1831年，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，由此揭開了電力變壓器研究的歷史篇章。世界上第1臺(tái)申請(qǐng)了專利，并用拉丁語(yǔ)命名的變壓器，于1884年9月在匈牙利的崗茨工廠誕生。

1975年，聯(lián)邦德國(guó)生產(chǎn)的電壓為1150kV、容量為1800MVA的單相大型變壓器，是世界上最大的單相電力變壓器。

電力變壓器是借助電磁感應(yīng)的作用，將不同電壓等級(jí)的交流電壓及電流相互轉(zhuǎn)換，廣泛使用與電力系統(tǒng)中輸電、變配電和用電方面的電氣設(shè)備。它是一種靜止的電器，由一個(gè)或幾個(gè)繞組套于鐵芯上，繞組間通過磁鏈耦合，在不同的電回路中傳遞電能，實(shí)現(xiàn)傳輸和分配電能的目的。

現(xiàn)代電力變壓器的發(fā)展方向

為提高變壓器的可靠性、經(jīng)濟(jì)性，亦即解決大型變壓器的運(yùn)輸困難問題，近年來(lái)，主要是加強(qiáng)了對(duì)變壓器原材料和結(jié)構(gòu)的研究。如基于降低鐵磁損耗、降低渦流損耗、提高溫升限值延緩絕緣老化而做出的一系列改進(jìn)。此外，正在推廣使用大型變壓器的器身無(wú)氣式干燥，的工藝方法，使用硬紙筒繞制線圈，提高變壓器抗突發(fā)短路能力等措施

電氣系統(tǒng)中應(yīng)用最多的就是電力變壓器，由于電力變壓器的種類很多，其型號(hào)的標(biāo)識(shí)以及參數(shù)也有所不同，因此常常將這些型號(hào)與參數(shù)標(biāo)識(shí)在變壓器的銘牌上，以便于在安裝和檢修時(shí)進(jìn)行查看。圖1所示為典型電力變壓器的銘牌標(biāo)識(shí)。

在變壓器的銘牌上，標(biāo)識(shí)有該變壓器的型號(hào)以及技術(shù)參數(shù)等內(nèi)容，下面分別介紹一下變壓器的型號(hào)含義和技術(shù)參數(shù)。

變壓器的型號(hào)含義

變壓器的種類有很多，為了便于區(qū)別各種不同類型的變壓器，通常使用字母或數(shù)字對(duì)變壓器的型號(hào)命名進(jìn)行標(biāo)識(shí)。變壓器的型號(hào)通常是由字母和數(shù)字組成的，用來(lái)表示變壓器的相數(shù)、冷卻方式、調(diào)壓方式、繞組線芯材料、繞組連接方式等內(nèi)容，如圖2所示。

產(chǎn)品名稱：變壓器的產(chǎn)品名稱通常用字母來(lái)表示，表示產(chǎn)品的線圈耦合方式、相數(shù)、冷卻方式、線圈數(shù)、線圈導(dǎo)線材質(zhì)、調(diào)壓方式以及特殊用途等內(nèi)容，見表1所列。

設(shè)計(jì)序號(hào)：也稱技術(shù)序號(hào)，用數(shù)字表示，表示同類產(chǎn)品中的不同品種，以區(qū)分產(chǎn)品的外形尺寸和性能指標(biāo)等，有時(shí)會(huì)被省略。

額定容量：變壓器的額定容量用“kVA”來(lái)表示，可以讀作“千伏安”。變壓器使用kVA作單位，原因是在負(fù)載沒有確定的情況下，是不能得到有功功率（符號(hào)P，單位kW）和無(wú)功功率（符號(hào)Q，單位kvar）的大小的，只能使用kVA為單位表示功率，例如1kVA的變壓器的輸出功率約為1kW。

高壓側(cè)額定電壓：變壓器的高壓側(cè)額定電壓即為初級(jí)繞組輸入端輸入的額定電壓值，一般用字母“kV”表示，例如10kV表示變壓器初級(jí)繞組可輸入10kV的電壓。

電力變壓器的分類

①按用途分類，如升壓變壓器、降壓變壓器、聯(lián)絡(luò)變壓器等；

②按相數(shù)分類，可分為單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器；

③按繞組數(shù)及結(jié)構(gòu)形式分類，如雙繞組、三繞組、多繞組變壓器及自耦、分裂變壓器等；

④按調(diào)壓方式不同分類，如有載調(diào)壓、無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓和無(wú)分接變壓器等；

⑤按絕緣介質(zhì)不同分類，可分為油浸和干式變壓器；⑥按冷卻方式不同分類，如油浸自冷、油浸風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷等；

⑦按鐵芯與繞組組合結(jié)構(gòu)不同可分為芯式和殼式變壓器。

變壓器的主要技術(shù)參數(shù)

變壓器的主要技術(shù)參數(shù)一般都標(biāo)注在變壓器的銘牌上，一般包括額定容量、額定電壓、額定電流、冷卻方式、額定頻率、絕緣電阻、繞組聯(lián)結(jié)組、相數(shù)、阻抗電壓等，如圖3所示。

此外，變壓器的技術(shù)參數(shù)還有空載損耗、負(fù)載損耗、溫升方式、空載電流、吊重、油重、總重、運(yùn)輸重、油箱耐受真空能力等，如圖4所示。

電力變壓器的參數(shù)選擇與配置

變壓器接線組別選擇

新建35kV變電站，主變宜選用星角接線形式，當(dāng)額定容量為20MVA時(shí)，可采用額定電流為350A的有載調(diào)壓開關(guān)。新裝設(shè)10/0.4kV配電變壓器選用星角接線組別，以適應(yīng)低壓側(cè)三相負(fù)荷不平衡和限制三次諧波的需要。

變壓器有載調(diào)壓分接開關(guān)配置

主變有載調(diào)壓分接開關(guān)，必須選用可靠性高、維修量少的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。原則上，只在500kV和35、110kV兩級(jí)降壓變電站的主變上配置有載調(diào)壓分接開關(guān)，有載調(diào)壓裝置覆蓋率應(yīng)達(dá)100%。新建500kV主變，根據(jù)實(shí)際需要，有載分接開關(guān)操作的次數(shù)很少，因此，也可不配置有載調(diào)壓分接開關(guān)，改為配置無(wú)勵(lì)磁分接頭切換開關(guān)。用戶專用220kV主變，根據(jù)需要可裝設(shè)有載調(diào)壓分接開關(guān)。

主變負(fù)荷率

主變負(fù)荷率，是主變可靠運(yùn)行的重要數(shù)據(jù)，也是電網(wǎng)中主變?cè)鋈莞墓こ塘㈨?xiàng)的主要依據(jù)之一。其中，“最高負(fù)荷率”和“平均最高負(fù)荷率”兩個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，分別從供電可靠性和控制容載比等不同角度考慮。

最高負(fù)荷率，主要用于調(diào)度、運(yùn)行管理，讓調(diào)度和運(yùn)行人員掌握主變的實(shí)際正常運(yùn)行時(shí)的最高負(fù)荷，能及時(shí)采取有效措施來(lái)均衡各臺(tái)主變的負(fù)荷，防止造成主變的長(zhǎng)期重載或過負(fù)荷運(yùn)行，以提高供電可靠性。

平均最高負(fù)荷，為全年負(fù)荷最高的25個(gè)工作日的日最高負(fù)荷平均值。在數(shù)值上等于（主變壓器所帶平均最高負(fù)荷的視在功率/主變壓器的額定容量）×100%。

容載比

容載比，是宏觀控制城市電網(wǎng)變電總?cè)萘康闹笜?biāo)，是城網(wǎng)中某一電壓等級(jí)主變變電總?cè)萘颗c之相對(duì)應(yīng)的負(fù)荷的比值。也是反映城網(wǎng)供電能力的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。當(dāng)容載比取值增加時(shí)，在相同負(fù)荷水平下，變壓器總?cè)萘繉⒃黾樱闺娋W(wǎng)建設(shè)投資增加，也會(huì)使電網(wǎng)運(yùn)行成本增加，從而使電費(fèi)增加，或使電網(wǎng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益降低，因此，容載比不宜取值過大，如容載比過大，將造成電網(wǎng)建設(shè)早期投資增大。同理，載比取值減小，可能使電網(wǎng)的適應(yīng)性變差，使調(diào)度不夠靈活，甚至發(fā)生卡脖子現(xiàn)象。容載比過小，電網(wǎng)適應(yīng)性差，影響供電。由此，應(yīng)加強(qiáng)和改善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，建立既滿足可靠性要求，又降低容載比，以提高投資的經(jīng)濟(jì)效益。可采用變電站增加主變臺(tái)數(shù)、次級(jí)電網(wǎng)增加轉(zhuǎn)移負(fù)荷的能力，提高功率因數(shù)，提高自動(dòng)化程度、提高各區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)及變電容量配置的準(zhǔn)確性等措施。

隨著各級(jí)電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電力變壓器對(duì)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)效率和收益的影響作用必將進(jìn)一步凸顯，對(duì)其性能、選用、配置的要求也將更高。目前，新興的變壓器制造工藝正在不斷被完善和超越，隨著越來(lái)越多的先進(jìn)變壓器的相繼問世及電網(wǎng)智能化發(fā)展步伐的加快，以主變壓器為代表的各類型電網(wǎng)設(shè)備的智能水平將邁上一個(gè)新的臺(tái)階，從而有力保障和促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展