【电气知识】降压变压器异常处理与日常维护指南

变压器是利用电磁感应原理来改变交流电压的电气设备，主要分为升压变压器和降压变压器两大类，它们在电力传输和分配系统中起着关键作用。

升压变压器：

• 功能：升压变压器用于将低电压提升至高电压。这在电力传输过程中尤为重要，因为提高电压可以减少电能在长距离传输过程中的损失（根据焦耳定律，电流通过导体产生的热损耗与电流的平方成正比，而电压升高则允许使用更小的电流传输相同功率，从而降低损耗）。

• 结构：它由铁芯、原边线圈（初级绕组）和副边线圈（次级绕组）组成。副边线圈的匝数多于原边线圈，当原边线圈接入低电压交流电时，通过铁芯传递的交变磁场会在副边线圈中感应出更高电压的交流电。

降压变压器：

• 功能：降压变压器则执行相反的任务，即把高电压降低到低电压，以便于用户端的电器设备使用。这是在电力分配的最后阶段，将高压电网的电能转换为家庭、办公室或工厂等场所可安全使用的电压等级。

• 结构：与升压变压器相似，但设计上副边线圈的匝数少于原边线圈。当高电压交流电输入到原边线圈时，由于副边线圈的较少匝数，输出到负载的电压会相应减小。

变压器如何工作

变压器根据互感原理工作。一个线环中变化的磁场在相邻线环中感应出电动势（EMF），该电动势感应耦合至第一线圈。用最基本的术语来说，#变压器#由两个具有高互感的线圈组成。线圈在电气上是独立的，并且共享公共磁路。

降压变压器的初级绕组多于次级绕组

对于降压变压器，第二个线圈的绕组数少于第一个线圈，从而可以降低输出电流中的电压。

初级绕组是第一组线圈，它连接到交流电压源或初级电压流入。次级线圈连接到负载或次级电压流出，将功率分配出变压器。

在初级电压下流入的交变电流产生交变磁通量。这会在次级线圈中感应出类似的电流，从而产生次级电压。这里，次级线圈中绕组数量的减少有效地降低了合成电压，从而将电压“降压”到较低值，同时保持恒定频率。

请注意，随着电压降低，电流增加，而频率保持恒定。因此，降压变压器中的次级线圈通常具有比次级线圈更大规格的导线。由于初级电压为小电流，初级线圈的接线不需要太粗的导线。反之，流过次级线圈的电流增大，则必须增加导线的粗细。如果次级线圈中的电线太细，电线可能会因电阻热量的积聚而熔化，从而导致灾难性的故障。

降压变压器工作原理

降压变压器是将输入端较高的电压变换为输出端相对较低的理想电压，从而达到降压目的的变压器。降压变压器是输变电系统中非常重要的设备。其正常运行不仅关系到自身的安全和用户的可靠供电，而且直接影响电力系统的稳定性。降压变压器保护的配置应满足在任何情况下都不能烧毁变压器，扩大事故范围，影响电力系统稳定的要求。

降压变压器的工作原理是电磁感应原理。现以单相双绕组变压器为例，说明其基本工作原理：当在一次侧绕组上施加电压时，铁芯中流过的电流产生交变磁通，俗称主磁通量。主磁通将穿过初级和次级绕组，绕组中将产生感应电动势。此时，如果二次侧接上负载，电流就会流出，从而发电。在其作用下，两侧绕组分别感应出电势é1、é2，感应电势的计算公式为：E=4.44fNm

在公式： 

E——感应电势有效值， 

f——频率， 

N——匝数

主磁通的最大值是由于次级绕组和初级绕组的匝数不同而产生的，感应电势E1和E2的大小也不同。当忽略内部阻抗压降时，电压幅度也不同。

当变压器次级空载时，初级侧仅流过主磁通的电流，称为励磁电流。当次级侧带负载并且有负载电流流过时，铁芯中也会产生磁通，试图改变主磁通，但当初级电压保持不变时，主磁通不变，初级侧会流过两部分电流，一部分是用来平衡励磁电流的，所以这部分电流会随着变化而变化。当电流乘以匝数时，这就是磁势。

变压器可以将一种电压的交流电转换成同频率的另一种电压。电压互感器的主要部件是铁芯和安装在铁芯上的两个绕组。连接到电源的线圈接收交流能量，称为初级绕组 连接到负载的线圈发出交流能量，称为次级绕组 初级绕组次级绕组的电压相量 U1 电压相量 U2 电流相量 I1 电流相量I2 电动势相量 E1 电动势相量 E2 匝数 N1 匝数 N2 同时链接一次，次级绕组磁通的相量为 φm，该磁通称为主磁通。

降压变压器是否可以用作升压变压器

#变压器#是一种常见的电气装置，可用于将某一数值的交流电压转换成同频率的另一数值的交流电压。升压变压器是用来将低值交流电压转换为另一个相同频率的较高值交流电压的变压器，而降压变压器是将电源输入处的较高电压转换为较低理想电压负载电压。变压器的原理是通过电磁转换来传递容量，起到电气隔离的作用，如下图所示。

I1（I2）、U1（U2）、W1（W2）分别是初级（次级）绕组的电流、电压和线圈匝数，它们的定量关系为U1/U2=W1/W2=I2/I1。 Φ是电磁感应产生的磁力线，是其位于铁芯中的物理实体，是变压器的磁路。

降压变压器中，初级绕组电压高，电流小，但由于Φ需要通过电磁感应产生，所以必须考虑损耗，所以初级绕组的电压应预留5%的损耗，比如10KV电压，实际上是10.5KV；次级绕组电压较低，电流较大。需要考虑绕组本身和到达负载端（电气设备）的电压降。因此，次级绕组的电压也应保留5%左右的裕量。 380V电压实际上是变压器低压侧的400V。

那么，如果降压变压器作为升压变压器，低压侧需要产生电磁感应，高压侧作为负载电源，两者都需要考虑相应的损失。如果两者都保留5%，正好可以实现，并且逆变器的输出电压可调范围较大，可以满足要求。

也就是说，理论上，降压变压器可以当升压变压器使用。

但在实际操作过程中，降压变压器在结构和保护方面与升压变压器有所不同。如果降压变压器长期作为升压变压器使用，其稳定性和寿命都会受到影响。而且，现行政策和规范性文件中，普遍要求自发电自耗剩余电网项目应大于发电电量的50%，并网容量不大于25%。上层变压器。

降压变压器常见异常情况

变压器出现异常情况是不可避免的。如果我们能够及时发现并采取合理的对策，就可以大大减少事故的发生。变压器常见的异常现象主要有：

• 嗡嗡声增加或音调异常；

• 温度显着或快速升高；

• 变压器或套管油位低于或高于允许值，油色发生变化，试验失败；

• 外壳出现裂纹、放电痕迹或放电声音；

• 外壳螺丝或接线端子过热；

• 轻瓦斯保护动作。

下面道合顺介绍几种常见异常情况的原因及解决方法：

1、变压器温度异常升高时

检查变压器的负载情况，三相负载是否平衡。当发生过载时，减少输出，限制负载。

检查散热器与木体温度是否相关：冷却器是否运转正常；机组冷却器通风装置是否正常；如果风扇电机不运转，应检查该不运转风扇对应的各种电源熔断器是否熔断、热继电器是否动作、开关接触是否良好、二次回路是否断开等。

2、检查变压器温度计

检查是否有漏油或其他原因导致油位过低导致温度升高；检查冷却装置、测温装置完好，减载后油温仍升高时，应立即停运变压器。

3、油位下降

如果油位缓慢下降，请检查是否漏油或因低温导致油位下降；如果油位迅速下降，应解除气体保护，立即设法防止漏油，并通知维修人员处理或注油。 

4、轻瓦斯保护动作处理

有备用变压器的应投入；无备用变压器的应密切关注变压器运行情况，严禁此时退出重瓦斯保护。

抽取气体中的气体和油样进行分析；检查变压器瓦斯继电器内是否有气体，判断保护是否动作。保护压板应在检查前放入信号，取样后放入跳闸。若有内部故障，必须停止变压器，若有空气，应打开瓦斯继动放空阀，将空气排出。如果瓦斯保护木体有故障、异常或二次回路绝缘不良，应断开跳闸II继电器。

5、变压器过载运行

超载运行前应检查变压器是否存在严重缺陷（如冷却系统异常、严重漏油、局部过热、油中溶解气体分析结果异常等），或绝缘薄弱，在此情况下，变压器不能在过载情况下运行。

当变压器过载时，应立即投入备用冷却器运行，并观察变压器上层温度、环境温度、时间。并记录超载时间和超载倍数，正常超载运行时的超载倍数。

降压变压器应用

降压变压器在确保电能有效、安全地分配到各个领域中扮演着不可或缺的角色，以下是降压变压器主要应用方面：

（1）电力分配系统：在电力系统中，降压变压器是最关键的组件之一，负责将从高压输电线路传输过来的电能转换为适合家庭、商业和工业用户使用的较低电压。这包括从变电站到城市电网的电压转换，以及最终到用户端的再次降压。

（2）工业应用：在各类工业设施中，降压变压器被用来适应不同机械设备的电压需求。这些设备可能需要不同等级的电压来确保安全和高效运行，因此降压变压器用于匹配这些特定需求。

（3）楼宇供电：商业建筑和住宅楼通常需要一个中央降压变压器来将高压输入转换为适合楼宇内照明、空调、电梯和其他电器设备使用的低压电源。

（4）医疗设备：在医院和其他医疗环境中，降压变压器用于为敏感的医疗设备提供稳定且安全的电压，确保这些设备能精确运作而不受电压波动的影响。

（5）电子仪器和通信设备：精密电子设备和通信系统通常需要稳定且符合标准的安全电压供应，降压变压器在此类应用中确保了电源的兼容性和安全性。

（6）能源系统：在太阳能光伏系统、风力发电站等可再生能源系统中，降压变压器用于调节从发电单元输出的电压，使之符合电网要求或直接供给用户设备。

（7）便携式电子产品：虽然直接提及降压变压器在便携式电子产品中的应用较少见（这类产品更多采用开关电源或DC-DC降压转换器），但在某些设计中，小型降压变压器也可能用于适配器或充电器中，以将市电电压降至设备所需的低压水平。