第一章變壓器的概述
一. 變壓器的用途
在各種電氣裝置中，往往需要不同的電壓電源。如我們日常生活的照明用電，家用電器的電壓一般都為220v，而各種動力的電壓是380v，而線路的電壓一般為：6、10、35、110、220、500kv的電壓。
這些稱為供電系統。3kv以上的稱為高壓系統。現代化的工業，廣泛採用了電力為能源。
電能是由水電站、發電廠的發電機轉化來的，發電機所傳送來的電力根據輸電距離將按照不同的電壓等級傳輸出去，這種傳輸需一種特殊的專門裝置。這種裝置就是我們熟悉的電力變壓器。
變壓器在輸配電系統中有著很重要的地位，要求它能安全可靠的執行。當變壓器出現故障或損壞，將造成大面積的停電。隨著技術的發展，工農業生產需要，變壓器在很多的領域也廣泛的應用。
如，根據需要配套的冶煉用的電爐變壓器、電解化工用的整流電壓器、鐵路電力機車用的牽引變壓器……等很多。
二. 變壓器的分類
按用途分類：
2.1電力變壓器：這是目前工農業生產上廣泛使用的變壓器，它主要用途是為了輸配電系統上使用的變壓器。目前電力變壓器形成了系列，已經大批量生產。
按容量和電壓等級分成以下類別：
類 10~630 kva
類 800~6300 kva
類 8000~63000 kva
類 63000 kva以上
按電壓所用和發電廠的用途不同可分為：
1. 降壓變壓器；
2. 公升壓變壓器；
3. 其中低壓為400伏的降壓變壓器稱為配電變壓器。
電能的輸配電過程
首先發電廠發電機發出電能，電壓一般是6.3或10.5kv，這樣低的電壓要輸送幾百公里以外的地區是不可能的。
所以要將電壓公升高到38.5、121、242、500kv以後再輸出去。這樣高的電壓到供電區域後還要經過一次變電所，（把電壓降為38.
5或110kv）和二次變電所（降為10.5或6.3kv）變壓，再把電能直接送到使用者區，經過附近的配電變壓器降壓為（一般為400v）以供工廠或住戶使用。
2.2電爐變壓器：
工業生產中使用的金屬材料和化工材料都是用電爐冶煉出來的，而電爐使用的電源就是電爐變壓器二次供給的。電爐變壓器的特點是二次電壓很低（一般是幾十伏~幾百伏），但是電流卻很大，有的可達到幾萬安。
電爐變壓器的一次側電壓一般為10kv，35kv級有個別特大容量的為110kv。
2.3整流變壓器：
在工業生產中由於生產的工藝要求，需要直流供電，如，軋鋼廠的軋機電機，及電解化學工業等使用的直流電源。把交流電變成直流電需要經過整流器進行。供整流使用的變壓器稱為整流變壓器。
整流變壓器與電爐變壓器的共同之處是二次電壓很低，電流較大；不同之處是整流變壓器的二次側有6相、12相、36相、48相等，以提高整流效率。
2.4工頻實驗變壓器：
在進行高電壓裝置的耐壓試驗時需要一種電壓很高的（一般10-25萬v）變壓器，這種變壓器叫做試驗變壓器。一般情況下二次電壓都很高。而電流一般為1a。
試驗電纜使用的為4a以上的電纜，執行時間一般小於1小時。
2.5調壓器
有的用電裝置使用的電流要能夠經常改變電壓的電源，這就需要使用調壓器來實現。調壓器的特點：二次電壓變化的範圍很大，一般可以從0調整到額定電壓。
調壓器因結構形式不同可分為：自耦式調壓器、移卷式調壓器、感應調壓器、磁飽和調壓器。大容量的調壓器一般同試驗變壓器、整流變壓器配套使用。
2.6礦用變壓器：
專為礦坑下變電所使用的變壓器稱為礦用變壓器，其特點為：（1）能防止礦石打碎的套管（2）防潮密封式結構。另一種式伸入到礦井深處工作面的變壓器稱為防爆變壓器，這種變壓器一般為乾式，箱體機械強度很高，能防止氣體**，進出線為電纜式結構。
其他的變壓器種類還很多，如衝擊變壓器、隔離變壓器、電焊變壓器、x光變壓器、換相器、電抗器、互感器……等。
變壓器按結構形式分類時，又可以分為單相和三相變壓器。按冷卻介質方式又分為：乾式、油浸式、充氣式變壓器等。
按冷卻方式又分為：自然冷卻式、風冷、水冷、強迫油迴圈水冷式、強迫油迴圈風冷式……等。按線圈結構分為：
自耦變壓器、雙圈變壓器、三線圈變壓器。按中性點絕緣水平分為：全絕緣變壓器（中性點的絕緣水平與起始頭的絕緣水平相同）和半絕緣變壓器（中性點的絕緣水平比起始頭的絕緣水平低）；按鐵芯結構形式分為：
心式、殼式。
三. 變壓器的額定技術資料：
由於變壓器的使用環境和條件不一樣，用途也不一致。因此必須用一些事先規定的數值來衡量，這些數值就是額定技術資料（引數）
額定容量——在額定工作條件下，變壓輸出能力的保證值。即額定電壓與額定電流的乘積，單位為kva表示。
額定電壓——變壓器在空載時額定分接頭下，端電壓的保證值。按標準規定，為了適應電網變化的需要，高壓側一般都有抽頭（即分接電壓）。抽頭的電壓值一般用額定電壓的百分數表示。
如，高壓為10kv的變壓器應當具有±5%的抽頭，就可以說該變壓器可以在三種電壓下執行，即10.5kv（+5%）、10kv（額定）、9.5kv（-5%）。
有載調壓變壓器的抽頭較多，有7分接（±3×2.5%）和9分接（±4×2.5%）以及17分接（±8×1.
25%）……等。
阻抗電壓——也成為短路電壓，即當變壓器一側短路，在變壓器的另一側施加額定電流時所施加的電壓稱為阻抗電壓。一般均以額定電壓的百分數來表示，變壓器阻抗值的大小在變壓器的執行中有這重要的意義，它時考慮短路電流和繼電保護特性的依據。
空載損耗——也稱為鐵損。就是載變壓器空載狀態（一次加額定電壓，二次側開路）時產生的損耗。空載損耗的單位時w或kw表示。
空載電流——當變壓器空載狀態時，一次側線圈中流過的電流，這個電流稱為空載電流。一般以額定電流的百分數表示。
連線組——連線組是決定高低壓線圈之間的電壓相位關係的。將360°角共分為12等份，即每相差30°為一種，一般以聯結組標號表示。如，dyn11,yyn4……等12種組別。
負載損耗——一側線圈中通過額定電流，而另一側短路時所產生的損耗。單位為w或kw表示。短路損耗主要是由線圈的電阻產生時的，電阻越大損耗越大，除此之處還包括附加損耗（也叫雜散損耗），為了計算方便都併入短路損耗。
變壓器的各項額定資料是由國家標準規定的，不能隨意改動。各變壓器廠生產的變壓器都應符合國家規定的標準要求。
四. 變壓器的調壓方式：
輸電線路的電壓由於受使用者負荷的影響，有時高、有時低，即電壓有一定波動。線路電壓的波動（即過高或過低）直接影響到用電裝置的使用，甚至無法工作。為此，對變壓器提出了能夠調整電壓的要求以滿足使用者的需要。
變壓器的調壓原理是在變壓器額定電壓的基礎上允許有乙個變動範圍，一般無載調壓的電力變壓器調整範圍在±5%或±2×2.5%，特種變壓器的調整範圍一般很大。
變壓器的調壓方式基本上有兩種：無勵磁調壓和有載調壓。無勵磁調壓是在變壓器高壓線圈上引出一些分接頭，通過調整分接頭的鏈結（即改變線圈的匝數）以達到調整二次輸出電壓的目的，改變分接頭的鏈結時通過專用的分接開關來實現的。
有載調壓也是通過改變變壓器線圈的分接頭或者調壓線圈的分接頭來實現調壓的目的。有載調壓變壓器時載保證變壓器載執行種不斷負載的情況可以改變分接頭，以適應電壓波動的需求。有載調壓的實現是使用專用的結構非常複雜的帶有自動控制的有載開關來實現的。
在某些特殊的使用條件，要求變壓器電壓調整的範圍很大，而且還必須是無級調壓，這樣就使用有載分接開關和飽和電抗器同時進行調壓。有載開關作分級調壓，利用飽和電抗器作均勻調壓。
第二章電工基礎知識
1. 電磁感應：
人們很早就發現了磁鐵，後來又製造出了磁鐵，磁鐵的兩端稱為磁極，乙個是南極（s極），另乙個是北極（n級），在磁鐵的周圍產生磁場。當在磁鐵的中間放置乙個線圈，當線圈以一定的速度旋轉時，就會**圈的兩端產生電勢。如果**圈的兩端接上負載，線圈內就會又電流流過。
（注意線圈轉動的瞬時切割磁力線數時變化的，所以線圈內才又電流的變化。）
磁場越強，轉動速度越快，則線圈兩端的電壓越高，即**圈種的感應電勢與切割線圈磁力線的增長速度成正比。這就是電磁感應定律。感應電勢的大小可用下式來表示，e=
式中 e——感應電勢（伏）
——磁場的變化（t）
t——時間（s）
n——線圈的匝數
2. 磁通和磁感應
為了表明磁力線通過多少，就要又乙個衡量單位。在磁場種通過某乙個垂直面積的總磁力線數叫做磁通。為了衡量磁力線的強弱又引入了乙個物理量名詞——磁感應強度（也叫磁通密度），一般用字母b表示，單位以高斯表示。
b=式中 ——馬克斯威爾
s——面積
b——磁感應強度（高斯）
在油浸式電力變壓器中的磁感應強度一般威15-17.5k高斯之間。
3. 磁路與安匝
磁力線所通過的路徑稱磁路。線圈內交流電流通過，這個電流**圈的空間產生交變的磁場。如果在這個線圈附近再放乙個線圈，與交變磁場穿過另乙個線圈後則另乙個線圈內產生感應電勢。
由於空氣等不導磁物質對磁場的阻力很大，一般都選用導磁物質（如矽鋼片）來作為磁力線的通路。變壓器的鐵芯是磁路的一種結構形式。
在空心線圈中的磁通和線圈中的電流有一定的關係；如果線圈中的電流一定時，則有磁通量與線圈的匝數成正比，若線圈的匝數一定時，則磁通與電流成正比。
線圈中的電流與匝數的乘積稱作安匝（即安培匝數），也叫做磁勢。
如果採用此圖的鐵芯時，將有下列關係式：
h= n式中 h——磁場強度 （安匝/cm）
in——磁勢 （安匝）
i ——電流 （a）
n——線圈的匝數
l——磁路的長度（cm）
當磁場強度增加時，鐵芯中的磁通密度b也相應增加。一開始，h與b近似正比關係，但當h增大到某一定數值時，b的增加變的緩慢，這種現象叫做磁飽和。表示b與h關係的曲線叫磁化曲線。
不同的導磁物質有不同的磁化曲線。
b（高斯）
2520矽鋼片
15鋼鐵
105鑄鐵
變壓器基礎知識
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