变压器的用途、分类和结构特点

（1）变压器的用途和分类

从发电厂发出来的交流电，经过电力系统传输和分配到用户（负载），图5.2.1 为一个简单的电力系统示意图。为了减少输电时线路上的电能和电压损失，一般采用高压输电，比如110 kV、220 kV、330 kV、500 kV 等。发电机发出的电压（如10 kV），首先经过变压器升高电压后再经输电系统送到用户地区；到了用户地区后，还需要先把高电压降到35 kV 以下，再按用户的具体需要进行配电。用户需要的电压等级一般为6 kV、3 kV、380/220 V 等。在输配电中会升压和降压多次，因此变压器的安装容量是发电机容量的5～8 倍。这种用于电力系统中的变压器称为电力变压器，它是电力系统中的重要设备。

图5.2.1　简单的电力系统示意图

变压器的种类很多，按交流电的相数不同，一般分为单相变压器和三相变压器；按用途分为输配电用的电力变压器，局部照明和控制用的控制变压器，用于平滑调压用的自耦变压器，电加工用的电焊变压器和电炉变压器，测量用的仪用互感器以及电子线路和电子设备中常用的电源变压器、耦合变压器、输入/输出变压器、脉冲变压器等。

（2）变压器的基本结构

变压器的种类很多，结构形状各异，用途也各不相同，但其基本结构和工作原理却是相同的。变压器的主要结构是铁芯、绕组、箱体及其他零部件，图5.2.2 是目前普遍使用的油浸式电力变压器的外形示意图，对之简述如下：

图5.2.2　油浸式电力变压器外形示意图

1—铭牌；2—讯号式温度计；3—吸湿器；4 —油表；5—储油柜；6—安全继电器；7—气体继电器；8—高压导管；9—低压导管；10—分接开关；11 —油箱；12—放油阀门；13—器身；14—接地板；15—小车

1）铁芯

铁芯是变压器的主磁路，又是绕组的支撑骨架。为了减少铁芯内的磁滞和涡流损耗，通常采用含硅量为5%、厚度为0.35 mm 或0.5 mm 两平面涂绝缘漆或经氧化膜处理的硅钢片叠装而成。

按绕组套入铁芯的形式，变压器分为心式和壳式两种，如图5.2.3 所示。(www.xing528.com)

心式变压器的绕组套在铁芯的两个铁芯柱上，如图5.2.3（a）所示。此种结构比较简单，有较多的空间装设绝缘，装配容易，适用于容量大、电压高的变压器，一般的电力变压器均采用心式结构。

图5.2.3　心式和壳式变压器结构示意图

壳式变压器的铁芯包围着绕组的上下和两个侧面，如图5.2.2（b）所示。这种结构的机械强度好，铁芯容易散热，但外层绕组的铜线用量较多，制造也较为复杂，小型干式变压器多采用这种结构形式。

2）绕组

绕组是变压器的电路部分，一般用高强度漆包铜线（也可用铝线）绕制而成。

接高压电网的绕组称高压绕组，接低压电网的绕组称低压绕组，根据高、低压绕组的相对位置，可分为同心式和交叠式两种不同的排列方法。

3）油箱及其他零部件

油箱油浸式变压器的外壳就是油箱，箱内盛有用来绝缘的变压器油，它在绝缘的同时还保护了铁芯和绕组不受外力和潮湿的侵蚀，并通过油的对流作用，将铁芯和绕组产生的热量传递到油箱壁而散到周围介质中去。

储油柜又称油枕，是一个圆筒形容器，装在油箱上，用管道与油箱相连，使油刚好充到油枕的一半。油面的高度被限制在油枕中，通过外部的玻璃油表可以看到油面的高低。

绝缘导管由外部的瓷套与中心的导电杆组成，其作用是使高、低压绕组的引出线与变压器箱体绝缘。

变压器除上述几种基本部件外，还有分接开关、气体继电器、安全气道、测温器等。在5.2.2中已标出了它们的外形及安装位置，不再赘述。