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變壓器的結構原理、用途分類及負荷能力（圖）一、變壓器的基本結構。
1油浸變壓器的結構。
2全密封變壓器的結構。
二、變壓器的原理。
變壓器是電力系統中主要用來改變電壓、傳遞電能的重要設備，是電網安全、經濟運行的基礎。變壓器主要是根據電磁感應原理進行工作的。在閉合的鐵芯上，繞有兩個互相絕緣的繞組，其中，接入電源的一側叫一次繞組，輸出電能的一側叫二次繞組。當交流電源電壓加到一次側繞組後，就有交流電流通過該繞組，在鐵芯中產生交變磁通。這個交變磁通不僅穿過一次側繞組，同時也穿過二次側繞組，兩個繞組中分別產生感應電勢e1和e2。這時，如果二次側繞組與外電路的負載接通，便有電流流入負載，即二次側繞組有電能輸出。<一>變壓器的用途。
現代化的工業企業廣泛的採用電力作為能源，而發電廠發出的電力往往需經遠距離傳輸才能到達用電地區。在傳輸的功率恆定時，傳輸電壓越高，則所需的電流越小。因為電壓降正比於電流。線損正比於電流的平方，所以用較高的輸電電壓可以獲得較低的線路壓降和線路損耗，要製造電壓很高的發電機，目前技術很困難，所以要用專門的設備將發電機端的電壓升高以後再輸送出去，這種專門的設備就是變壓器。另一方面，在受電端又必須用降壓變壓器將高壓降低到配電系統的電壓，故要經過一系列配電變壓器將高壓降低到合適的值以供使用。
由以上可知，變壓器是一種通過改變電壓而傳輸交流電能的靜止感應電器。在電力系統中，變壓器的地位十分重要，不僅所需數量多，而且性能好，運行安全靠。
變壓器除了應用在電力系統中，還應用在需要特種電源的工礦企業中。例如：冶煉用的電爐變壓器，電解或化工用的整流變壓器，焊接用的電焊變壓器，試驗用的試驗變壓器，交通用的牽引變壓器，以及補償用的電抗器，保護用的消弧線圈，測量用的互感器等。
<二>變壓器的分類。
1>按用途分類：有電力變壓器、特種變壓器（電爐變、整流變、工頻試驗變壓器、調壓器、礦用變、衝擊變壓器、電抗器、互感器等。
2>按結構型式分類：有單項變壓器、三相變壓器及多相變壓器。
3>按冷卻介質分類：有乾式變壓器、液（油）浸變壓器及充氣變壓器等。
4>按冷卻方式分類：有自然冷式、風冷式、水冷式、強迫油循環風（水）冷方式、及水內冷式等。
5>按線圈數量分類：有自耦變壓器、雙繞組及三繞組變壓器等。
6>按導電材質分類：有銅線變壓器、鋁線變壓器及半銅半鋁、超導等變壓器。
7>按調壓方式分類：可分為無勵磁調壓變壓器、有載調壓變壓器。
8>按中性點絕緣水平分類：有全絕緣變壓器、半絕緣（分級絕緣）變壓器。
9>按鐵心型式分類：有心式變壓器、殼式變壓器及輻射式變壓器等。
在電力網中，把水力、火力及其它形式電廠中發電機組能產生的交流電壓升高後向電力網輸出電能的變壓器稱為升壓變壓器，火力發電廠還要安裝廠用電變壓器，供起動機組之用，用於降低電壓的變壓器稱為降壓變壓器，用於聯絡兩種不同電壓網絡的變壓器稱為聯絡變壓器。將電壓降低到電氣設備工作電壓的變壓器稱為配電變壓器。配電前用的各級變壓器稱為輸電變壓器。變壓器在電力網中的應用示意圖變壓器的過負荷能力，是指在較短時間內所能輸出最大的容量。即在不損壞變壓器線圈的絕緣和降低變壓器使用壽命的條件下，它可能大於變壓器的額定容量。變壓器的過負荷能力分正常過負荷能力和事故過負荷能力兩種。
變壓器的正常過負荷指的是不影響其壽命，在正常運行時允許的過負荷。這是因為變壓器在一晝夜內的負荷，有時是高峰，有時是低谷，在低谷時，變壓器在較低的溫度下運行，其次，在一年內，季節性的溫度也在變化，因此在變壓器的絕緣和壽命不受影響的前提下，變壓器可以在高峰負荷及冬季時過負荷運行。
當發生事故時，為保證重要設備的連續供電，變壓器允許短時間過負荷的能力，稱為事故過負荷能力。事故過負荷會引起變壓器繞組絕緣溫度超過允許值，使絕緣老化速度比正常條件下快得多，因而會縮短變壓器的使用年限。但考慮到事故發生的機會少，而且變壓器平時往往欠負荷運行，因此短時間的過負荷不會引起絕緣的顯著損壞。
自然冷卻油浸變壓器允許的事故過負荷能力。
過負荷倍數1.31.451.601.752.0。
允許持續時間（min）12080452010。
乾式變壓器允許的事故過負荷能力。
過負荷倍數1.21.31.41.51.6。
允許持續時間（min）604532185。
五、允許的短路電流：
變壓器的允許短路電流應根據變壓器的阻抗與系統阻抗來確定。但但不應超過線圈額定電流的25倍，當超過25倍時，應採取限制短路的措施。短路電流的持續時間不得超過：
短路電流倍數20以上20-1515以下。
持續時間（s）234。
六、變壓器銘牌的意義。
每台變壓器具有一系列數據，某些數據在銘牌上標出。型號第一部分是漢語拼音的代表符號。表示產品分類、結構特徵等；型號第二部分是數據，分子代表額定容量，分母代表高壓繞組電壓等級。
七、變壓器的並列運行。
1.一般運行條件。
變壓器的外加一次電壓可比額定電壓高，一般若所加一次電壓不高於分接額定電壓的105%，變壓器可按額定電流運行。對電流與電壓的相互關係如無特殊要求，當負荷電流為額定電流的k（0≤k≤1）倍時，按以下公式對電壓加以限制。
u（%）=110-5k2。
式中k—負載係數，負荷電流與額定電流的比值。
無載調壓變壓器在額定電壓±5%範圍內改換分接頭位置運行時，其額定容量不變，如為：-7.5%和-10%分接時，則容量應相應降低2.5%和5%.有載調壓變壓器各分接頭位置的容量應按製造廠的規定運行。
為防止變壓器繞組過熱，變壓器油質加速劣化，自然循環冷卻變壓器頂層油溫一般不應超過85℃。
2、並列運行的條件：
（1）接線組別相同。
（2）變比相同（允許有±0.5%的差值）。
（3）短路電壓相等（允許有±10%的差值）。
除滿足以上三個條件外，並列運行的變壓器的容量比一般不超過3：1。
1油浸變壓器的結構。
2全密封變壓器的結構。
二、變壓器的原理。
變壓器是電力系統中主要用來改變電壓、傳遞電能的重要設備，是電網安全、經濟運行的基礎。變壓器主要是根據電磁感應原理進行工作的。在閉合的鐵芯上，繞有兩個互相絕緣的繞組，其中，接入電源的一側叫一次繞組，輸出電能的一側叫二次繞組。當交流電源電壓加到一次側繞組後，就有交流電流通過該繞組，在鐵芯中產生交變磁通。這個交變磁通不僅穿過一次側繞組，同時也穿過二次側繞組，兩個繞組中分別產生感應電勢e1和e2。這時，如果二次側繞組與外電路的負載接通，便有電流流入負載，即二次側繞組有電能輸出。<一>變壓器的用途。
現代化的工業企業廣泛的採用電力作為能源，而發電廠發出的電力往往需經遠距離傳輸才能到達用電地區。在傳輸的功率恆定時，傳輸電壓越高，則所需的電流越小。因為電壓降正比於電流。線損正比於電流的平方，所以用較高的輸電電壓可以獲得較低的線路壓降和線路損耗，要製造電壓很高的發電機，目前技術很困難，所以要用專門的設備將發電機端的電壓升高以後再輸送出去，這種專門的設備就是變壓器。另一方面，在受電端又必須用降壓變壓器將高壓降低到配電系統的電壓，故要經過一系列配電變壓器將高壓降低到合適的值以供使用。
由以上可知，變壓器是一種通過改變電壓而傳輸交流電能的靜止感應電器。在電力系統中，變壓器的地位十分重要，不僅所需數量多，而且性能好，運行安全靠。
變壓器除了應用在電力系統中，還應用在需要特種電源的工礦企業中。例如：冶煉用的電爐變壓器，電解或化工用的整流變壓器，焊接用的電焊變壓器，試驗用的試驗變壓器，交通用的牽引變壓器，以及補償用的電抗器，保護用的消弧線圈，測量用的互感器等。
<二>變壓器的分類。
1>按用途分類：有電力變壓器、特種變壓器（電爐變、整流變、工頻試驗變壓器、調壓器、礦用變、衝擊變壓器、電抗器、互感器等。
2>按結構型式分類：有單項變壓器、三相變壓器及多相變壓器。
3>按冷卻介質分類：有乾式變壓器、液（油）浸變壓器及充氣變壓器等。
4>按冷卻方式分類：有自然冷式、風冷式、水冷式、強迫油循環風（水）冷方式、及水內冷式等。
5>按線圈數量分類：有自耦變壓器、雙繞組及三繞組變壓器等。
6>按導電材質分類：有銅線變壓器、鋁線變壓器及半銅半鋁、超導等變壓器。
7>按調壓方式分類：可分為無勵磁調壓變壓器、有載調壓變壓器。
8>按中性點絕緣水平分類：有全絕緣變壓器、半絕緣（分級絕緣）變壓器。
9>按鐵心型式分類：有心式變壓器、殼式變壓器及輻射式變壓器等。
在電力網中，把水力、火力及其它形式電廠中發電機組能產生的交流電壓升高後向電力網輸出電能的變壓器稱為升壓變壓器，火力發電廠還要安裝廠用電變壓器，供起動機組之用，用於降低電壓的變壓器稱為降壓變壓器，用於聯絡兩種不同電壓網絡的變壓器稱為聯絡變壓器。將電壓降低到電氣設備工作電壓的變壓器稱為配電變壓器。配電前用的各級變壓器稱為輸電變壓器。變壓器在電力網中的應用示意圖變壓器的過負荷能力，是指在較短時間內所能輸出最大的容量。即在不損壞變壓器線圈的絕緣和降低變壓器使用壽命的條件下，它可能大於變壓器的額定容量。變壓器的過負荷能力分正常過負荷能力和事故過負荷能力兩種。
變壓器的正常過負荷指的是不影響其壽命，在正常運行時允許的過負荷。這是因為變壓器在一晝夜內的負荷，有時是高峰，有時是低谷，在低谷時，變壓器在較低的溫度下運行，其次，在一年內，季節性的溫度也在變化，因此在變壓器的絕緣和壽命不受影響的前提下，變壓器可以在高峰負荷及冬季時過負荷運行。
當發生事故時，為保證重要設備的連續供電，變壓器允許短時間過負荷的能力，稱為事故過負荷能力。事故過負荷會引起變壓器繞組絕緣溫度超過允許值，使絕緣老化速度比正常條件下快得多，因而會縮短變壓器的使用年限。但考慮到事故發生的機會少，而且變壓器平時往往欠負荷運行，因此短時間的過負荷不會引起絕緣的顯著損壞。
自然冷卻油浸變壓器允許的事故過負荷能力。
過負荷倍數1.31.451.601.752.0。
允許持續時間（min）12080452010。
乾式變壓器允許的事故過負荷能力。
過負荷倍數1.21.31.41.51.6。
允許持續時間（min）604532185。
五、允許的短路電流：
變壓器的允許短路電流應根據變壓器的阻抗與系統阻抗來確定。但但不應超過線圈額定電流的25倍，當超過25倍時，應採取限制短路的措施。短路電流的持續時間不得超過：
短路電流倍數20以上20-1515以下。
持續時間（s）234。
六、變壓器銘牌的意義。
每台變壓器具有一系列數據，某些數據在銘牌上標出。型號第一部分是漢語拼音的代表符號。表示產品分類、結構特徵等；型號第二部分是數據，分子代表額定容量，分母代表高壓繞組電壓等級。
七、變壓器的並列運行。
1.一般運行條件。
變壓器的外加一次電壓可比額定電壓高，一般若所加一次電壓不高於分接額定電壓的105%，變壓器可按額定電流運行。對電流與電壓的相互關係如無特殊要求，當負荷電流為額定電流的k（0≤k≤1）倍時，按以下公式對電壓加以限制。
u（%）=110-5k2。
式中k—負載係數，負荷電流與額定電流的比值。
無載調壓變壓器在額定電壓±5%範圍內改換分接頭位置運行時，其額定容量不變，如為：-7.5%和-10%分接時，則容量應相應降低2.5%和5%.有載調壓變壓器各分接頭位置的容量應按製造廠的規定運行。
為防止變壓器繞組過熱，變壓器油質加速劣化，自然循環冷卻變壓器頂層油溫一般不應超過85℃。
2、並列運行的條件：
（1）接線組別相同。
（2）變比相同（允許有±0.5%的差值）。
（3）短路電壓相等（允許有±10%的差值）。
除滿足以上三個條件外，並列運行的變壓器的容量比一般不超過3：1。