变压器的基本工作原理、分类和结构;1.1变压器的基本工作原理
1.1.1变压器的用途
变压器是电力系统中使用最为广泛的电气设备之一，它的主要用途是用来升高或降低电压。发电厂中发电机发出的电压相对较低，要将这些电能输送到较远的用电地区，必须升高电压，采用高压输电。当输送的电功率一定时，电压愈高，输电电流愈小，线路上的电压降和功率损耗也愈小，输电线的有色金属耗量也少。当电能输送到用电中心后，需要用降压变压器将电压降低，再输送到配电系统供各种负载使用。可见，电力输送过程中升压和降压都需要用变压器来完成。据统计，电力系统中变压器的安装总容量约为发电机总容量的6～8倍。;根据发、配电及用电要求的不同，电力系统中的电压分为许多等级，500V及以下的电压称为低压系统，3kV、6kV、
35kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV及以上称为高压系统。在电力系统中用作电能输送与分配的变压器称为“电力变压器”，如图1-1所示。其次，变压器在其他方面应用也十分广泛，如电解、化工用的整流变压器；冶炼用的电炉变压器；焊接用的焊接变压器；测量用的仪用变压器等。
变压器除变换电压外，还可变换电流和阻抗等。;图1-1电力系统示意图;1.1.2变压器的基本工作原理
变压器是一种静止的电气设备，它是利用电磁感应原理工作的。它把输入的电压升高或降低为同频率的交流电压输出，以满足输电、配电的需要。
图1-2所示是单相变压器的工作原理示意图。变压器的主要部件是一个铁芯和套在铁芯上的两个绕组N1和N2，其中绕组N1接交流电源，称为原边绕组或一次绕组，有些也称为原边；绕组N2接负载，称为副边绕组或二次绕组，有些也称为副边。原、副边绕组具有不同的匝数且互相绝缘，它们之间只有磁的耦合而没有电的联系。;图1-2单相变压器工作原理示意图;当原边绕组N1接到交流电压u1时，便有交流电流i1流入，因而在铁芯中产生与u1同频率的交变磁通。磁通同时与绕组N1和N2交链。根据电磁感应定律，交变磁通分别在绕组N1和N2中感应出同频率的电动势e1和e2，并且，
(1-1)
式中：N1、N2为原、副边绕组匝数。
副边绕组有了电动势e2，便可向负载输出电能。由于感应电动势的大小与绕组的匝数成正比，因此，改变原边绕组和副边绕组的匝数即可改变副边电压的大小，这就是变压器的基本工作原理。;1.2变压器的分类
变压器的应用十分广泛，种类很多，其分类方法也很多，常用的有以下几种：
按用途分类，可分为电力变压器和特种变压器。电力变压器主要用于输、配电系统中，按功能又可分为升压变压器、降压变压器、配电变压器、联络变压器。特种变压器可分为整流变压器、电炉变压器、试验变压器、调压变压器和焊接变压器等。
按结构形式分类，可分为单相变压器和三相变压器。
按绝缘介质分类，可分为油浸式和干式变压器。
按绕组数目分类，可分为自耦变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。
按铁芯形式分类，可分为心式和壳式变压器。
按调压方式分类，可分为有载调压和无载调压变压器。;按冷却介质和冷却方式分类，可分为油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环风冷式、强迫油循环水冷式和气冷式等。
变压器按其容量大小可分为五类，第Ⅰ类容量为100kV·A,
电压为10kV及以下；第Ⅱ类容量为125～630kV·A，电压为
10kV及以下。第Ⅰ、Ⅱ类为小型变压器。第Ⅲ类容量为800～6300kV·A，电压为35kV及以下，为中型变压器。第Ⅳ类容量为8000～63000kV·A，电压为35kV及以下，为大型变压器。90000kV·A及以上为第Ⅴ类(特大型变压器)。
我国目前可以设计、制造容量为5×105kV·A、电压为
500kV的特大型变压器。;1.3变压器的基本结构和铭牌
变压器的基本结构主要有：铁芯、绕组、绝缘套管、箱体、分接开关及其附件。
铁芯和绕组是变压器的主要部分，由它们组成变压器的器身。油浸式变压器的器身浸放在盛满变压器油的封闭油箱中，各绕组的出线端经绝缘套管引出。为了变压器能够安全、可靠地运行，通常还设有储油柜、安全气道和气体继电器等附件。图1-3所示是三相油浸式电力变压器的基本结构示意图。;图1-3三相油浸式变压器基本结构示意图
(a)SJ1系列变压器；(b)S系列变压器;1.3.1铁芯
铁芯是变压器的磁路部分，也是绕组的支撑骨架，原边绕组和副边绕组都绕在铁芯上。铁芯分为铁芯柱和铁轭两部分。装配好的铁芯形似窗户框，套入绕组的垂直部分叫铁芯柱，水平部分叫铁轭