干式變壓器其實就是利用電磁感應(yīng)原理，從一個電路向另一個電路傳遞電能或傳輸信號的一種電器是電能傳遞或作為信號傳輸?shù)闹匾?。它被廣泛的應(yīng)用于局部照明、高層建筑、機場，碼頭CNC機械設(shè)備等場所。干式變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級線圈、次級線圈和鐵芯（磁芯）。主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）等。按用途可以分為：電力變壓器和特殊變壓器（電爐變、整流變、工頻試驗變壓器、調(diào)壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等）。

引文作者:上海蓋能電氣市場部（專注干式變壓器30年）

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變壓器工作原理：

干式變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。它可以變換交流電壓、電流和阻抗。最簡單的鐵心變壓器由一個軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個匝數(shù)不等的線圈構(gòu)成，如下圖所示。

干式變壓器工作原理

鐵心的作用是加強兩個線圈間的磁耦合。為了減少鐵內(nèi)渦流和磁滯損耗，鐵心由涂漆的硅鋼片疊壓而成;兩個線圈之間沒有電的聯(lián)系，線圈由絕緣銅線（或鋁線）繞成。一個線圈接交流電源稱為初級線圈（或原線圈），另一個線圈接用電器稱為次級線圈（或副線圈）。實際的干式變壓器是很復(fù)雜的，不可避免地存在銅損（線圈電阻發(fā)熱）、鐵損（鐵心發(fā)熱）和漏磁（經(jīng)空氣閉合的磁感應(yīng)線）等，為了簡化討論這里只介紹理想變壓器。理想變壓器成立的條件是：忽略漏磁通，忽略原、副線圈的電阻，忽略鐵心的損耗，忽略空載電流（副線圈開路原線圈線圈中的電流）。例如電力變壓器在滿載運行時（副線圈輸出額定功率）即接近理想變壓器情況。變壓器是利用電磁感應(yīng)原理制成的靜止用電器。

當(dāng)干式變壓器的原線圈接在交流電源上時，鐵心中便產(chǎn)生交變磁通，交變磁通用φ表示。原、副線圈中的φ是相同的，φ也是簡諧函數(shù)，表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，原、副線圈中的感應(yīng)電動勢為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2為原、副線圈的匝數(shù)。由圖可知U1=-e1，U2=e2（原線圈物理量用下角標(biāo)1表示，副線圈物理量用下角標(biāo)2表示），其復(fù)有效值為U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ，令k=N1/N2，稱變壓器的變比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k，即變壓器原、副線圈電壓有效值之比，等于其匝數(shù)比而且原、副線圈電壓的位相差為π。

進而得出：U1/U2=N1/N2在空載電流可以忽略的情況下，有I1/ I2=-N2/N1，即原、副線圈電流有效值大小與其匝數(shù)成反比，且相位差π。

進而可得I1/ I2=N2/N1

理想變壓器原、副線圈的功率相等P1=P2。說明理想變壓器本身無功率損耗。實際變壓器總存在損耗，其效率為η=P2/P1。電力變壓器的效率很高，可達90%以上。

變壓器接線方法：

常見的干式變壓器繞組有二種接法，即“三角形接線”和“星形接線”；在變壓器的聯(lián)接組別中“D表示為三角形接線，“Yn”表示為星形帶中性線的接線，Y表示星形，n表示帶中性線；“11”表示變壓器二次側(cè)的線電壓Uab滯后一次側(cè)線電壓UAB330度（或超前30度）。

干式變壓器的聯(lián)接組別的表示方法是：大寫字母表示一次側(cè)（或原邊）的接線方式，小寫字母表示二次側(cè)（或副邊）的接線方式。Y（或y）為星形接線，D（或d）為三角形接線。數(shù)字采用時鐘表示法，用來表示一、二次側(cè)線電壓的相位關(guān)系，一次側(cè)線電壓相量作為分針，固定指在時鐘12點的位置，二次側(cè)的線電壓相量作為時針?！癥n，d11”，其中11就是表示：當(dāng)一次側(cè)線電壓相量作為分針指在時鐘12點的位置時，二次側(cè)的線電壓相量在時鐘的11點位置。也就是，二次側(cè)的線電壓Uab滯后一次側(cè)線電壓UAB330度（或超前30度）。

干式變壓器二個繞組組合起來就形成了4種接線組別：“Y，y”、“D，y”、“Y，d”和“D，d”。我國只采用“Y，y”和“Y，d”。由于Y連接時還有帶中性線和不帶中性線兩種，不帶中性線則不增加任何符號表示，帶中性線則在字母Y后面加字母n表示。n表示中性點有引出線。Yn0接線組別，UAB與uab相重合，時、分針都指在12上?！?2”在新的接線組別中，就以“0”表示。目前干式變壓器廠家運用的變壓器的接線方法主要有：三角型接法和星型接法兩種。

干式變壓器接線方法

三角形接法是將各相電源或負(fù)載依次首尾相連，并將每個相連的點引出，作為三相電的三個相線。三角形接法沒有中性點，也不可引出中性線，因此只有三相三線制。添加地線后，成為三相四線制，三角形接法的三相電，線電壓等于相電壓而線電流等于相電流的√3倍。

星形接法（Y型接法）的三個繞組，每一端接三相電壓的一相，另一端接在一起，不接任何一相電，也可不接零線，這樣每個繞組的電壓是相電壓，也就是每相對地的電壓，也就是通常指的220V。星形接法是將三相電源繞組或負(fù)載的一端都接在一起構(gòu)成中性線，由于均衡的三相電的中性線中電流為零，故也叫零線：三相電源繞組或負(fù)載的另一端的引出線，分別為三相電的三個相線。遠程輸電時，只使用三根相線，形成三相三線制。到達用戶的電路，往往涉及220V和380V兩種電壓，需三根相線和一根零線，形成三相四線制。用戶為避免漏電形成的觸電事故，還要添加一根地線，這時就有三根相線，一根零線和一根地線，故也有三相五線制的說法。