中心議題：
- 變壓器的基礎(chǔ)知識及原理
- 變壓器的使用注意事項
- 變壓器的選擇
1、什么叫變壓器？
在交流電路中，將電壓升高或降低的設(shè)備叫變壓器，變壓器能把任一數(shù)值的電壓轉(zhuǎn)變成頻率相同的我們所需的電壓值，以滿足電能的輸送，分配和使用要求。例如發(fā)電廠發(fā)出來的電，電壓等級較低，必須把電壓升高才能輸送到較遠(yuǎn)的用電區(qū)，用電區(qū)又必須通過降壓變成適用的電壓等級，供給動力設(shè)備及日常用電設(shè)備使用。
2、變壓器是怎樣變換電壓的？
變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)制成的。它由一個用硅鋼片(或矽鋼片)疊成的鐵芯和繞在鐵芯上的兩組線圈構(gòu)成，鐵芯與線圈間彼此相互絕緣，沒有任何電的聯(lián)系，如圖所示。我們將變壓器和電源一側(cè)連接的線圈叫初級線圈(或叫原邊)，把變壓器和用電設(shè)備連接的線圈叫作次級線圈(或副邊)。當(dāng)將變壓器的初級線圈接到交流電源上時，鐵芯中就會產(chǎn)生變化的磁力線。由于次級線圈繞在同一鐵芯上，磁力線切割次級線圈，次級線圈上必然產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，使線圈兩端出現(xiàn)電壓。因磁力線是交變的，所以次級線圈的電壓也是交變的。而且頻率與電源頻率完全相同。經(jīng)理論證實，變壓器初級線圈與次級線圈電壓比和初級線圈與次級線圈的匝數(shù)比值有關(guān)，可用下式表示：初級線圈電壓/次級線圈電壓=初級線圈匝數(shù)/次級線圈匝數(shù) 說明匝數(shù)越多，電壓就越高。因此可以看出，次級線圈比初級線圈少，就是降壓變壓器。相反則為升壓變壓器。
3、變壓器設(shè)計有哪些類型？
按相數(shù)分有單相和三相變壓器。按用途分有電力變壓器，專用電源變壓器，調(diào)壓變壓器，測量變壓器(電壓互感器、電流互感器)，小型電源變壓器(用于小功率設(shè)備)，安全變壓器，按結(jié)構(gòu)分有芯式和殼式兩種。線圈有雙繞組和多繞組，自耦變壓器，按冷卻方式分有油浸式和空氣冷卻式。
4、變壓器部件是由哪些部分組成的？
變壓器部件主要是由鐵芯、線圈組成，此外還有油箱、油枕、絕緣套管及分接開頭等。
5、變壓器油有什么用處？
變壓器油的作用是：(1)絕緣作用。(2)散熱作用。(3)消滅電弧作用。
6、什么是自耦變壓器？
自耦變壓器只有一組線圈，次級線圈是從初級線圈抽頭出來的，它的電能傳遞，除了有電磁感應(yīng)傳遞外，還有電的傳送，這種變壓器硅鋼片和銅線數(shù)量比一般變壓器要少，常用作調(diào)節(jié)電壓。
7、調(diào)壓器是怎樣調(diào)壓的？
調(diào)壓器的構(gòu)造與自耦變壓器相同，只是將鐵芯作成環(huán)形線圈就繞在環(huán)形鐵芯上。次級線圈抽頭用一個可以滑動的電刷觸頭，使觸頭沿線圈表面環(huán)形滑動，達(dá)到平滑的調(diào)節(jié)電壓作用。
8、變壓器初級線圈與次級線圈的電流關(guān)系是怎樣的？
當(dāng)變壓器帶有負(fù)載運(yùn)行時，次級線圈電流的變化，會引起初級線圈電流相應(yīng)的變化。根據(jù)磁勢平衡原理推導(dǎo)出，初級民次級線圈的電流和線圈匝數(shù)成反比，匝數(shù)多的一邊電流就小，匝數(shù)少的一邊電流就大，可用下式表示：初級線圈電流/次級線圈電流=次級線圈匝數(shù)/初級線圈匝數(shù)。
9、什么是變壓器的電壓變化率？
調(diào)壓器的電壓變化率是變壓器的主要性能指標(biāo)之一。當(dāng)變壓器向負(fù)載供電時，在變壓器的負(fù)載端的電壓必然會下降，將下降的電壓值與額定電壓值相比，取百分?jǐn)?shù)即電壓變化率，可用公式表示；電壓變化率=［(次級額定電壓-負(fù)載端電壓)/次級額定電壓］×100%。通常的電力變壓器，接上額定負(fù)載時，電壓變化率為4～6%。
10、如何保證變壓器有一個額定的電壓輸出？
電壓太高或過低都會影響變壓器的正常工作和使用壽命，所以必須調(diào)壓。調(diào)壓的方法是在初級線圈中引出幾個抽頭，接在分接開頭上，分接開頭通過轉(zhuǎn)動觸頭來改變線圈的匝數(shù)。只要轉(zhuǎn)動分接開關(guān)的位置，即可得到需要的額定電壓值。要注意的是，調(diào)壓通常應(yīng)在切斷變壓器所接的負(fù)載后進(jìn)行。
11、通常用的小型變壓器是怎樣的？應(yīng)用在哪些場合？
小型變壓器指容量在1千伏安以下的單相變壓器，多半用作電氣設(shè)備控制用的電源變壓器，電子設(shè)備的電源變壓器及安全照明用的電源變壓器。
12、變壓器在運(yùn)行中有哪些損失？怎樣減少損失？
變壓器運(yùn)行中的損失包括兩部分；(1)是由鐵芯引起的，當(dāng)線圈通電后，由于磁力線是交變的，引起鐵芯中渦流和磁滯損耗，這種損耗統(tǒng)稱鐵損。(2)是線圈自身的電阻引起的，當(dāng)變壓器初級線圈和次級線圈有電流通過時，就要產(chǎn)生電能損失，這種損失叫銅損。鐵損與銅損的和就是變壓器損失，這些損失與變壓器容量、電壓和設(shè)備利用率有關(guān)。因此，在選用變壓器時，應(yīng)盡量使設(shè)備容量和實際使用量一致，以提高設(shè)備利用率，注意不要使變壓器輕載運(yùn)行。
13、什么是變壓器的銘牌?銘牌上有哪些主要技術(shù)數(shù)據(jù)？
變壓器的銘牌標(biāo)明該臺變壓器的性能、技術(shù)規(guī)格和使用場合，用來滿足用戶的選用，通常選用注意的主要技術(shù)數(shù)據(jù)有：(1)額定容量的千伏安數(shù)。即額定狀態(tài)下變壓器的輸出能力。如單相變壓器額定容量=U線×I線；三相變壓器容量= U線×I線。(2)額定電壓伏數(shù)。分別標(biāo)明初級線圈的端電壓和次級線圈的端電壓(不接負(fù)載時)值。注意三相變壓器的端電壓指線電壓U線值。(3)額定電流安培數(shù)。指在額定容量和允許溫升條件下，初級線圈和次級線圈允許長期通過的線電流I線值。(4)電壓比。指初級線圈額定電壓與次級線圈額定電壓之比。(5)接線方式。單相變壓器僅有高低壓各一組線圈，只供給單相使用，三相變壓器則有Y/ 式。
除以上技術(shù)數(shù)據(jù)外，沒有額定頻率、相數(shù)、溫升、變壓器的阻抗百分比等。
14、怎樣選擇變壓器？如何確定變壓器的合理容量？
首先要調(diào)查用電地方的電源電壓，用戶的實際用電負(fù)荷和所在地方的條件，然后參照變壓器銘牌標(biāo)示的技術(shù)數(shù)據(jù)逐一選擇，一般應(yīng)從變壓器容量、電壓、電流及環(huán)境條件綜合考慮，其中容量選擇應(yīng)根據(jù)用戶用電設(shè)備的容量、性質(zhì)和使用時間來確定所需的負(fù)荷量，以此來選擇變壓器容量。在正常運(yùn)行時，應(yīng)使變壓器承受的用電負(fù)荷為變壓器額定容量的75～90%左右。運(yùn)行中如實測出變壓器實際承受負(fù)荷50小于%時，應(yīng)更換小容量變壓器，如大于變壓器額定容量應(yīng)立即更換大變壓器。同時，在選擇變壓器根據(jù)線路電源決定變壓器的初級線圈電壓值，根據(jù)用電設(shè)備選擇次級線圈的電壓值，最好選為低壓三相四線制供電。這樣可同時提供動力用電和照明用電。對于電流的選擇要注意負(fù)荷在電動機(jī)起動時能滿足電動機(jī)的要求(因為電動機(jī)起動電流要比下沉運(yùn)行時大4～7倍)。
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15、為什么變壓器不能過負(fù)荷運(yùn)行？
過負(fù)荷運(yùn)行是指變壓器運(yùn)行時超過了銘牌上規(guī)定的電流值。過負(fù)荷分為正常過負(fù)荷和事故過負(fù)荷兩種，前者是指在正常供電情況下，用戶用電量增加而引起的，它往往使變壓器溫度升高，促使變壓器絕緣老化，降低使用壽命，所以不允許變壓器過負(fù)荷運(yùn)行。特殊情況下變壓器短時間內(nèi)的過負(fù)荷運(yùn)行，也不能超過額定負(fù)荷的30%(冬季)，在夏季不得超過15%。對后者，事故過負(fù)荷與允許過的時間要求見下表。
事故過負(fù)荷允許時間
16、變壓器在運(yùn)行中應(yīng)該做哪幾種測試？
為了保證調(diào)壓器能夠正常運(yùn)行，應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行下列幾項測試；(1)溫度測試。變壓器運(yùn)行狀態(tài)是不是正常，溫度的高低是很重要的。規(guī)程規(guī)定上層油溫不得超過850C(即溫升550C)。一般變壓器都裝有專用溫度測定裝置。(2)負(fù)荷測定。為了提高變壓器的利用率，減少電能的損失，在變壓器運(yùn)行中，必須測定變壓器真正能承擔(dān)的供電能力。測定工作通常在每一季節(jié)用電蜂屯蟻聚時期進(jìn)行，用鉗形電流表直接測定。電流值應(yīng)為變壓器額定電流的70～80%，超過時說明過負(fù)荷，應(yīng)立即調(diào)整。(3)電壓測定。規(guī)程要求電壓變動范圍應(yīng)在額定電壓±5%以內(nèi)。如果超過這一范圍，應(yīng)采用分接頭進(jìn)行調(diào)整，使電壓達(dá)到規(guī)定范圍。一般用電壓表分別測量次級線圈端電壓和未端用戶的端電壓。(4)絕緣電阻測定。為了使變壓器始終處于正常運(yùn)行狀態(tài)，必須進(jìn)行絕緣電阻的測定，以防絕緣老化和發(fā)生事故。測定時應(yīng)設(shè)法使變壓器停止運(yùn)行，利用搖表測定變壓器絕緣電阻值，要求所測電阻不低于以前所測值的70%，選用搖表時，低壓線圈可采用500伏電壓等級的。
17、什么是變壓器的極性？在實用中有何作用？
變壓器極性是用來標(biāo)志在同一時刻初級繞組的線圈端頭與次級繞組的線圈端頭彼此電位的相對關(guān)系。因為電動勢的大小與方向隨時變化，所以在某一時刻，初、次級兩線圈必定會出現(xiàn)同時為高電位的兩個端頭，和同時為低電位的兩個端頭，這種同時刻為高的對應(yīng)端叫變壓器的同極性端。由此可見，變壓器的極性決定線圈繞向，繞向改變了，極性也改變。在實用中，變壓器的極性是變壓器并聯(lián)的依據(jù)，按極性可以組合接成多種電壓形式，如果極性接反，往往會出現(xiàn)很大的短路電流，以致燒壞變壓器。因此，使用變壓器時必須注意銘牌上的標(biāo)志。
18、如何判別變壓器極性？
當(dāng)遇到變壓器銘牌標(biāo)志不清或系舊變壓器，可通過測試加以判別，方法有兩種：
(1)直流法
測單相變壓器時，如圖36所示，在初級線圈一側(cè)拉入一個1.5伏的干電池，然后在次級線圈拉入一直流毫伏表。當(dāng)合上開關(guān)K的一瞬間，表針朝正方向擺動(或拉開開關(guān)時表針向負(fù)方向擺)，說明接電池正極一端是同極性，或叫同名端。測試三相變壓器的極性和級別，多采用直流法進(jìn)行。測試方法為：在初級線圈側(cè)接上干電池和開關(guān)K，先在A端接電池正極，B端接電池負(fù)極，再在次級線圈a、b、c之間拉入三個毫伏表，如圖37所示，
接表時要注意按順序接入，例如在次級線圈a、b間，a端接在電表正極，b端接在電表負(fù)極：b、c間，b接正極，c接負(fù)極：a、c間，a接正極，c接負(fù)極。接好后，將開關(guān)K合上，測出ab間、bc間、ac間的電表指示。再將電池改接在初級線圈的BC間和AC間分別進(jìn)行測量，將測得結(jié)果列成表，可以判斷出被測變壓器的級別。
(2)交流法
把初級線圈和次級線圈的一對同名端，例如Aa，用導(dǎo)線接起來，如圖38所示。然后在AX初級線圈間拉入交流電(比較低的便于測量的)。用電壓表分別測 量AX間電壓V1值，XX間電壓V2值，以及ax間電壓V3值。如果V2數(shù)值是V1與V3電壓之差，則Aa是同極性端，如果V2數(shù)值是V1與V3電壓之和，則AX是同極性端。
變壓器巡視檢查中的內(nèi)容
變壓器聲音是否正常；有無滲、漏油現(xiàn)象；油標(biāo)，油位是否正常；瓦斯繼電器內(nèi)部有無氣體；呼吸器是否完整；防潮劑有無失效變色現(xiàn)象；風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常；溫度計指示是否正常；變壓器內(nèi)部聲音是否正常；電纜和引母線有無過熱、移動、變形等。
