工作原理1

• 电磁感应原理：变压器利用电磁感应现象，通过交变电流在原绕组中产生交变磁场，使副绕组中产生感应电动势。当副绕组接入负载时，便有电流通过，实现电能的传输。

• 理想电压变换关系：在空载运行时，原绕组输入交变电压，副绕组无电流流过，有开路电压。理想情况下，忽略线圈电阻和漏磁电动势，原、副绕组电压之比等于它们的匝数之比，即\(U_1/U_2 = N_1/N_2\)，其中\(U_1\)、\(U_2\)分别为原、副绕组电压，\(N_1\)、\(N_2\)分别为原、副绕组匝数，该比值称为变压器的变比。当\(N_1>N_2\)时，变压器为降压变压器；当\(N_1<N_2\)时，变压器为升压变压器。

• 理想电流变换关系：当副绕组端接入负载时，根据能量守恒定律，忽略损耗的情况下，变压器输入端功率等于输出端功率，即\(U_1I_1 = U_2I_2\)，可得\(I_1/I_2 = U_2/U_1 = N_2/N_1\)，即原、副绕组电流之比与它们的匝数成反比，变压器可以实现电流的升降改变。

基本结构1

• 铁芯：是变压器的核心骨架，由铁芯柱和铁轭组成，一般选用高导电率、低比耗的冷轧硅钢板，也可用坡莫型合金、铁氧体等。铁芯叠片形式有条状铁行叠片和渐开线式铁芯等；铁芯柱的截面形状有方形、矩形和梯形等。

• 绕组：又称线圈，是变压器传导电流的部分，通常由绝缘的铜或铝导线缠绕而成，一般绕成圆形。根据绕组的形状结构不同，可分为同心型和交叠型。同心式绕组主要有圆筒式、分段式、螺旋式和连续式；交叠式绕组又称饼式绕组，具有绝缘性能好，承重能力强，方便接线等优点。

• 其他附件

  • 油箱：中等容量以上的变压器为增强散热，设计成内部装满油的密封油箱结构，铁芯和绕组等部件浸入其中。

  • 安全气道：又称防爆管，当变压器内部压力过大时，可将油以及气化产生的气体从安全气道疏导出去，防止油箱因压力异常而损坏。

  • 气体继电器：是变压器的保护装置，当变压器因高温、压力失衡导致油挥发分解或者产生冲击的油流时，继电器触点起作用，发出报警信号或跳闸。

  • 分接头与分接开关：分接头用于调节原副绕组匝数比，原绕组一般都有抽头，利用分接开关与不同的分接头相接，可改变原绕组的匝数，从而调节变压器输出电压，分接开关分为有载调压和无载调压两种。

  • 绝缘套管：主要功能是把高压引线从变压器中引出，用于绝缘保护和固定引线。

分类1

• 按用途分类

  • 电力变压器：包括升压变压器、降压变压器、配电变压器、厂用变压器等，主要用于电力系统的电能传输和分配。

  • 特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、电焊变压器、高压试验变压器、仪用互感器、调压器、脉冲变压器等，用于特定的工业设备或特殊的电气应用场景。

• 按绕组结构分类

  • 单绕组变压器：也称作自耦合式变压器，只有一组线圈，次级线圈是从初级线圈抽头出来的，具有结构简单、体积小等优点，但电气隔离性能较差。

  • 多绕组变压器：由双绕组、三绕组、六绕组等组成，可同时为多个不同电压等级的负载提供电源，适用于需要多种不同电压输出的场合。

• 按铁芯结构分类

  • 芯型变压器：原、副绕组组合在两个铁心柱上，构造简单，安装方便，耗铁少，大容量、高电压的变压器通常采用这种结构。

  • 壳式变压器：铁芯围绕线圈的上下部和两侧，具有良好的力学性能，且芯易于散热器，但耗铁较多，生产工艺繁琐，小容量、低电压的变压器通常为壳型。

• 按相数分类

  • 单相变压器：由两组线圈缠绕在同一铁芯上构成，用于变换单相交流电压和电流，额定容量一般较小，常用于电子线路、焊接、冶金、测量系统、控制系统以及试验等方面。

  • 三相变压器：由三个完全一样的单相变压器按一定方式构成，或采用三相铁芯式结构，用于三相交流电力系统的电能传输和分配，具有效率高、经济性好等优点。

主要性能参数2

• 额定容量：指变压器在额定状态下的输出能力，单位为千伏安（kVA）。

• 额定电压：分别标明初级线圈和次级线圈在空载时的端电压值，单位为伏（V）。

• 额定电流：指在额定容量和允许温升条件下，初级线圈和次级线圈允许长期通过的电流值，单位为安（A）。

• 电压比：初级线圈额定电压与次级线圈额定电压之比，它决定了变压器的升压或降压倍数。

• 连接组标号：表示变压器绕组的连接方式和相位关系，常用的有 YN yn d11、D Z 等。

应用领域1

• 电力系统：用于输电、配电和变电，实现电能的高效传输和分配，将发电厂发出的低电压电能升压后进行远距离传输，在用电区域再将高电压降压为适合用户使用的电压等级。

• 工业领域：如电炉变压器用于金属冶炼、热处理等；整流变压器用于将交流电转换为直流电，为各种直流设备供电；电焊变压器用于焊接工艺等。

• 电子设备：电子变压器用于为电子设备提供合适的电源电压，如手机充电器、电脑电源适配器等。还可用于信号处理、阻抗匹配等方面。

• 测量与试验：仪用互感器包括电压互感器和电流互感器，用于测量高电压和大电流，将高电压和大电流变换为低电压和小电流，以便于测量和保护装置的使用；高压试验变压器用于对电气设备进行绝缘性能测试等试验。