在電力系統中，變壓器的運用是尤為頻繁，并且相當廣泛的，只要一說起這三個字，一定沒有電工會陌生的。它作為一種用于電力轉化的儀器設備，可以使高壓通過它轉換為能使用的低壓來滿足人們的實際需求。

但是很多人卻不知道變壓器的工作運行原理是什么，又是如何將高壓轉為低壓的呢？這些問題可能是許多電力初學者都會產生的困惑，然而它的原理和結構相對于其它的電力設備來說是較為簡單的。變壓器的在結構上主要是由繞組和鐵芯兩部分而組成，那它們的作用和功能分別是什么呢？

這些看似簡單的問題，對很多從業多年的老電工來說也未必立馬對答如流，那么我們今天就帶大家來系統學習一下變壓器的原理及繞組、鐵芯的主要知識，愿能幫助大家學習。

一、變壓器原理

變壓器它是一種靜止的電力設備，在變配電系統中較為常見，能經過電磁感應，將一種電壓的交流電能轉換為頻率一樣的其它電壓的交流電能。它工作運行的最基本的原理就是“電磁感應”，可以把這個原理解釋為“動電生磁，動磁生電”的過程。

上圖中一次、二次繞組互不相連，能量的傳遞靠磁耦合。接交流電源的繞組被我們稱做原繞組或者是一次繞組，這一側是通入交流電流側，也就是吸收電能側，也稱一次側。接負載的繞組被叫做副繞組或者是稱二次繞組，這一側是接負載側，也就是輸出電能側，因此也被稱作二次側。

如上圖，在一次繞組與交流電源相連接的情況下，繞組中就會存在交流電流，而且會在鐵心中產生磁通，此時，這個交變磁通還會同時交鏈著一次繞組與二次繞組，并在這兩個繞組中都產生出感應電動勢。

空載運行

空載運行：一次側接交流電源，二次側開路。

帶負荷運行

帶負荷運行：一次側接交流電源，二次側接負荷。

由此我們可知電壓關系為：一次、二次側電壓與匝數成正比。所以只要將匝數比改變，那么我們就可以改變輸出電壓。同理，電流關系為：一次、二次側電流與匝數成反比。

我們知道變壓器的高壓線圈匝數比較多，并而通過它的電流又相對小，所以它的繞組能用相對細的導線來繞制而成。但低壓線圈的匝數雖然少，但是通過電流卻比較大，所以繞組要用相對粗的導線來繞制。

二、鐵芯和繞組

1. 鐵芯

鐵芯作為變壓器的主磁路往往都是采取的心式結構，如下圖，A、B、C三相的繞組分別被放在了三個鐵心柱上，于是它們由上、下兩個鐵扼連接起來，就組成了一個閉合磁路。如下圖：

鐵芯的結構通常是分為兩種類型：心式和殼式。心式的特點是結構和工藝簡單、但是應用十分廣泛。殼式的特點是結構復雜，通常是用在小容量變壓器和電爐變壓器。

鐵芯結構示意圖

2. 繞組

繞組是變壓器的電路部分，它一般情況下是由銅或鋁的絕緣導線繞制而成，為了便于絕緣，低壓繞組靠近鐵心柱，高壓繞組套在低壓繞組外面，高壓繞組匝數多，導線細；低壓繞組匝數少，導線粗。

通常情況下，為了達到絕緣的目的，會選擇低壓繞組離鐵芯較近的地方進行裝置，低壓繞組的外面則會套在高壓繞組，這樣它們之間就會有一定的絕緣間隙和散熱油道，繞組就會得以非常有效地散發熱量。

變壓器傳統繞線方式也有兩種，一種是銅線繞組，另一種是箔式繞線。

（1）銅線繞組：油浸式變壓器通常采用的是冷軋硅鋼片銅線繞組，漆包銅線是繞組線的一個主要品種。

（2）箔式繞線：箔式繞線的導體使用厚度不一樣的銅做成，又或者是鋁箔帶，隨后將寬帶狀的絕緣材料用作層間絕緣，窄帶狀的絕緣材料為端絕緣，并在箔式繞線機上一次完成卷繞，形成卷狀線圈。

變壓器在試驗過程中發生匝間、相間短路，或在運輸過程中發生沖撞，造成線圈相對位移，以及運行過程中在短路和故障狀態下因電磁拉力造成線圈變形，就會使變壓器繞組的分布參數發生變化。

進而影響并改變變壓器原有的頻域特征，即頻率響應發生幅度變化和諧振頻點偏移等。并根據響應分析方法研制開發的HTBX-H 變壓器繞組測試儀，就是這樣一種新穎的變壓器內部故障無損檢測設備。它適用于63kV~500kV電力變壓器的內部結構故障檢測。

HTBX-H 變壓器繞組測試儀

文章選自串聯諧振華天電力