變壓器的相關功能及歷史沿革

　　相關功能

　　變壓器的功能主要有：電壓變換；電流變換，阻抗變換；隔離；穩壓（磁飽和變壓器）；自耦變壓器；高壓變壓器（干式和油浸式）等，變壓器常用的鐵芯形狀一般有E型和C型鐵芯，XED型，ED型CD型。

　　變壓器的最基本型式，包括兩組繞有導線之線圈，并且彼此以電感方式稱合一起。當一交流電流(具有某一已知頻率)流于其中之一組線圈時，于另一組線圈中將感應出具有相同頻率之交流電壓，而感應的電壓大小取決于兩線圈耦合及磁交鏈之程度。

　　一般指連接交流電源的線圈稱之為「一次線圈」(Primary coil)；而跨于此線圈的電壓稱之為「一次電壓.」。在二次線圈的感應電壓可能大于或小于一次電壓，是由一次線圈與二次線圈問的「匝數比」所決定的。因此，變壓器區分為升壓與降壓變壓器兩種。

　　大部份的變壓器均有固定的鐵芯，其上繞有一次與二次的線圈。基于鐵材的高導磁性，大部份磁通量局限在鐵芯里，因此，兩組線圈藉此可以獲得相當高程度之磁耦合。在一些變壓器中，線圈與鐵芯二者間緊密地結合，其一次與二次電壓的比值幾乎與二者之線圈匝數比相同。因此，變壓器之匝數比，一般可作為變壓器升壓或降壓的參考指標。由于此項升壓與降壓的功能，使得變壓器已成為現代化電力系統之一重要附屬物，提升輸電電壓使得長途輸送電力更為經濟，至于降壓變壓器，它使得電力運用方面更加多元化，吾人可以如是說，倘無變壓器，則現代工業實無法達到現況。

　　電子變壓器除了體積較小外，在電力變壓器與電子變壓器二者之間，并沒有明確的分界線。一般提供60Hz電力網絡之電源均非常龐大，它可能是涵蓋有半個洲地區那般大的容量。電子裝置的電力限制，通常受限于整流、放大，與系統其它組件的能力，其中有些部份屬放大電力者，但如與電力系統發電能力相比較，它仍然歸屬于小電力之范圍。

　　各種電子裝備常用到變壓器，理由是：提供各種電壓階層確保系統正常操作；提供系統中以不同電位操作部份得以電氣隔離；對交流電流提供高阻抗，但對直流則提供低的阻抗；在不同的電位下，維持或修飾波形與頻率響應。「阻抗」其中之一項重要概念，亦即電子學特性之一，其乃預設一種設備，即當電路組件阻抗系從一階層改變到另外的一個階層時，其間即使用到一種設備-變壓器。

　　歷史沿革

　　近幾年，為適應國家在城鄉電網改造的需求，發展了一批新型、優質的配電變壓器，使配電網絡的變壓器裝備更趨先進，供電更可靠，農村用電更趨低價。

　　近年發展的配電變壓器的損耗值在不斷下降，尤其空載損耗值下降更多，這主要歸功于磁性材料導磁性能的改進，其次是導磁結構鐵心型式的多樣化。如較薄高導磁硅鋼片或非晶合金的應用，階梯接縫全斜結構鐵心、卷鐵心(平面型、立體型)、退火工藝的應用等。在降低損耗的同時也注意噪聲水平的降低。在干式配電變壓器方面又將局部放電試驗列為例行試驗，用戶又對局部放電量有要求，作為干式配電變壓器運行可靠性的一項考核指標，這比國際電工委員會規定的現行要求要嚴格。因此，在現有基礎上預測我國各類配電變壓器的發展趨勢，推動配電變壓器進一步發展應是一件比較重要工作。

　　要求防火、防爆的場所，如商業中心、機場、地鐵、高層建筑、水電站等，常選用干式配電變壓器。國內已有幾十個工廠能生產傳統的環氧樹脂澆注型干式配電變壓器。既有無勵磁調壓，又有有載調壓。正常運行時為自冷冷卻方式，當裝有吹風裝置時提供急救條件(其他變壓器有故障時起動風機)作為超銘牌容量運行。在國內，最大三相單臺容量可達20000kVA(35kV級)，最高電壓等級可達110KV(單相10500kVA)。干式變壓器的年產量已占整個配電變壓器年產量的20%。鑒于環氧樹脂澆注干式配電變壓器還存在下列一些問題：

　　(1)設計的自由度不大，每個繞組都要用模具才能撓注。

　　(2)一旦在高溫中燃燒會產生大量煙霧。

　　(3)由于環氧樹脂與導線的熱膨脹系數不盡相同，如果緩沖層設置不當，易在冷熱溫度沖擊下，澆注層開裂，局部放電量增加，部分企業的個別產品已有此類質量問題在運行中暴露。

　　(4)環保問題，一旦這種環氧樹脂澆注型干式配電變壓器預期壽命已到，或因各種故障而使變壓器繞組損壞，要銷毀澆注成型的繞組是困難的，尚無法使環氧樹脂降解。從環保角度上講，這將是日益嚴重的問題。

　　(5)環氧樹脂澆注型干式配電變壓器多數屬于F級耐溫等級，僅個別企業能生產H級耐溫等級的澆注型干式配電變壓器。鑒于上述原因，已有部分企業在發展敞開通風干式H級配電變壓器。