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(jí)線圈、次級(jí)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。

　　變壓器工作原理

　　變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈，其余的繞組叫次級(jí)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(gè)軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個(gè)匝數(shù)不等的線圈構(gòu)成，如下圖所示。

　　變壓器原理

　　變壓器原理鐵心的作用是加強(qiáng)兩個(gè)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(gè)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(gè)線圈接交流電源稱為初級(jí)線圈（或原線圈），另一個(gè)線圈接用電器稱為次級(jí)線圈（或副線圈）。實(shí)際的變壓器是很復(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(yùn)行時(shí)（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)變壓器的原線圈接在交流電源上時(shí)，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(dòng)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(jìn)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(jìn)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(shí)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(dá)90%以上。

　　變壓器接線方法

　　星形連接和三角形連接是三相變壓器中三個(gè)原邊線圈與三相交流電源連接的兩種接線組別，如下圖（a）、（b）所示。當(dāng)星形連接（Y形）連接時(shí)，首端1U1、1V1、1W1為引出端時(shí)，將三相末端1U2、1V2、1W2連接在一起成為中性點(diǎn)，若要把中性點(diǎn)引出，則以“N”標(biāo)志，接線方式用YN表示。同樣，三個(gè)副線圈的連接方式也應(yīng)當(dāng)有這兩種接法。

　　三相變壓器原、副邊繞組都可用星形連接、三角形連接，用星形連接時(shí)，中性點(diǎn)可引出，也可不引出，這樣原、副邊繞組可有如下的組合：Y/Y或Y/Yn;Y/△或Yn/△;△/Y或△/Yn;△/△等連接方式。

　　但是，這些組合符號(hào)不足以完全說明原、副邊繞組連接關(guān)系的全部情況，還應(yīng)進(jìn)一步用時(shí)針表示法來說明原、副邊繞組間電動(dòng)勢的相位關(guān)系。

　　時(shí)鐘盤上有兩個(gè)指針，12個(gè)字碼，分成12格，每格代表一個(gè)鐘，一個(gè)圓周的角度是360°，故每格式30°。以短針順時(shí)針的方向計(jì)算，例如12點(diǎn)和11點(diǎn)之間應(yīng)該是30°*11=330°;反過來時(shí)針向前轉(zhuǎn)了300°，那必定指示300°/30°=10點(diǎn)。變壓器的連接組別就是用時(shí)計(jì)的表示方法說明原、副邊線電壓的相位關(guān)系。

　　三相變壓器的一次繞組和二次繞組由于接線方式的不同，線電壓間有一定相位差。以一次線電壓作長針，把它固定在12點(diǎn)上，二次側(cè)相應(yīng)線電壓相量作為短針，如果他們相隔330度，則二次線電壓相量必定落在330°/30=11點(diǎn)，如右圖所示。如果相差180°，那么二次電壓相量必定落在6點(diǎn)上，也就是說這一組三相變壓器接線組別屬于6點(diǎn)。

　　Y/Y連接

　　如下圖所示，原副邊繞組不僅都是Y連接，而且原邊和副邊都以同極性端作為首端，因此從相量圖上可以看出原、副邊的電動(dòng)勢是同相位，所以應(yīng)標(biāo)記為“12”，即把這種連接標(biāo)記為Y/Y-12連接組。新標(biāo)準(zhǔn)用（y，y0）表示在圖（b）中原、副邊的極性不同，因此同相量圖上可以看出原副邊的180°相位差，所以應(yīng)標(biāo)記為“6”，即這種連接法成為Y/Y-6連接組（新標(biāo)準(zhǔn)用y，y6表示）。

　　Y/△連接

　　在下圖（a）中獎(jiǎng)原邊結(jié)成Y而副邊結(jié)成△，原、副邊繞組都可以同極性端作為首端，此連接方法為Y/△-11連接組（新標(biāo)準(zhǔn)：y，d11）。

　　變壓器處的零線跟地線接在一起，這叫“重復(fù)接地”，是為了系統(tǒng)穩(wěn)定地取得220伏電源，其好處就是現(xiàn)在廣泛采用的380/220V系統(tǒng)。

　　電力變壓器的接頭弄出來，立即就有一個(gè)零序電流互感器，套裝在零線母排上，主要是保護(hù)變壓器的，它不會(huì)允許變壓器的零線上有大的電流出現(xiàn)，那樣就是有故障了。有一個(gè)主開關(guān)，常常這個(gè)開關(guān)是帶有漏電保護(hù)功能的，它不允許線路的任何一部分接地，人體意外碰觸，就會(huì)造成這個(gè)開關(guān)掉閘斷電，能起到保護(hù)人身安全的作用。所以，這部分是不允許零線和地線接在一起的，也叫TN-S系統(tǒng)。