1.4 電力變壓器變電

因為我們使用的照明和動力用電都是220V/380V的，高電壓不能直接使用，必須使用變壓器降壓（也有特別的場所需要升壓）。這個過程就是變壓的過程。

1.4.1 變壓器的變換原理

變壓器是根據電磁感應原理制成的。它由硅鋼片（或矽鋼片）疊成的鐵芯和繞在鐵芯上的兩個繞組線圈構成。鐵芯與繞組間彼此相互絕緣，沒有任何電的聯系。將變壓器和電源連接的繞組稱為原邊繞組（或稱為初級繞組、一次繞組），把變壓器和負載連接的繞組稱為副邊繞組（或稱為次級繞組、二次繞組），如圖1-6所示。

當將變壓器的初級繞組接到交流電源U1上時，鐵芯中就會產生變化的磁力線。由于次級繞組與初級繞組繞在同一鐵芯上，磁力線切割次級繞組，次級繞組上必然產生感應電動勢 E2，使繞組兩端出現電壓U2。因磁力線是交變的，所以次級繞組的電壓U2也是交變的，而且頻率與電源頻率完全相同。理論證明，變壓器初級繞組與次級繞組的電壓比和初級繞組與次級繞組的匝數比值有關，可用下式表示：

式中，U1——初級繞組電壓；

U2——次級繞組電壓；

N1——初級繞組匝數；

N2——次級繞組匝數。

式（1-1）表明，繞組匝數越多，電壓就越高。次級繞組匝數比初級繞組匝數少，則為降壓變壓器；次級繞組匝數比初級繞組匝數多，則為升壓變壓器。

總之，變壓器的工作過程是一個電生磁和磁生電的過程。

1.4.2 變壓器的分類

常用的變壓器有：單相變壓器、電源變壓器（圖1-7）、三相電力變壓器（圖1-8）、調壓變壓器、自耦變壓器、測量變壓器（電壓互感器、電流互感器）、各種小型變壓器（圖1-9）等。按結構特點分為單繞組、雙繞組和多繞組；按冷卻方式又分為油浸式和空氣冷卻式。

1.4.3 自耦變壓器和調壓器

除上述變壓器外，還有自耦變壓器和調壓器，它們也屬于變壓器的范圍，只是結構不同而已。

1. 自耦變壓器

自耦變壓器僅有一組線圈，初級線圈和次級線圈共用一個繞組線圈，而次級線圈是從初級線圈抽頭出來的，利用它進行電能傳遞與調節電壓，如圖1-10所示。

自耦變壓器與一般變壓器相比，所用的硅鋼片和銅線數量要少得多。

2. 調壓器

調壓器是一種平滑改變電壓的變壓器，它能在很大范圍內平滑地調節電壓。其結構基本與自耦變壓器相同，只不過它的鐵芯做成環形，線圈就繞在這個環形鐵芯上，副線圈用一個可以滑動的電刷觸頭，使觸頭沿線圈表面環形滑動，達到平滑調節電壓的作用。調壓器的外形如圖1-11所示。