变压器的结构原理、用途分类及负荷能力

变压器的结构原理、用途分类及负荷能力（图）一、变压器的基本结构；

1油浸变压器的结构

2全密封变压器的结构

二、变压器的原理

变压器是电力系统中主要用来改变电压、传递电能的重要设备，是电网安全、经济运行的基础。变压器主要是根据电磁感应原理进行工作的。在闭合的铁芯上，绕有两个互相绝缘的绕组，其中，接入电源的一侧叫一次绕组，输出电能的一侧叫二次绕组。当交流电源电压加到一次侧绕组后，就有交流电流通过该绕组，在铁芯中产生交变磁通。这个交变磁通不仅穿过一次侧绕组，同时也穿过二次侧绕组，两个绕组中分别产生感应电势E1和E2。这时，如果二次侧绕组与外电路的负载接通，便有电流流入负载，即二次侧绕组有电能输出。<一>变压器的用途

现代化的工业企业广泛的采用电力作为能源，而发电厂发出的电力往往需经远距离传输才能到达用电地区。在传输的功率恒定时，传输电压越高，则所需的电流越小。因为电压降正比于电流。线损正比于电流的平方，所以用较高的输电电压可以获得较低的线路压降和线路损耗，要制造电压很高的发电机，目前技术很困难，所以要用专门的设备将发电机端的电压升高以后再输送出去，这种专门的设备就是变压器。另一方面，在受电端又必须用降压变压器将高压降低到配电系统的电压，故要经过一系列配电变压器将高压降低到合适的值以供使用。

由以上可知，变压器是一种通过改变电压而传输交流电能的静止感应电器。在电力系统中，变压器的地位十分重要，不仅所需数量多，而且性能好，运行安全靠。

变压器除了应用在电力系统中，还应用在需要特种电源的工矿企业中。例如：冶炼用的电炉变压器，电解或化工用的整流变压器，焊接用的电焊变压器，试验用的试验变压器，交通用的牵引变压器，以及补偿用的电抗器，保护用的消弧线圈，测量用的互感器等。

<二>变压器的分类。

1>按用途分类：有电力变压器、特种变压器（电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、冲击变压器、电抗器、互感器等。

2>按结构型式分类：有单项变压器、三相变压器及多相变压器。

3>按冷却介质分类：有干式变压器、液（油）浸变压器及充气变压器等。

4>按冷却方式分类：有自然冷式、风冷式、水冷式、强迫油循环风（水）冷方式、及水内冷式等。

5>按线圈数量分类：有自耦变压器、双绕组及三绕组变压器等。

6>按导电材质分类：有铜线变压器、铝线变压器及半铜半铝、超导等变压器。

7>按调压方式分类：可分为无励磁调压变压器、有载调压变压器。

8>按中性点绝缘水平分类：有全绝缘变压器、半绝缘（分级绝缘）变压器。

9>按铁心型式分类：有心式变压器、壳式变压器及辐射式变压器等。

在电力网中，把水力、火力及其它形式电厂中发电机组能产生的交流电压升高后向电力网输出电能的变压器称为升压变压器，火力发电厂还要安装厂用电变压器，供起动机组之用，用于降低电压的变压器称为降压变压器，用于联络两种不同电压网络的变压器称为联络变压器。将电压降低到电气设备工作电压的变压器称为配电变压器。配电前用的各级变压器称为输电变压器。变压器在电力网中的应用示意图变压器的过负荷能力，是指在较短时间内所能输出最大的容量。即在不损坏变压器线圈的绝缘和降低变压器使用寿命的条件下，它可能大于变压器的额定容量。变压器的过负荷能力分正常过负荷能力和事故过负荷能力两种。

变压器的正常过负荷指的是不影响其寿命，在正常运行时允许的过负荷。这是因为变压器在一昼夜内的负荷，有时是高峰，有时是低谷，在低谷时，变压器在较低的温度下运行，其次，在一年内，季节性的温度也在变化，因此在变压器的绝缘和寿命不受影响的前提下，变压器可以在高峰负荷及冬季时过负荷运行。

当发生事故时，为保证重要设备的连续供电，变压器允许短时间过负荷的能力，称为事故过负荷能力。事故过负荷会引起变压器绕组绝缘温度超过允许值，使绝缘老化速度比正常条件下快得多，因而会缩短变压器的使用年限。但考虑到事故发生的机会少，而且变压器平时往往欠负荷运行，因此短时间的过负荷不会引起绝缘的显著损坏。

自然冷却油浸变压器允许的事故过负荷能力

过负荷倍数1.31.451.601.752.0

允许持续时间（min）12080452010

干式变压器允许的事故过负荷能力

过负荷倍数1.21.31.41.51.6

允许持续时间（min）604532185

五、允许的短路电流：

变压器的允许短路电流应根据变压器的阻抗与系统阻抗来确定。但但不应超过线圈额定电流的25倍，当超过25倍时，应采取限制短路的措施。短路电流的持续时间不得超过：

短路电流倍数20以上20-1515以下

持续时间（s）234

六、变压器铭牌的意义

每台变压器具有一系列数据，某些数据在铭牌上标出。型号第一部分是汉语拼音的代表符号。表示产品分类、结构特征等；型号第二部分是数据，分子代表额定容量，分母代表高压绕组电压等级。

七、变压器的并列运行

1.一般运行条件

变压器的外加一次电压可比额定电压高，一般若所加一次电压不高于分接额定电压的105%，变压器可按额定电流运行。对电流与电压的相互关系如无特殊要求，当负荷电流为额定电流的K（0≤K≤1）倍时，按以下公式对电压加以限制

U（%）=110-5K2

式中K—负载系数，负荷电流与额定电流的比值。

无载调压变压器在额定电压±5%范围内改换分接头位置运行时，其额定容量不变，如为：-7.5%和-10%分接时，则容量应相应降低2.5%和5%.有载调压变压器各分接头位置的容量应按制造厂的规定运行。

为防止变压器绕组过热，变压器油质加速劣化，自然循环冷却变压器顶层油温一般不应超过85℃。

2、并列运行的条件：

（1）接线组别相同；

（2）变比相同（允许有±0.5%的差值）；

（3）短路电压相等（允许有±10%的差值）；

除满足以上三个条件外，并列运行的变压器的容量比一般不超过3：1。