浅谈变压器的应用技术

浅谈变压器的应用技术

王松振 1 王振晓 2

1. 身份证号码： 41022119870929**** 河南新乡 453700 2. 身份证号码： 41072119890120**** 河南新乡 453700

摘要：变压器是电力输送、使用中必不可少的设备，在电力输送系统中，变压器通过大幅度提高电压、减少电流，从而降低大量电路消耗，使远距离输电成为可能；在配电系统中，变压器可以灵活的调节电压以达到配电要求。在我们日常生活和生产中，由于很多电器使用电压不一，而配电站提供的电压比较单一（220/380V）,因而变压器广泛应用于工农业生产，以达到保护电器和发挥电器最佳效能的目的；在电子技术中，变压器经常用来进行电路间的耦合、信号变换和传递、稳压、隔离、阻抗匹配等。鉴于此，本文对变压器的应用技术进行分析，以供参考。

关键词：变压器；结构与原理；种类；功能；实际应用

引言

各种类型的变压器应用于各类电子设备。在用电设备中，变压器是大多数电器的必备组成部分。变压器在现实生活中起着十分重要的作用，在现今的电器化时代，变压器已成为我们多彩生活中不可或缺的电子设备之一。

1变压器主体结构简介

油浸式变压器主要由变压器器身、油箱、降温装置、出线装置和保护装置构成。变压器的器身包括了铁芯夹件、绕组、线圈、绝缘结构等；油箱包括了油箱及其所有附件；降温装置是散热片和吹风装置；出线装置则为高低压套管；保护装置包括了油枕、油表安全气道、呼吸器、净油器继电器和测温元件等。油浸式变压器的铁芯和绕组都浸没在绝缘油里，变压器的油兼有散热、绝缘、防止内部元件和材料老化、以及在内部发生故障时起到熄灭电弧的作用。而干式变压器的铁芯和绕组的冷却介质是空气，为了便于制造和维护，小容量、低电压的特种变压器，也有干式变压器。

2电力变压器故障机理

电力变压器是用来将某一数值的交流电压转化为工作频率相同的另一种电压的设备。按照不同的类型电力变压器可以分为不同种类，例如按照绕组分类，变压器可以分为双绕组、三绕组以及自耦型等。按照用途可以分为升压型、联络型以及降压型等等。目前在电力市场中应用比较广泛的是油浸式变压器。因此本文以油浸式变压器为例进行研究。油浸式变压器是用油进行绝缘和散热的，经过长时间的运行之后，变压器内的油质就会逐年的老化裂解。通过研究变压器油裂解主要包括以下方面:一是绝缘油的裂解。由于绝缘油中含有化学基团，这些化学基团在高温的影响下会逐渐发生化学变化，这样当故障程度聚集到一定程度后故障气体就会析出;二是固体绝缘材料的裂解。变压器内部所使用的绝缘材料含有无水右旋糖环，这些物质的热稳定性比较弱，因此当变压器长期运行后会因为热而出现分解。

3变压器的分类

1)按用途分类：电力变压器、整流变压器、电炉变压器、电抗器、仪用变压器、调压变压器、互感器等。

2)按相数分类有单相变压器和三相变压器。

3)按调压方式分类有无载调压变压器和有载调压变压器。

4)按冷却方式分类有油浸自冷式变压器、油浸风冷式变压器、油浸强迫油循环风冷却式变压器和油浸强迫油循环水冷却式变压器。

5)按绕组数量分类：(1)双绕组变压器有高压绕组和低压绕组变压器；(2)三绕组变压器有高压绕组、中压绕组和低压绕组的变压器；(3)自耦电力变压器。自耦电力变压器在于一、二绕组之间，不仅有磁耦联系，而且还有电的联系。采用自耦变压器比采用普通变压器节省材料、降低成本、缩小变压器体积和减轻重量，有利于变压器的运输和安装。

4常用的变压器

4.1电力变压器

为电力电路的运转提供某一数值的交流电压有效值的变压器称为电力变压器，电力变压器最常使用的地方是电力系统，在长距离输电时，对于一定的负载消耗功率值，由P=UI，提供电压，则减少电流，线路消耗功率P=I2R，一般线路使用的材料为铝、铜，单位电阻恒定，因而，高压电输电有利于远距离输送电能。由于电器不能直接使用高电压，因此，在输往用户前，一般用降压变压器使电压处于使用电压。一般输电用的变压器属于大型变压器。小型电力变压器常用在电子设备如电视机、家用计算机等设备。电子晶体管通常在低压下工作，因此，使用电子晶体管的设备都需要使用降压变压器。

4.2电源变压器

电源变压器的工作原理就是运用电磁感应原理。将我们用的交流电通过线圈N产生一个磁场，在线圈N的旁边有一个线圈M，由于线圈N产生的磁场不是不变的，而是根据电流的变化产生相应的变化。磁场的变化引起了线圈M中产生了相应的电流，其中的频率会根据线圈N和线圈M的匝数比的不同而相应的改变线圈M的频率。当然现在有很多电源变压器开始变为单线圈的了(叫做自耦变压器)，其中的原理基本是相同的。电源变压器的功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离，作为一种主要的软磁电磁原件，在电源技术和电力电子技术中广泛应用。一般电源变压器与整流电路一起构成电源适配器，广泛应用于游戏机、语音复读机、笔记本电脑、手机、路由器、随身听等设备中，几乎现有的电子产品或多或少都有它的身影。

5降低电力变压器损耗的措施

5.1合理布局配电变压器

在完成电力变压器选型工作任务后，要科学合理化地去设计施工的方案，保障电力变压器良好的布局状态，同时，还需要在布局设计工作中，对负荷的数值进行分析，精确化地开展各项计算工作，使用分区确定法，提升其预测以及计算的科学程度以及合理性。首先，需要设定好10kV电力变压器的位置点，之后，要以其位置对方案进行优化以及调整，就其优化的结果分析和探究，设定好35kV及更高电压的配电变压器位置。但是，其设备在实际运行时期，负荷的不稳定性会比较强，因此，在开展设计工作时期，要综合性地分析这类不确定的因素，将其因素考虑至其中，不断地提升电力运行的安全可靠程度，最大限度地降低故障的发生概率，保障其分布的合理性，同时，提高其总体的电力使用率。

5.2采用新型低阻导线及线圈

目前已开展使用的高温超导配电变压器，采用超导材质的导线替代传统的铜芯导线，除了降低变压器的损耗外，还间接提高了变压器抵抗短路电流的能力。同时，还要采用新型绕组结构和采用新型线圈布置方式这两种新的结构布置形式。新型绕组结构可采用自粘型换位导线来控制漏磁走向，减小变压器绕组的损耗；新型线圈布置方式可根据涡流的方向，合理选用纵向或横向线圈布置形式，控制涡流损耗以降到最小，进而减小变压器的运行损耗。

5.3变压器自行跳闸处理

为了保证变压器安全运行及操作，变压器高、中、低压侧都装设了断路器，同时还装有相对应的继电保护装置。当变压器的断路器自行跳闸后，运行人员应立即清除、准确地向值班调度员进行汇报；不应慌乱、匆忙或未经慎重考虑自行处理。待情况清晰后，要迅速向调度员汇报事故发生的时间及现象、跳闸断路器的名称、编号、继电保护和自动装置等变化，并在值班调度员的指挥下沉着冷静、迅速准确的进行处理。

结束语

随着我国智能技术的不断发展，电力智能化系统日益完善。变压器是整个电力系统运行枢纽，变压器的运行效率直接关系整个电网的运行质量。由于变压器在日常运行中受环境、具体工况以及人为破坏等因素的影响而导致其容易诱发故障。例如根据IEEE调查统计，大型电力变压器故障发生率为1%-2%，因此如何精准实现对变压器故障的诊断与识别是降低变压器故障发生率、提升其运行稳定的关键。

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