变压器原理及使用

变压器原理及使用负责部门:VMD最后更新时间:2011年10月开发人：版本号变压器原理及使用一、变压器的工作原理变压器的基本工作原理是电磁感应原理。单相变压器空载运行时，一次绕组中通过空载励磁电流I0，在铁心中激起交变磁通Φ，在一次、二次绕组中产生感应电动势E1、E2。单相变压器负载运行时，只要一次电压U1一定，则铁心中主磁通最大值Φm就基本一定，当二次电流I2增大时，一次电流I1也随之增大，以维持Φm的基本不变，并维持变压器的功率平衡。变压器一次、二次侧的电压与匝数成正比，而与电流与匝数成反比：U1/U2=N1/N2=I2/I12023/2/52变压器原理及使用二、变压器的额定值

①额定电压UN1/UN2——由制造厂所规定的变压器在空载时额定分接头上的电压保证值。单位为V或kV。当变压器初级侧在额定分接头处接有额定电压U1N，次级侧空载电压即为次级侧额定电压UN2。对于三相变压器而言，铭牌上的额定电压是指线电压②额定容量SN——制造厂所规定的在额定条件下使用时输出能力的保证值。单位为VA或kVA。对于三相变压器而言是指三相的总容量——视在功率。③额定电流IN1/IN2——额定容量除以各绕组的额定电压所计算出来的线电流值。单位用A或kA。2023/2/53变压器原理及使用三、变压器的结构简介①铁心。铁心是变压器中主要的磁路部分。为减少磁阻和铁损，通常由含硅量较高，厚度分别为0.35mm\0.3mm\0.27mm，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成。铁心分为铁心柱和横片俩部分，铁心柱套有绕组；横片是闭合磁路之用。②绕组。绕组是变压器的电路部分。它是用双丝包绝缘扁线或漆包圆线绕成；接电源的部分叫一次绕组，接负载的一侧叫二次绕组。③其他附件2023/2/54变压器原理及使用四、检测绝缘性能(1)初级绕组与次级绕组之间的电阻值；(2)初级绕组与外壳之间的电阻值；(3)次级绕组与外壳之间的电阻值。上述测试结果分出现三种情况：(1)阻值为无穷大：正常；(2)阻值为零：有短路性故障；(3)阻值小于无穷大，但大于零2023/2/55变压器原理及使用五、变压器的检测A、通过观察变压器的外貌来检查其是否有明显异常现象。如线圈引线是否断裂，脱焊，绝缘材料是否有烧焦痕迹，铁芯紧固螺杆是否有松动，硅钢片有无锈蚀，绕组线圈是否有外露等。B、绝缘性测试。用万用表R×10k挡分别测量铁芯与初级，初级与各次级、铁芯与各次级、静电屏蔽层与衩次级、次级各绕组间的电阻值，万用表指针均应指在无穷大位置不动。否则，说明变压器绝缘性能不良。C、线圈通断的检测。将万用表置于R×1挡，测试中，若某个绕组的电阻值为无穷大，则说明此绕组有断路性故障。D、判别初、次级线圈。电源变压器初级引脚和次级引脚一般都是分别从两侧引出的，并且初级绕组多标有220V字样，次级绕组则标出额定电压值，如15V、24V、35V等。再根据这些标记进行识别。

2023/2/56变压器原理及使用E、空载电流的检测。

(1)直接测量法。将次级所有绕组全部开路，把万用表置于交流电流挡(500mA，串入初级绕组。当初级绕组的插头插入220V交流市电时，万用表所指示的便是空载电流值。此值不应大于变压器满载电流的10％～20％。一般常见电子设备电源变压器的正常空载电流应在100mA左右。如果超出太多，则说明变压器有短路性故障。

(2)间接测量法。在变压器的初级绕组中串联一个10/5W的电阻，次级仍全部空载。把万用表拨至交流电压挡。加电后，用两表笔测出电阻R两端的电压降U，然后用欧姆定律算出空载电流I空，即I空=U/R。F、空载电压的检测。

将电源变压器的初级接220V市电，用万用表交流电压接依次测出各绕组的空载电压值(U21、U22、U23、U24)应符合要求值，允许误差范围一般为：高压绕组≤±10％，低压绕组≤±5％，带中心抽头的两组对称绕组的电压差应≤±2％。2023/2/57变压器原理及使用G、温升检测。一般小功率电源变压器允许温升为40℃～50℃，如果所用绝缘材料质量较好，允许温升还可提高。H、检测判别各绕组的同名端。

在使用电源变压器时，有时为了得到所需的次级电压，可将两个或多个次级绕组串联起来使用。采用串联法使用电源变压器时，参加串联的各绕组的同名端必须正确连接，不能搞错。否则，变压器不能正常工作。I.电源变压器短路性故障的综合检测判别。电源变压器发生短路性故障后的主要症状是发热严重和次级绕组输出电压失常。通常，线圈内部匝间短路点越多，短路电流就越大，而变压器发热就越严重。检测判断电源变压器是否有短路性故障的简单方法是测量空载电流(测试方法前面已经介绍)。存在短路故障的变压器，其空载电流值将远大于满载电流的10％。当短路严重时，变压器在空载加电后几十秒钟之内便会迅速发热，用手触摸铁芯会有烫手的感觉。此时不用测量空载电流便可断定变压器有短路点存在。2023/2/58变压器原理及使用

国内五大变压器制造厂商为：

沈阳变压器厂（2004年被特变电工股份有限公司兼并），西安变压器厂，保定变压器厂，特变电工股份有限公司，上海稳博电器有限公司，国外有名的公司有西门子，ABB等。

2023/2/59变压器原理及使用六、变压器绝缘等级的划分干式变压器的绝缘等级，并不是绝缘强度的概念，而是允许的温升的标准，即绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F、H级。绝缘的温度等级分为A级E级B级F级H级。各绝缘等级具体允许温升标准如下：最高允许温度（℃）105120130155180绕组温升限值（K）607580100125性能参考温度（℃）80951001201452023/2/510变压器原理及使用七、变压器型号的含义变压器型号：SG9-20/0.8220/480

SG

-指三相干式变压器；

9

-指设计序号；

20

-指额定容量（单位kVA）；

0.8-指电压等级（0.8表示电压低于800V）；

220-指额定输入电压（单位V）；

480-指额定输出电压（单位V）。2023/2/511变压器原理及使用变压器的型号通常由表示相数、冷却方式、调压方式、绕组线芯等材料的符号，以及变压器容量、额定电压、绕组连接方式组成。变压器型号一般由字母和一串数字组成。变压器型号前面的字母及其含义分别如下：

D,S,J,L,Z,SC,SG,YD,JMB,BK(C),DDG

D-单相S-三相J-油浸自冷L-绕组为铝线Z-又载调压

SC-三相环氧树脂浇注SG-三相干式自冷YD-试验用单相变压器

JMB-局部照明变压器BK(C)-控制变压器（C为C型铁芯结构）DDG-单相干式低压大电流变压器2023/2/512变压器原理及使用八、变压器连接组的含义变压器的连接组是指出变压器高、低绕组的连接方式以及时钟时序数表示的相对相位移的通用标号。通常表示为：A、B、CA表示高压绕组的连接方式：D表示△形连接，Y表示Y形连接，YN表示带中线YN形连接B表示低压绕组的连接方式：d表示△形连接，y表示Y形连接，yn表示带中线YN形连接C表示低压绕组的电压滞后于高压绕组对应电压的相位角是30°角的倍数值，即将高压绕组某一线电压相量视为时钟的长针，始终指向12点位置，则低压绕组对应线电压视为时钟的短针，指到钟上面的时数，用0~11表示12种连接组别。国家标准规定三相变压器的5种标准连接组是Y,yn0、Y,d11、YN,d11、YN,y0、Y,y0，其中前三种最常用。2023/2/513变压器原理及使用九、使用变压器时的一些注意事项不能够接入直流电：因为如果在变压器一次绕组上接直流电，在稳定情况下只能产生直流电流，在铁心中只能产生恒定磁通，在一次侧和二次侧都不会产生感应电动势，二次绕组就不会有电压输出。如果变压器一次绕组接上额定数值的直流电，变压器一次绕组的直流电阻非常小，会产生很大的短路电流，将变压器烧毁。变压器并联运行：互相并联的变压器，其额定电压和变比应相等，连接组别必须相同，阻抗电压应相等2023/2/514变压器原理及使用十、SGMW车间中常用的变压器①隔离变压器的原理和普通变压器的原理是一样的。都是利用电磁感应原理。隔离变压器一般是指1：1的变压器。由于次级不和地相连，次级任一根线与地之间没有电位差。使用安全。常用作维修电源。隔离变压器不全是1：1变压器。控制变压器和电子管设备的电源也是隔离变压器。如电子管扩音机，电子管收音机和示波器和车床控制变压器等电源都是隔离变压器。如为了安全维修彩电常用1比1的离变压器。隔离变压器是使用比较多的，在空调中也是使用的。隔离变压器按用用途分为