要内容

1．防止变压器过载运行。如果长期过载运行，会引起线圈发热，使绝缘逐渐老化，造成匣间短路、相间短路或对地短路及油的分解。

2．保证绝缘油质量。变压器绝缘油在贮存、运输或运行维护中，若油质量差或杂质、水分过多，会降低绝缘强度。当绝缘强度降低到一定值时，变压器就会短路而引起电火花、电弧或出现危险温度。因此，运行中变压器应定期化验油质，不合格的油应及时更换。 把安全工程师站点加入收藏夹

3．防止变压器铁芯绝缘老化损坏。铁芯绝缘老化或夹紧螺栓套管损坏，会使铁芯产生很大的涡流，引起铁芯长期发热造成绝缘老化。

4．防止检修不慎破坏绝缘。变压器检修吊芯时，应注意保护线圈或绝缘套管，如果发现有擦破损伤，应及时处理。

5．保证导线接触良好。线圈内部接头接触不良，线圈之间的连接点、引至高、低压侧套管的接点、以及分接开关上各支点接触不良，会产生局部过热，破坏绝缘，发生短路或断路。此时所产生的高温电弧会使绝缘油分解，产生大量气体，变压器内压力加。当压力超过瓦斯断电器保护定值而不跳闸时，会发生爆炸。

6．防止电击。电力变压器的电源一般通过架空线而来，而架空线很容易遭受雷击，变压器会因击穿绝缘而烧毁。

7．短路保护要可靠。变压器线圈或负载发生短路，变压器将承受相当大的短路电流，

如果保护系统失灵或保护定值过大，就有可能烧毁变压器。为此，必须安装可靠的短路保护装置。

8．保持良好的接地。对于采用保护接零的低压系统，（考试．大）变压器低压侧中性点要直接接地当三相负载不平衡时，零线上会出现电流。当这一电流过大而接触电阻又较大时，接地点就会出现高温，引燃周围的可燃物质。

9．防止超温。变压器运行时应监视温度的变化。如果变压器线圈导线是A级绝缘，其绝缘体以纸和棉纱为主，温度的高低对绝缘和使用寿命的影响很大，温度每升高8℃，绝缘寿命要减少50%左右。变压器在正常温度(90 ℃)下运行，（考试－大）寿命约20年；若温度升至105℃，则寿命为7年5温度升至120℃，寿命仅为两年。所以变压器运行时，一定要保持良好的通风和冷却，必要时可采取强制通风，以达到降低变压器温升的目的。

编辑本段变压器安全操作规程

1、岗位安全职责

1.1负责电力变压器安装前的检查和保养，并做好检查和保养的记录。

1.2负责安装过程中的变压器的完好无损。

1.3严格按安全技术交底和操作规程实施作业。

2、岗位任职条件

2.1接受过专门的专业安全技术及技能培训。

2.2有统一配发的变配电设备安装上岗证，持证上岗。

3、上岗作业准备

3.1接受安全技术交底，清楚其内容，具体包括：变压器的安装高度、一次高压引下线、二次出线、配电箱安装等。

3.2施工前，检查电力变压器规格型号是否满足设计要求。

3.3施工前，施工负责人必须亲自检查现场布置情况，作业人员应认真检查各自操作项目的现场布置情况。

4、安全操作规程

4.1大型油浸变压器安装前必须依据安装使用说明书编写安全施工措施。

4.2充氮变压器未经充分排氮（其气体含氧密度>18%），严禁工作人员入内。充氮变压器注油时，任何人不得在排气孔处停留。

4.3大型油浸变压器在放油及滤油过程中，外壳及各侧绕组必须可靠接地。

4.4变压器吊芯检查时，不得将芯子叠放在油箱上，应放在事先准备好的干净支垫物上。在放松起吊绳索前，不得在芯子上进行任何工作。

4.5变压器吊罩检查时，应移开外罩并放置干净垫木上，再开始芯部检查工作。吊罩时四周均应设专人监护，严禁外罩碰及芯部任何部位。

4.6变压器吊芯或吊罩时必须起落平稳。

4.7进行变压器内部检查时，通风和照明必须良好，并设专人监护；工作人员应穿无钮扣、无口袋的工作服、耐油防滑靴，带入的工具必须拴绳、登记、清点，严防工具及杂物遗留在器体内。

4.8外罩法兰螺栓必须对称均匀地松紧。

4.9检查大型变压器芯子时，应搭设脚手架，严禁攀登引线木架上下。

4.10储油和油处理现场必须配备足够可靠的消防器材，必须制定明确的消防责任制，场地应平整、清洁，10m范围内不得有火种及易燃易爆物品。

4.11变压器附件有缺陷需要进行焊接处理时，应放尽残油，除净表面油污，运至安全地点后进行。

4.12变压器引线焊接不良需在现场进行补焊时，应采取绝热和隔离措施。

4.13对已充油的变压器微小渗漏允许补焊。

4.14变压器的顶部应有开启的孔洞。

4.15焊接部位必须在油面以下。

4.16严禁火焊，应采用断续的电焊。

4.17焊点周围油污应清理干净。

4.18应有妥善的安全防火措施，并对参加人员进行安全技术交底。

4.19变压器进行干燥前应制定安全技术措施及必要的管理制度。

4.20干燥变压器使用的电源及导线应经计算，电路中应有过负荷自动切断装置及过热报警装置。

4.21干燥变压器时，应根据干燥的方式，在铁芯、绕组或上层油面上装设温度计，但严禁使用水银温度计。

4.22干燥变压器应设值班人员。值班人员应经常巡视各部位温度有无过热及异常情况，并作好记录。值班人员不得擅自离开干燥现场。

4.23采用短路干燥时，短路线应连接牢固。采用涡流干燥时，应使用绝缘线；使用裸线时必须用低压电源，并应有可靠的绝缘措施。

4.24使用外接电源进行干燥时，变压器外壳应接地。

4.25使用真空热油循环进行干燥时，其外壳及各侧绕组必须可靠接地。

4.26干燥变压器现场不得放置易燃物品，并应准备足够的消防器材。

5、其他注意事项

5.1在电力变压器安装过程中，应由经验丰富的设备安装负责人现场指挥。

5.2 非施工人员不得进入作业区。

5.3夜间施工时，作业区应有良好的照明