本文主要介紹變壓器的基本工作原理、組成、分類、故障類型以及變壓器故障應(yīng)設(shè)置的保護(hù)。
一、變壓器的基本工作原理
變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，它利用電磁感應(yīng)原理將一種電壓、電流的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓、電流的電能。換句話說，變壓器就是實現(xiàn)電能在不同等級之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
電力變壓器是電力系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備。大容量變壓器造價十分昂貴，其故障會對供電可靠性和系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來嚴(yán)重的影響。因此應(yīng)根據(jù)變壓器容量和重要程度裝設(shè)性能良好、動作可靠的繼電保護(hù)裝置。
二、變壓器的組成
變壓器是由鐵心和繞組組成,它們是變壓器中最主要的部件，構(gòu)成了變壓器的器身。
鐵心：構(gòu)成了變壓器的磁路，同時又是套裝繞組的骨架。鐵心由鐵心柱和鐵軛兩部分構(gòu)成。鐵心柱上套繞組，鐵軛將鐵心柱連接起來形成閉合磁路。
鐵心材料：為了提高磁路的導(dǎo)磁性能，減少鐵心中的磁滯、渦流損耗，鐵心一般用高磁導(dǎo)率的磁性材料——硅鋼片疊成。硅鋼片有熱軋和冷軋兩種，其厚度為0.35～0.5mm，兩面涂以厚0.02～0.23mm的漆膜，使片與片之間絕緣。
鐵心：構(gòu)成了變壓器的磁路，同時又是套裝繞組的骨架。鐵心由鐵心柱和鐵軛兩部分構(gòu)成。鐵心柱上套繞組，鐵軛將鐵心柱連接起來形成閉合磁路。
鐵心材料:為了提高磁路的導(dǎo)磁性能，減少鐵心中的磁滯、渦流損耗，鐵心一般用高磁導(dǎo)率的磁性材料——硅鋼片疊成。硅鋼片有熱軋和冷軋兩種，其厚度為0.35～0.5mm，兩面涂以厚0.02～0.23mm的漆膜，使片與片之間絕緣。
其他部件：除器身外，典型的油浸電力變壓器中還有油箱、變壓器油、絕緣套管及繼電保護(hù)裝置等部件。
三、變壓器的分類
這部分即將介紹按照不同的分類方式如何將變壓器進(jìn)行分類。
1. 按用途分類：
電力變壓器（主要用在輸配電系統(tǒng)中，又分為升壓變壓器、降壓變壓器、聯(lián)絡(luò)變壓器和廠用變壓器）；
儀用互感器（電壓互感器和電流互感器）；
特種變壓器（如調(diào)壓變壓器、試驗變壓器、電爐變壓器、整流變壓器、電焊變壓器等）；
2. 按繞組數(shù)目分類：雙繞組變壓器、三繞組變壓器、多繞組變壓器、自耦變壓器；
3. 按鐵心結(jié)構(gòu)分類：心式變壓器、殼式變壓器；
4. 按相數(shù)分類：單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器；
5. 按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分類：油浸式變壓器（包括油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、油浸強(qiáng)迫油循環(huán)式）、干式變壓器充氣式變壓器。
四、變壓器的故障類型
在這一部分要介紹什么是內(nèi)部故障、什么是外部故障。
1. 內(nèi)部故障
變壓器繞組相間短路；
變壓器繞組匝間短路；
變壓器繞組接地短路。
2. 外部故障
絕緣套管的相間短路與接地短路；
引出線上的發(fā)生的相間短路和接地短路。
五、變壓器故障應(yīng)設(shè)置的保護(hù)
由于變壓器外部相間短路引起的過電流和外部接地短路引起的過電流和中性點過電壓；由于負(fù)荷超過額定容量引起的過負(fù)荷以及由于漏油等原因而引起的油面降低。
大容量變壓器由于其額定工作時的磁通密度相當(dāng)接近于鐵心的飽和磁通密度，故在過電壓或低頻率等異常運(yùn)行方式下，易發(fā)生變壓器的過勵磁故障。
1. 瓦斯保護(hù)：輕瓦斯（信號）和重瓦斯（跳閘）。
針對：油箱內(nèi)的各種故障及油面降低。
優(yōu)點：油箱內(nèi)部所有故障，有較高靈敏性。
缺點：動作時間較長； 不能反應(yīng)油箱外部的故障。
2. 縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù)（根據(jù)變壓器容量選擇）
反應(yīng)繞組、套管及引出線上的相間短路，在一定程度上反應(yīng)繞組內(nèi)部匝間短路及中性點接地側(cè)的接地短路。
特點：瞬時動作切除故障。