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變壓器(Transformer)是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置,，主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵芯(磁芯),。主要功能有:電壓變換,、電流變換、阻抗變換,、隔離,、穩(wěn)壓(磁飽和變壓器)等。

變壓器按用途可以分為:配電變壓器,、電力變壓器,、全密封變壓器、組合式變壓器,、干式變壓器,、油浸式變壓器、單相變壓器、電爐變壓器,、整流變壓器,、電抗器,、抗干擾變壓器,、防雷變壓器、箱式變電器試驗變壓器,、轉角變壓器,、大電流變壓器、勵磁變壓器等,。

變壓器是輸配電的基礎設備,，廣泛應用于工業(yè)、農業(yè),、交通,、城市社區(qū)等領域。我國在網運行的變壓器約1700萬臺,，總容量約110億千伏安,。變壓器損耗約占輸配電電力損耗的40%，具有較大節(jié)能潛力,。為加快高效節(jié)能變壓器推廣應用,，提升能源資源利用效率，推動綠色低碳和高質量發(fā)展,，2021年1月,，工業(yè)和信息化部、市場監(jiān)管總局,、國家能源局聯(lián)合制定了《變壓器能效提升計劃(2021-2023年)》 ,。

變壓器的原理

變壓器是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置，主要構件是初級線圈,、次級線圈和鐵心 (磁芯),。在電器設備和無線電路中，常用作升降電壓,、匹配阻抗,、安全隔離等。在發(fā)電機中,，不管是線圈運動通過磁場或磁場運動通過固定線圈,，均能在線圈中感應電勢。此兩種情況,，磁通的值均不變,，但與線圈相交鏈的磁通數(shù)量卻有變動，這是互感應的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應變換電壓,、電流和阻抗的器件,。

變壓器的組成

變壓器組成部件包括器身(鐵芯、繞組,、絕緣,、 引線)、變壓器油,、油箱和冷卻裝置,、調壓裝置、保護裝置(吸濕器,、安全氣道,、氣體繼電器、儲油柜及測溫裝置等)和出線套管,。具體組成及功能:

(1)鐵芯,。 鐵芯是變壓器中主要的磁路部分。通常由含硅量較高,，厚度分別為0.35mm,、0.3mm、0.27mm,，表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成,。鐵芯分為鐵芯柱和橫片兩部分，鐵芯柱套有繞組;橫片是閉合磁路之用,。

(2)繞組,。繞組是變壓器的電路部分，它是用雙絲包絕緣扁線或漆包圓線繞成,。變壓器的基本原理是電磁感應原理,，現(xiàn)以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理:當一次側繞組上加上電壓U1時，流過電流I1,，在鐵芯中就產生交變磁通O1,，這些磁通稱為主磁通，在它的作用下,，兩側繞組分別感應電勢,，最后帶動變壓器調控裝置。

變壓器的材料

鑒于變壓器在電力系統(tǒng)中的調控作用,，技術人員必須選用合適的變壓器完成安裝操作,，這樣才能發(fā)揮正常的作用。繞制材料是變壓器安裝需注意的首要問題,，不同材質的裝置所發(fā)揮的作用是不一樣的,。對于繞制變壓器,，因裝置結構特殊，安裝選用了漆包線,、紗包線,、絲包線、紙包線等材料配合,，能夠發(fā)揮出良好的導電,、導熱性能，*的 抗腐蝕性也增強了電路的穩(wěn)定性,。從現(xiàn)有的變壓器產品來看,，變壓器安裝中繞制材料一般包括:鐵芯材料、絕緣材料,、浸漬材料等，安裝人員必須結合實際情況選用,。

(1)鐵芯材料,。變壓器是借助于電磁感應原理完成電流值、電壓值的調控,，而鐵芯是變壓器的核心構件,，其材 質狀況決定了變壓器的調節(jié)功能。鐵芯材料最好選擇在鐵片中加入硅,，以此減小低鋼片的導電導熱作用,，避免裝置運行后能耗增多。電力行業(yè)標準中規(guī)定硅鋼片的磁通密度需控制在有效范圍,，如:黑鐵片的磁通密度在7000,、低硅片在10000等，安裝現(xiàn)場可結合實際情況選用,。

(2)絕緣材料,。近年來變壓器安裝操作的意外事故發(fā)生率不斷提升，考慮到變壓器安裝過程中的安全問題,，現(xiàn) 場人員需注重絕緣材料的選用,，以保護系統(tǒng)其他設備的正常運行。目前,，許多變壓器已經配備了絕緣構件,，如:墊圈、絕緣器具等,，但由于人為操作不當依舊存在安全風險,。變壓器安裝需從線圈框架 層間的隔離、繞阻間的隔離等方面增強其絕緣性能,。

(3)浸漬材料,。浸漬處理是對繞制材料加工的最后工序,，主要目的是改善材料的機械性能、電力性能,、絕緣性 能,，避免后期使用發(fā)生各種安全事故。選用繞制材料之后,，安裝人員要對浸漬材料涂刷油漆,，在材料表面設置一道絕緣層。比較常用的漆材是甲酚清漆,，經過涂刷處理后可發(fā)揮出較好的安全作用,，延長了變壓器設備的使用壽命。

變壓器的分類

折疊(1)電力變壓器

目前,，已在系統(tǒng)運行的代表性產品包括:1150KV,、1200MV·A，735~765KV,、800MV·A,、400~500KV、3相750MV·A或單相550MV·A,，220KV,、3相1300MV·A電力變壓器;直流輸電±500KV、400MV·A換流變壓器,。電力變壓器主要為油浸式,，產品結構為芯式和殼式兩類。芯式生產量占95%,，殼式只占5%,。芯式與殼式相互間并無壓倒性的優(yōu)點，只是芯式工藝相對簡單,，因而被大多數(shù)企業(yè)采用;而殼式結構與工藝都要更為復雜,，只有傳統(tǒng)性工廠采用。殼式特別適用于高電壓,、大容量,，其絕緣、機械及散熱都有優(yōu)點且適宜山區(qū)水電站的運輸,。

配電變壓器

國外配電變壓器容量能達到2500KV·A,，有圓形與橢圓形鐵心形式。圓形的占絕大多數(shù),，橢圓形的由于M0(鐵心柱的間距)小,，因而用料可以減少，其對應線圈為橢圓形,。低壓線圈有線繞式與箔式,，油箱有帶散熱管的(少數(shù))與波紋式的(大多數(shù)),。

干式變壓器

近來來，干式變壓器在國內得到迅猛發(fā)展,，在京,、滬和深等大城市，干變已經占到50%,，而在其他大中城市也已經占到20%,。干變有四種結構:環(huán)氧樹脂澆注、加填料澆注,、繞包和浸漬式,。目前，歐美廣泛采用開敞通風式H級干式變壓器,，是在浸漬式 基礎上吸取了繞包式結構的特點并采用Nomex紙后發(fā)展起來的新型H級干變,，由于售價高，在我國尚未推廣,。目前,，國內通過短路試驗容量最大的干式配電變 壓器是2500KV·A、10/0.4KV;通過短路試驗容量最大的干式電力變壓器是16000KV·A,、35/10KV。

非晶合金變壓器

非晶合金變壓器雖然抗短路性能差,，噪聲大,，但是節(jié)能，因此未來發(fā)展前景可觀,。目前,，大的非晶合金變壓器鐵心生產企業(yè)具有3000~4000t的鐵心年產能力，鐵心及變壓器的生產技術并不是制約推廣非晶合鐵心金變壓器的關鍵性因素,，非晶合金帶材的突破才能促成產品質的飛躍,。

卷鐵心變壓器

目前，卷鐵心變壓器的生產主要集中在10KV級,，容量一般小于800KV·A,，也試制了1600KV·A，但電力部門采購以315KV·A以下容量的居多,，適合用于農網,。 中國現(xiàn)有卷鐵心變壓器生產廠200多家，有一定規(guī)模的占20%,。中國強卷鐵心變壓器生產能力約為1600萬KV·A,，但實際產量較低。