第1章 变压器

1.1 变压器的用途及分类

变压器是一种利用电磁感应原理，将某一数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压的电气设备。变压器在许多方面都得到了广泛的应用，如电力系统中的输、配电和电子技术领域、测试技术领域、焊接技术领域等。

1.1.1 变压器的用途

在输、配电系统中，由发电站发出的电能向用户输送，通常需用很长的输电线，根据可知，在输送功率P和负载的功率因数cosφ一定时，输电线路上的电压U越高，则流过输电线路中的电流I就越小。这不仅可以减小输电线的截面积，节约导体材料，同时还可减小输电线路的功率损耗。因此，目前世界各国在电能的输送与分配方面都朝建立高电压、大功率的电力网系统方向发展，以便集中输送、统一调度与分配电能。这就促使输电线路的电压由高压（110～220kV）向超高压（330～750kV）和特高压（750kV以上）不断升级。目前我国高压输电的电压等级有110kV、220kV、330kV及500kV等多种。发电机本身由于其结构及所用绝缘材料的限制，不可能直接发出这样的高压，因此在输电时必须首先通过升压变电站，利用变压器将电压升高，其过程如图1.1所示。

高压电能输送到用电区后，为了保证用电安全和符合用电设备的电压等级要求，还必须通过各级降压变电站，利用变压器将电压降低。例如，工厂输电线路，高压为35kV及10kV等，低压为380V、220V等。

变压器是输、配电系统中不可缺少的重要电气设备，从发电厂发出的电压经升压变压器升压，输送到用户区后，再经降压变压器降压供电给用户，中间一般要经过4～5 次，甚至是8～9 次变压器的升降压。根据最近的统计资料显示，1kW的发电设备需8kV·A～8.5kV·A变压器容量与之配套，由此可见，在电力系统中变压器是容量最多最大的电气设备。

变压器除用于改变电压外，还可用来改变电流、变换阻抗等。

1.1.2 变压器的分类

变压器种类很多，通常可按其用途、绕组结构、铁芯结构、相数和冷却方式等进行分类。

1.按用途分类

（1）电力变压器。电力变压器用作电能的输送与分配，是使用最广泛的变压器。按其功能不同又可分为升压变压器、降压变压器和配电变压器等。

（2）特种变压器。在特殊场合使用的变压器，如作为焊接电源的电焊变压器、专供大功率电炉使用的电炉变压器和将交流电整流成直流电的整流变压器等。

（3）仪用互感器。用于电工测量领域，如电流互感器、电压互感器等。

（4）其他变压器。如试验用的高压变压器、输出电压可调的调压变压器和产生脉冲信号的脉冲变压器等。

2.按绕组构成分类

有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器和自耦变压器等。

3.按铁芯结构分类

有芯式变压器、壳式变压器。

4.按相数分类

有单相变压器、三相变压器和多相变压器。

5.按冷却方式分类

有干式变压器、油浸自冷变压器、油浸风冷变压器、强迫油循环变压器和充气式变压器等。

尽管变压器种类繁多，但它们的工作原理是一致的，只是结构有所不同，以满足不同的需求。