Трансформатор — это устройство, которое на основе принципа электромагнитной индукции изменяет напряжение переменного тока; его основными компонентами являются первичная обмотка, вторичная обмотка и железный сердечник (магнитопровод). Основные функции трансформатора включают преобразование напряжения, преобразование тока, преобразование импеданса, гальваническую развязку, стабилизацию напряжения (в случае трансформаторов с магнитным насыщением) и др.

 
Трансформаторы можно классифицировать на трансформаторы распределительные, силовые трансформаторы, полностью герметичные трансформаторы, комбинированные трансформаторы, сухие трансформаторы, масляные трансформаторы, однофазные трансформаторы, трансформаторы для электропечей, выпрямительные трансформаторы, реакторы, трансформаторы для защиты от помех, трансформаторы для молниезащиты, испытательные трансформаторы в коробчатом исполнении, угловые трансформаторы, трансформаторы больших токов, возбуждающие трансформаторы и др.

Трансформатор — это основное оборудование для передачи и распределения электроэнергии, широко применяемое в промышленности, сельском хозяйстве, транспорте, городских сообществах и других отраслях. В Китае эксплуатируется около 17 миллионов трансформаторов общей мощностью примерно 11 миллиардов кВА. Потери в трансформаторах составляют около 40% от общих потерь при передаче и распределении электроэнергии и обладают значительным потенциалом энергосбережения.

Трансформатор — это устройство, которое на основе принципа электромагнитной индукции изменяет переменное напряжение; его основными элементами являются первичная обмотка, вторичная обмотка и магнитопровод (сердечник). В электрооборудовании и радиотехнических цепях трансформаторы часто применяются для повышения напряжения, согласования импедансов, обеспечения гальванической развязки и т. п. В генераторах электрическое напряжение может индуцироваться в обмотке независимо от того, движется ли сама обмотка через магнитное поле или же магнитное поле перемещается относительно неподвижной обмотки. В обоих случаях величина магнитного потока остаётся неизменной, однако меняется число линий магнитного потока, пересекающих обмотку; именно на этом основан принцип взаимной индукции. Трансформатор — это устройство, использующее электромагнитную взаимную индукцию для преобразования напряжения, тока и импеданса.

Компоненты трансформатора включают корпус (сердечник, обмотку, изоляцию, выводы), трансформаторное масло, масляный бак и охладитель, устройство регулирования напряжения, защитные устройства (осушитель‑поглотитель, предохранительный воздушный канал, газовое реле, маслоприёмник и прибор для измерения температуры и др.) а также выводные вводы. Конкретный состав и функции:

(1) Железный сердечник. Железный сердечник является основной частью магнитной цепи трансформатора. Как правило, он изготавливается из листовой электротехнической стали с высоким содержанием кремния; толщина листов составляет 0,35 мм, 0,3 мм или 0,27 мм, а их поверхность покрывается изоляционной краской. Листы стекаются методом горячей или холодной прокатки. Железный сердечник делится на две части: стержень и поперечную перемычку; обмотка наматывается на стержень, а поперечная перемычка служит для замыкания магнитной цепи.

(2) Обмотка. Обмотка — это магнитоэлектрическая часть трансформатора, выполненная из двойного провода, покрытого изоляционной плоской лентой, либо из эмалированного круглого провода. Основным принципом работы трансформатора является явление электромагнитной индукции; в качестве примера рассмотрим однофазный трансформатор с двумя обмотками: при подаче напряжения U1 на первичную обмотку по ней протекает ток I1, в сердечнике возникает переменный магнитный поток Φ1; этот магнитный поток называется основным. Под его действием во вторичных обмотках индуцируются соответствующие электродвижущие силы, которые затем приводят в действие управляющее устройство трансформатора.
1. По уровню напряжения трансформаторы классифицируются следующим образом: 1000 кВ, 750 кВ, 500 кВ, 330 кВ, 220 кВ, 110 кВ, 66 кВ, 35 кВ, 20 кВ, 10 кВ, 6 кВ, 0,66 кВ, 0,38 кВ, 0,22 кВ и др. 2. По виду изоляции и теплоотводящей среды различают сухие трансформаторы и масляные трансформаторы; при этом сухие трансформаторы подразделяются на: эпоксидно‑смолистые сухие трансформаторы типа SCB и необолочечные сухие трансформаторы с изоляцией класса H типа SGB10.
3. В зависимости от материала сердечника: трансформатор с ламинированным сердечником из кремнистой стали, трансформатор с намотанным сердечником из кремнистой стали, трансформатор с сердечником из аморфного сплава.
4. В соответствии с проектной энергосберегающей последовательностью: SG, SJ, S7, S9, S11, S13, S15.
5. По числу фаз: однофазный трансформатор, трёхфазный трансформатор.
6. В соответствии с мощностью: номинальная мощность трансформаторов в Китае составляет 3 кВА, 5 кВА, 10 кВА, 15 кВА, 20 кВА, 25 кВА, 30 кВА, 40 кВА, 50 кВА, 80 кВА, 100 кВА, 125 кВА, 160 кВА, 200 кВА, 250 кВА, 315 кВА, 400 кВА, 500 кВА, 630 кВА, 800 кВА, 1000 кВА, 1250 кВА, 1600 кВА, 2000 кВА, 2500 кВА, 3150 кВА, 4000 кВА, 5000 кВА и т. д.
Я разобрался с этим и классифицировал по назначению; ниже приведены соответствующие изображения:

(1) Силовой трансформатор Силовой трансформатор применяется для повышения или понижения напряжения в энергосистеме при передаче, распределении и потреблении электроэнергии на предприятиях и в шахтах; это наиболее распространённый и широко используемый тип трансформаторов. Силовые трансформаторы подразделяются на следующие виды. (1) Повышающий трансформатор Передаёт низкое напряжение с электростанции в удалённый район потребления после его повышения.

(2) Понижающий трансформатор снижает подаваемое высокое напряжение в соответствии с требованиями каждой электрической сети.

(3) Распределительные трансформаторы устанавливаются в различных системах распределительных сетей промышленного и сельскохозяйственного производства.

(4) Связующий трансформатор для соединения двух подстанционных систем.

(5) Трансформатор, применяемый на заводе или в эксплуатации, используется для оборудования генератора или подстанции и также может означать специальный трансформатор, предназначенный для заводов и горнодобывающих предприятий.

(2) Измерительные трансформаторы Измерительные трансформаторы применяются в измерительных приборах и устройствах релейной защиты. Измерительные трансформаторы подразделяются на: (1) трансформаторы напряжения; (2) трансформаторы тока.
(3) Трансформаторы специального назначения Трансформаторы специального назначения подразделяются на следующие типы. (1) Трансформатор электропечи для плавки. (2) Трансформатор выпрямителя для силовой электролизной и химической отраслей.

(3) Испытательный трансформатор. Испытательный трансформатор включает в себя трансформатор для испытаний на промышленной частоте, регулятор напряжения и другие устройства, применяемые при проверке электрооборудования; трансформатор для испытаний на промышленной частоте позволяет повышать напряжение для проведения испытаний высоковольтного электрооборудования. Регулятор напряжения обеспечивает возможность регулирования напряжения в ходе испытаний.

(4) Электрический сварочный трансформатор (также известный как дуговой сварочный трансформатор) используется для сварки.

Во‑вторых, технические характеристики и модели
Трансформаторы, их технические характеристики и значения этих характеристик: существует множество типов и моделей трансформаторов, при этом значение различных видов характеристик также различается.
Общее: Трансформатор сухого типа
«Сухой трансформатор SCB10-1000 кВА/10 кВ/0,4 кВ» означает, что
Обозначение S означает, что данный трансформатор является трёхфазным; если же вместо S используется D, это указывает на то, что трансформатор однофазный.
C означает (трансформатор сухого типа); обмотка представляет собой литую смолу, образующую монолитную конструкцию.
B означает обмотку из фольги; если это R, то обозначается как обмотка из проволоки; если L, то — алюминиевая обмотка; а если Z, то — регулирование напряжения под нагрузкой (медь не маркируется).
Обозначение 10 является серийным номером конструкции, также известным как технический серийный номер.
1000 кВА указывает на номинальную мощность данного трансформатора (1000 кВА).
10 кВ — это номинальное первичное напряжение, а 0,4 кВ — номинальное вторичное напряжение.
Общепринятая маркировка силового трансформатора указывает на его назначение.
модели силового трансформатора: она обычно состоит из условных обозначений, указывающих число фаз, способы охлаждения, методы регулирования напряжения, типы магнитопроводов и другие материалы, а также мощность трансформатора, номинальное напряжение и способы соединения обмоток.
Например: модель трансформатора «SFSZ9-31500/110» означает
S: трёхфазный, F: воздушное охлаждение, S: трёхобмоточный, Z: регулирование напряжения под нагрузкой, 9: серийный номер конструкции, тип 9.
31500: номинальная мощность 31500 кВА
110: Технические характеристики и типы трансформаторов боксового исполнения номинальным напряжением 110 кВ
На первичной стороне: трансформаторы коробчатого типа (обычно именуемые «коробчатыми трансформаторами») изготавливаются в корпусе коробчатой конструкции централизованно; они отличаются компактными габаритами, небольшой массой, низким уровнем шума, малыми потерями и высокой надёжностью и широко применяются в жилых кварталах, торговых центрах, на подстанциях, в аэропортах, на предприятиях — как промышленных, так и горнодобывающих, — а также в больницах, школах и других объектах.
Комплектные трансформаторные подстанции обычно классифицируются по номинальной мощности (кВА) на следующие типоразмеры: 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600 и 2000.

3. Технические характеристики и типы трансформаторов, а также пояснение стандартов классификации трансформаторов и наиболее распространённых технических характеристик и моделей

Технические характеристики подразделяются на 36 вольт, 110 вольт, 0,4 киловольта, 10 киловольт, 22 киловольта, 6 киловольт, 35 киловольт, 110 киловольт, 220 киловольт, 350 киловольт, 200 киловольт, 500 киловольт, 250 киловольт, 600 киловольт.
В соответствии с номинальной мощностью номинальная мощность трансформаторов тока в Китае определяется по приоритетному ряду R10, то есть рассчитывается как кратное степени числа 10: 50 кВА, 80 кВА. Существует слишком большое количество моделей трансформаторов, таких как…
100 кВА, а обозначение трансформаторов формируется следующим образом: число обмоток трансформатора + число фаз + способ охлаждения + наличие принудительной циркуляции масла + регулирование напряжения под нагрузкой или без нагрузки + порядковый номер конструкции + «‑» + мощность + номинальное напряжение со стороны высокого напряжения.
Например, SFPZ9-120000/110
Относится к трёхфазному трансформатору с двумя обмотками (если трансформатор трёхобмоточный, перед номером ставится буква S), оснащённому принудительной циркуляцией масла, воздушным охлаждением и регулированием напряжения под нагрузкой; серийный номер конструкции — 9; мощность — 120 000 кВА; номинальное напряжение на стороне высокого напряжения — 110 кВ.
Мощность трансформатора в соответствии с национальным стандартом составляет: 30 кВА, 50 кВА, 63 кВА, 80 кВА, 100 кВА, 125 кВА, 160 кВА, 200 кВА, 250 кВА, 315 кВА, 400 кВА, 500 кВА, 630 кВА, 800 кВА, 1000 кВА, 1250 кВА, 1600 кВА, 2000 кВА,
Классификация
Трансформаторы классифицируются по способу охлаждения: трансформаторы сухого типа (с самовентиляцией), масляные трансформаторы (с самовентиляцией) и фторидные трансформаторы (с испарительным охлаждением).
Классификация по способам защиты от влаги: открытые трансформаторы, трансформаторы в заливке, герметичные трансформаторы.
Классификация в зависимости от конструкции сердечника или обмотки: трансформатор с сердечником (вставной сердечник, С‑образный сердечник, ферритовый сердечник), трансформатор с оболочкой (вставной сердечник, С‑образный сердечник, ферритовый сердечник), кольцевой трансформатор, трансформатор на металлической фольге.
Классификация по числу фаз питания: однофазный трансформатор, трёхфазный трансформатор, многофазный трансформатор.
Классификация по назначению: силовой трансформатор, трансформатор регулирования напряжения, аудиотрансформатор, трансформатор промежуточной частоты, высокочастотный трансформатор, импульсный трансформатор.
Во‑вторых, характерные параметры
рабочая частота силового трансформатора 1
Потери в сердечнике трансформатора и частота тесно взаимосвязаны, поэтому конструкция и эксплуатация должны осуществляться с учётом рабочей частоты; эта частота называется рабочей частотой.
2. Номинальная мощность
может работать в течение длительного времени при заданных частоте и напряжении, при этом выходная мощность не превышает допустимого повышения температуры.
3. Номинальное напряжение
Относится к напряжению, допускаемому к подаче на обмотку трансформатора; при эксплуатации оно не должно превышать указанного значения.
4. Коэффициент напряжения
Относится к отношению первичного и вторичного напряжений трансформатора; при этом между коэффициентом трансформации на холостом ходу и коэффициентом трансформации под нагрузкой имеется разница.
5. При наличии вторичного обрыва цепи тока холостого хода
В трансформаторе в первичной обмотке всё равно протекает некоторый ток; эта составляющая тока называется током холостого хода. Ток холостого хода складывается из намагничивающего тока (обеспечивающего формирование магнитного потока) и тока потерь в железе (обусловленного потерями в сердечнике). Для силового трансформатора с частотой 50 Гц ток холостого хода практически равен намагничивающему току.
6. Потери холостого хода
Относится к потере мощности, измеряемой на первичной обмотке при разомкнутой вторичной цепи трансформатора. Основной составляющей этой потери является магнитопроводная (ядерная) потеря, за ней следует потеря тока холостого хода, обусловленная сопротивлением меди первичной обмотки (медная потеря), которая весьма невелика.
7. Эффективность
Относится к значению отношения вторичной мощности P2 к первичной мощности P1, выраженном в процентах. Как правило, чем выше номинальная мощность трансформатора, тем выше его КПД.
8. Сопротивление изоляции
Указывает на уровень изоляционных свойств между обмотками трансформатора, а также между обмотками и сердечником. Уровень сопротивления изоляции зависит от характеристик применяемых изоляционных материалов, температуры и степени влажности.