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变压器的制作原理及应用和参数解析

接地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。接触调压器使用事项接触式自耦调压器实质上是一种输出（端）电压可以调节的自耦变压器，不同容量的自耦调压器的线圈直流电阻不同，但通常都很小。

一、变压器的制作原理：

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。

二、分类

按冷却方式分类：干式(自冷)变压器、油浸(自冷)变压器、氟化物(蒸发冷却)变压器。　　按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。

按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、壳式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、环型变压器、金属箔变压器。

按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。

按用途分类：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器。

三、电源变压器的特性参数

工作频率变压器铁芯损耗与频率关系很大，故应根据使用频率来设计和使用，这种频率称工作频率。

额定功率在规定的频率和电压下，变压器能长期工作，而不超过规定温升的输出功率。

额定电压指在变压器的线圈上所允许施加的电压，工作时不得大于规定值。

电压比指变压器初级电压和次级电压的比值，有空载电压比和负载电压比的区别。

空载电流变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流对于50Hz电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电流。

空载损耗指变压器次级开路时，在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗，其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗(铜损)，这部分损耗很小。

效率指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大，效率就愈高。

绝缘电阻表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。

四、低频变压器的技术参数

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。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术参数是：变压比、频率特性、非线性失真、磁屏蔽和静电屏蔽、效率等。

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N2gt;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 式中n 称为电压比(圈数比) 。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。当nlt;1 时，则N1gt;N2 ，V1gt;V2 ，该变压器为j压变压器。反之则为升压变压器。

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。负载中的电流不是调压器的额定电流来决定的,它决定于调压器的输出电压。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。

稳压器与接地变压器的区别

稳压器与接地变压器是相对的，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)。接地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。理论上讲，当电力系统正常运行时，如果三相对称，则无论中性点接地方式如何，中性点的电压等于零。容量较大的稳压器，还采用电压补偿的原理工作。

1．防止接地变压器过载运行。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。重新更换电源开关K，然后接线进行试验，将调压器升压，同时用钳形电流表对一次电流时行监测，三相电流正常且三相平衡(此前A相电流大于B相、C相电流)。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***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***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，***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。由于热传递较慢，内外加热不均匀(内冷外热)，高电压大容量的变压器由于具有较厚的绝缘层，往往预热需要100h以上，生产周期很长，而且干燥得不彻底，很难满足变压器对绝缘的要求。当压力超过断电器保护定值而不跳闸时，会发生b炸。 　　

6．防止电j。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***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。按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、壳式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、环型变压器、金属箔变压器。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。

如避免变压器由于铁芯多点接地而造成的损失

一般在出现接地变压器铁芯多点接地时会出现两种异常情况

1、变压器中溶解气体发生变化

在变压器中溶解气体在众多发生铁芯多点接地故障时色谱分析结果表明通常有以下特点：

(1) 总烃含量高，往往超过150ppm，其组成气体含量的排列依C2H4-CH4-C2H6-C2H2顺序递减规律

(2) C2H4是铁芯多点接地故障的主要特征气体。如果我们将烃类各组成含量与总烃的比率计算出来，加以统计，得到明显 C2H4比率g。

(3) 总烃产生速率往往超过规程注意值，其中乙烯的产生速率呈急剧上升趋势。

4) 用IEC三比值法时，其特征气体的比值编码一般为0、2、2

(5) 估算的故障点温度一般高于700度，低于1000度

2、变压器铁芯接地电流发生变化

***电网公司企业标准Q/GDW534-2010 《变电设备在线监测系统技术导则》中规定

要使用变压器铁芯接地电流在线监测系统可以实时在线监测变压器铁芯接地电流的大小是否超过《电力设备预防性试验规程》 DLT/596-1996中规定运行中的变压器铁芯接地电流不大于0.1A，如果铁芯多点接地，环流很大时，则流经铁芯接地线的电流会明显增大，有的可达几安甚至几十安电流。例如2012年3月某某供电局使用了珠海市集森电器有限公司的JTX型变压器铁芯接地电流在线监测系统。于2012年7月18日下午3：23分 在线监测到500KV主变压器A相铁芯接地电流达到15.3A，通过有效的排查，发现由于金属***造成的铁心接地故障。自耦变压器j压启动在电机电流达到***d（平稳后）再切换，可以用计时器计时后决定计时时间。并有效的解除了变压器存在的隐患。