在电力系统中，变压器的运用是尤为频繁，并且相当广泛的，只要一说起这三个字，一定没有电工会陌生的。它作为一种用于电力转化的仪器设备，可以使高压通过它转换为能使用的低压来满足人们的实际需求。

但是很多人却不知道变压器的工作运行原理是什么，又是如何将高压转为低压的呢？这些问题可能是许多电力初学者都会产生的困惑，然而它的原理和结构相对于其它的电力设备来说是较为简单的。变压器的在结构上主要是由绕组和铁芯两部分而组成，那它们的作用和功能分别是什么呢？

这些看似简单的问题，对很多从业多年的老电工来说也未必立马对答如流，那么我们今天就带大家来系统学习一下变压器的原理及绕组、铁芯的主要知识，愿能帮助大家学习。

一、变压器原理

变压器它是一种静止的电力设备，在变配电系统中较为常见，能经过电磁感应，将一种电压的交流电能转换为频率一样的其它电压的交流电能。它工作运行的最基本的原理就是“电磁感应”，可以把这个原理解释为“动电生磁，动磁生电”的过程。

上图中一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。接交流电源的绕组被我们称做原绕组或者是一次绕组，这一侧是通入交流电流侧，也就是吸收电能侧，也称一次侧。接负载的绕组被叫做副绕组或者是称二次绕组，这一侧是接负载侧，也就是输出电能侧，因此也被称作二次侧。

如上图，在一次绕组与交流电源相连接的情况下，绕组中就会存在交流电流，而且会在铁心中产生磁通，此时，这个交变磁通还会同时交链着一次绕组与二次绕组，并在这两个绕组中都产生出感应电动势。

空载运行

空载运行：一次侧接交流电源，二次侧开路。

带负荷运行

带负荷运行：一次侧接交流电源，二次侧接负荷。

由此我们可知电压关系为：一次、二次侧电压与匝数成正比。所以只要将匝数比改变，那么我们就可以改变输出电压。同理，电流关系为：一次、二次侧电流与匝数成反比。

我们知道变压器的高压线圈匝数比较多，并而通过它的电流又相对小，所以它的绕组能用相对细的导线来绕制而成。但低压线圈的匝数虽然少，但是通过电流却比较大，所以绕组要用相对粗的导线来绕制。

二、铁芯和绕组

1. 铁芯

铁芯作为变压器的主磁路往往都是采取的心式结构，如下图，A、B、C三相的绕组分别被放在了三个铁心柱上，于是它们由上、下两个铁扼连接起来，就组成了一个闭合磁路。如下图：

铁芯的结构通常是分为两种类型：心式和壳式。心式的特点是结构和工艺简单、但是应用十分广泛。壳式的特点是结构复杂，通常是用在小容量变压器和电炉变压器。

铁芯结构示意图

2. 绕组

绕组是变压器的电路部分，它一般情况下是由铜或铝的绝缘导线绕制而成，为了便于绝缘，低压绕组靠近铁心柱，高压绕组套在低压绕组外面，高压绕组匝数多，导线细；低压绕组匝数少，导线粗。

通常情况下，为了达到绝缘的目的，会选择低压绕组离铁芯较近的地方进行装置，低压绕组的外面则会套在高压绕组，这样它们之间就会有一定的绝缘间隙和散热油道，绕组就会得以非常有效地散发热量。

变压器传统绕线方式也有两种，一种是铜线绕组，另一种是箔式绕线。

（1）铜线绕组：油浸式变压器通常采用的是冷轧硅钢片铜线绕组，漆包铜线是绕组线的一个主要品种。

（2）箔式绕线：箔式绕线的导体使用厚度不一样的铜做成，又或者是铝箔带，随后将宽带状的绝缘材料用作层间绝缘，窄带状的绝缘材料为端绝缘，并在箔式绕线机上一次完成卷绕，形成卷状线圈。

变压器在试验过程中发生匝间、相间短路，或在运输过程中发生冲撞，造成线圈相对位移，以及运行过程中在短路和故障状态下因电磁拉力造成线圈变形，就会使变压器绕组的分布参数发生变化。

进而影响并改变变压器原有的频域特征，即频率响应发生幅度变化和谐振频点偏移等。并根据响应分析方法研制开发的HTBX-H 变压器绕组测试仪，就是这样一种新颖的变压器内部故障无损检测设备。它适用于63kV~500kV电力变压器的内部结构故障检测。

HTBX-H 变压器绕组测试仪

文章选自串联谐振华天电力