变压器的原理及调压方式

变压器的一次侧接在电力网上，由于电网电压会因种种原因发生波动,因此变压器的二次电压也会相应地波动，从而影响用电设备的正常运行；接在变压器二次侧的负载，由于用电设备负荷的大小或负荷功率因数的不同，也会影响变压器二次电压的变化，给用电设备的正常运行带来影响。因此需要变压器应有一定的调压能力以适应电力网运行及用电设备的需要。

一、变压器调压的原理

变压器调压的原理是改变绕组的匝数,也就是改变变压器一、二次侧的电压比。根据变压器的工作原理，当忽略变压器的内部阻抗压降时,则有U1/U2=N1/N2=K。式中U1、U2分别为变压器一、二次端电压；N1、N2分别为变压器一、二次绕组的匝数；K为变压器的变压比。

变压器分接头在一次侧,改变变压器一次绕组的匝数,其变压比K也随之改变，又由于U2=U1/K，因此二次电压也就发生了变化,这就起到了调压的作用。

二、变压器的调压方式

变压器的调压方式可分为无励磁调压和有载调压两种。

1、无励磁调压

1）一般小型电力变压器大多是无励磁调压分接开关，需要调节时必须首先停电。以10kV变压器为例，它有三个档位，I档：10.5kV，400V；II档：10kV，400V；III档：9.5kV，400V。可知输入电压一定时，I档输出电压最低，III档输出电压最高。

2）当变压器输出电压低于允许值时，把分接开关位置由Ⅰ档调到Ⅱ档，或由Ⅱ档调到Ⅲ档，反之则相反。即“低往低调，高往高调”。“低往低调”是一次绕组减少，变压比减小，电源电压不变，二次电压变高。“高往高调”是一次绕组匝数增加，电源电压没变，变压比增大，二次电压变低。

3）打开变压器分接开关罩盖，旋转调节手柄到所需的档位。调整无励磁分接开关时，一般应将分接开关进行正反转动三个循环，以消除触头上的氧化膜及油污，然后正式变换分接开关。

4）调整分接开关后，应测量变压器三相绕组的直流电阻（1600kVA及以下三相变压器，各相测得直流电阻值的相互差值应小于平均值的 4%，线间测得值的相互差值应小于平均值的2%；1600kVA 以上三相变压器，各相测得值的相互差值应小于平均值的2%，线间测得值的相互差值应小于平均值的1%），检查锁紧位置，然后盖上罩盖。还应将分接开关变换情况做好记录并报告调度部门。

2、有载调压

1）有载调压变压器有两种型式：一是本身具有调压绕组的有载调压变压器；另一种是带有加压调压器的有载变压器。具有调压绕组的有载调压变压器调压绕组带有分接头切换装置，可在有负荷时通过切换装置切换分接头。

2）有载调压分接开关，在变换分接过程中可采用电抗或电阻过渡，以限制其过渡时的循环电流，因此有电抗式和电阻式之分。

（1）电抗式的特点是如果电抗器是按连续工作设计的，则在变换分接过程中可以停留在跨接两个分接头的位置工作,在所需要的调压级数相同的情况下，使变压器线圈的分接头个数减少一半；同时，即使分接开关操作机构的供电电源在过渡过程的任意位置时发生故障,变压器仍能继续运行。但过渡时循环电流的功率因数较低，切换开关电弧触头的电寿命较短；由于用了电抗器，使变压器的体积增大、制造成本较高。

（2）电阻式的特点是过渡时间较短，循环电流的功率因数为1，切换开关电弧触头的电寿命可由电抗式的1～2万次提高到10～20万次。但由于电阻是短时工作的，操作机构一经操作,必须连续完成。若由于机构不可靠而中断，停留在过渡位置,将使电阻烧损而造成事故。如果选用设计合理的机构和优质材料，这个问题是可以解决的。

3）有载调压分接开关由切换开关、选择开关和操作机构等部分组成。

（1）切换开关是专门承担切换负载电流的部分，它的动作是通过快速机构,按一定程序快速完成的。

（2）选择开关是按分接顺序，使相邻的即刻要换接的分接头预先接通，并承担连续负载的部分。它的动作是在不带电的情况下进行的。为满足这一要求,选择开关又分为单数的双数的，两者分步动作。为了增大调压范围，有时选择开关可带有一个或几个范围开关，联接成正反调压、粗细调压等以增加调压级数。

（3）切换开关和选择开关，两者总称为开关本体，一般都安装在变压器油箱内。切换开关在切换负荷电流时产生电弧，会使油质劣化，因此必须装在单独的绝缘筒内，使之与变压器油箱分开。