1、工作原理

      變壓器由鐵芯（或磁芯）和線(xiàn)圈組成，線(xiàn)圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線(xiàn)圈，其余的繞組叫次級線(xiàn)圈。它可以變換交流電壓、電流和阻抗。最簡(jiǎn)單的鐵心變壓器由一個(gè)軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個(gè)匝數不等的線(xiàn)圈構成。

      鐵心的作用是加強兩個(gè)線(xiàn)圈間的磁耦合。為了減少鐵內渦流和磁滯損耗，鐵心由涂漆的硅鋼片疊壓而成;兩個(gè)線(xiàn)圈之間沒(méi)有電的聯(lián)系，線(xiàn)圈由絕緣銅線(xiàn)（或鋁線(xiàn)）繞成。一個(gè)線(xiàn)圈接交流電源稱(chēng)為初級線(xiàn)圈（或原線(xiàn)圈），另一個(gè)線(xiàn)圈接用電器稱(chēng)為次級線(xiàn)圈（或副線(xiàn)圈）。實(shí)際的變壓器是很復雜的，不可避免地存在銅損（線(xiàn)圈電阻發(fā)熱）、鐵損（鐵心發(fā)熱）和漏磁（經(jīng)空氣閉合的磁感應線(xiàn)）等，為了簡(jiǎn)化討論這里只介紹理想變壓器。理想變壓器成立的條件是：忽略漏磁通，忽略原、副線(xiàn)圈的電阻，忽略鐵心的損耗，忽略空載電流（副線(xiàn)圈開(kāi)路原線(xiàn)圈線(xiàn)圈中的電流）。例如電力變壓器在滿(mǎn)載運行時(shí)（副線(xiàn)圈輸出額定功率）即接近理想變壓器情況。

      變壓器是利用電磁感應原理制成的靜止用電器。當變壓器的原線(xiàn)圈接在交流電源上時(shí)，鐵心中便產(chǎn)生交變磁通，交變磁通用φ表示。原、副線(xiàn)圈中的φ是相同的，φ也是簡(jiǎn)諧函數，表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應定律可知，原、副線(xiàn)圈中的感應電動(dòng)勢為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。 式中 N 1、N2 為原、副線(xiàn)圈的匝數。由圖可知U1=-e1，U2=e2 （原線(xiàn)圈物理量用下角標1表示，副線(xiàn)圈物理量用下角標2表示），其復有效值為U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ，令k=N1/N2， 稱(chēng)變壓器的變比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k， 即變壓器原、副線(xiàn)圈電壓有效值之比，等于其匝數比而且原、副線(xiàn)圈電壓的位相差為π。

進(jìn)而得出：

U1/U2=N1/N2

      在空載電流可以忽略的情況下，有I1/ I2=-N2/N1， 即原、副線(xiàn)圈電流有效值大小與其匝數成反比，且相位差π。

進(jìn)而可得

I1/ I2=N2/N1

      理想變壓器原、副線(xiàn)圈的功率相等P1=P2 。說(shuō)明理想變壓器本身無(wú)功率損耗。實(shí)際變壓器總存在損耗，其效率為η=P2/P1 。電力變壓器的效率很高，可達90%以上。

2. 特征參數

1）額定容量

      指變壓器工作狀態(tài)下的輸出功率，用視在功率表示。用SN 表示，單位為KVA或VA。

2）額定電壓

      指單相或三相變壓器出線(xiàn)端子之間施加的電壓值。用UN表示，單位為KV或V。一次額定電壓用UN1 表示，二次額定電壓用UN2表示。

3）額定電流

      指在額定容量和允許溫升條件下，通過(guò)變壓器一、二次繞組出線(xiàn)端子的電流，用IN表示，單位KA或A。一次繞組電流用IN1表示，二次繞組電流用IUN21 表示。

4）額定頻率

      批變壓器設計時(shí)所規定的運行頻率。用?N 表示，單位赫茲（HZ）。我國規定額定頻率為50HZ。

5）空載損耗

      空載損耗也叫鐵損，指當以額定頻率的寶寶電壓施加于一側繞組的端子上，別一側繞組出線(xiàn)開(kāi)路時(shí)，變壓器所吸取的有功功率，用P0表示，單位為W或KW?？蛰d損耗主要為鐵芯中磁滯損耗和渦流損耗，其值大小與鐵芯材質(zhì)、制作工藝密切相關(guān)，一般認為一臺變壓器的空載損耗不會(huì )隨負荷大小的變化而變化。

6）空載電流

      變壓器次級開(kāi)路時(shí)，初級仍有一定的電流，這部分電流稱(chēng)為空載電流?？蛰d電流由磁化電流（產(chǎn)生磁通）和鐵損電流（由鐵芯損耗引起）組成。對于50Hz電源變壓器而言，空載電流基本上等于磁化電流。用I0表示。通常用空載電流占額定電流的百分數表示，即 I 0（%） =（I 0/I N ）× 。變壓器容量越大，數值越小。

7）負載損耗

      負載損耗也叫短路損耗、銅損，是指當帶分接的繞組接在其主分接位置上并接入額定頻率的電壓，另一側繞組的出線(xiàn)端子短路，流過(guò)繞組出線(xiàn)端子的電流為額定電流時(shí)，變壓器所消耗的有功功率，用PK表示。單位為W或KW。負載損耗的大小取決于繞組的材質(zhì)等，運行中的負載損耗大小隨負荷的變化而變化。

8）變比

      批變壓器高壓側額定電壓與低壓側額定電壓之比，即UN1/UN2。

9）絕緣電阻

      表示變壓器各線(xiàn)圈之間、各線(xiàn)圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關(guān).

10）阻抗電壓（%）

      把變壓器的二次繞組短路,在一次繞組慢慢升高電壓,當二次繞組的短路電流等于額定值時(shí),此時(shí)一次側所施加的電壓.一般以額定電壓的百分數表示.

11）相數

      三相開(kāi)頭以S表示，單相開(kāi)頭以D表示。

12）聯(lián)結組標號

      根據變壓器一、 二次繞組的相位關(guān)系,把變壓器繞組連接成各種不同的組合,稱(chēng)為繞組的聯(lián)結組。為了區別不同的聯(lián)結組,常采用時(shí)鐘表示法,即把高壓側線(xiàn)電壓的相量作為時(shí)鐘的長(cháng)針,固定在12上,低壓側線(xiàn)電壓的相量作為時(shí)鐘的短針,看短針指在哪一個(gè)數字上,就作為該聯(lián)結組的標號.如Dyn11表示一次繞組是（三角形）聯(lián)結，二次繞組是帶有中心點(diǎn) 的（星形）聯(lián)結，組號為(11)點(diǎn)。

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