变压器设计要点及计算要点总结
变压器概述
变压器（Transformer）是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。按用途可以分为：电力变压器和特殊变压器（电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等）。电路符号常用T当作编号的开头。例： T01， T201等。
变压器工作原理
单相变压器有两个线圈共同绕在一个闭合铁芯上，如右图所示，其中与电源相连的线圈称为原边线圈，与原边线圈相关的各量的标示符号均在右下角标注以角码1，如U1、I1等，与负载项链的线圈称为副边线圈，相关度额各量的标示符号均在右下角标注角码2，如U2、I2等。
此变压器工作原理为：当变压器的原绕组施以交变电压u1时，便在原绕组中产生一个交变电流i1，这个电流在铁芯中产生交变磁通Φ，因为原、副绕组在同一个铁芯上，所以当磁通Φ穿过副绕组时，便在变压器副边产生感应电动势e2（即变压电压）。变压器中感应电动势的大小是和线圈的匝数、磁通的大小及电源的频率成正比。
变压器的种类
1.按功能分类。变压器按功能可分为普通电力变压器（如配电变压器、输电变压器等）和特种变压器（如试验变压器、电炉变压器、整流变压器、电焊变压器、各类调压器等）。
2.按相数分类。变压器按相数可分为单相变压器、三相变压器和多相变压器（如六相整流用变压器）。我国电力系统中用的电力变压器大多为三相变压器。若三相变压器容量超大，太过笨重，从制造厂到安装地点的运输过程中，受运输条件限制，需降低变压器的尺寸及质量时，则可以考虑将三个完全相同的单相变压器的绕组按一定的方式作三相连接组成三相变压器组，如500kV电压等级的变压器大都采用三相变压器组，其三相磁路是独立的，各相主磁通以各自铁芯作为磁路。三相变压器较之于同容量的三相变压器组，其铁磁材料消耗少，运行电能损耗少，且占地面积小，因此在条件允许的情况下应优先采用三相变压器。
3.按调压方式分类。变压器按调压方式可分为无载调压变压器和有载调压变压器。无载调压变压器必须在停电的情况下才能进行分接头的切换，其调压装置结构较为简单。有载调压变压器则可以在不停电的情况下实现分接头的切换，其调压装置结构相对复杂，造价高，对检修维护的要求也较高。
4.按绕组个数分类。变压器按绕组的个数可分为双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器和多绕组变压器。近年来三绕组变压器在电力系统中应用越来越多，大多用于需要三种不同电压等级的场合。采用一台三绕组变压器比采用两台双绕组变压器，可以节省材料和占地面积，减少附属设备，提高运行效率，维修也方便。只有当某电压等级传输容量很小，三个电压等级之间分别使用多台小容量的双绕组变压器可以使总容量显著减少时，才考虑使用双绕组变压器。三绕组变压器的高压、中压和低压三个绕组，通常套在一个铁芯柱上。由于绝缘结构的要求，高压绕组常套在最外面。由于升压变压器的功率主要由低压侧向高压侧和中压侧传递，所以其低压绕组常套在高、中压绕组之间。这样一来，升压变压器的高压绕组在最外面，低压绕组居中，中压绕组最靠近铁芯。对于降压变压器，绕组排列则采用高压绕组在最外面、中压绕组居中、低压绕组最靠近铁芯的方式，以降低绝缘费用。
5.按绝缘及冷却方式分类。变压器按绝缘及冷却方式可分为油浸式、干式和气体绝缘式等。其中油浸式变压器，又有油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却式等。由于油浸式电力变压器具有散热好、损耗低、容量大、价格低等优点，所以获得了广泛应用。
6.按铁芯结构分类。变压器按铁芯结构可分为芯式变压器和壳式变压器。
7.按容量大小分类。变压器按容量大小可分为小型变压器（10～630kVA）、中型变压器（800～6300kVA）、大型变压器（8000～63000kVA）、特大型变压器（90000kVA以上）。
8.按中性点绝缘方式分类。变压器按中性点绝缘方式可分为全绝缘变压器和分级绝缘变压器。所谓全绝缘是指星形接线变压器中性点的绝缘水平与三相出线的绝缘水平相同，例如60kV及以下电压等级的变压器中性点绝缘即采用这种方式。所谓分级绝缘是指中性点的绝缘水平低于三相出线的绝缘水平，例如110kV电压等级的变压器中性点采用35kV的绝缘水平，220kV电压等级的变压器中性点采用110kV的绝缘水平。采用分级绝缘后，因变压器内绝缘的尺寸缩小，变压器的尺寸可以相应地缩小，造价也降低很多。
变压器的主要参数
1.额定电压。变压器的额定电压包括一次额定电压和二次额定电压。一次额定电压是指接到变压器一次绕组端点的额定电压值。二次额定电压是指当一次绕组所接的电压为额定值，分接开关放在额定分接头位置上，变压器空载时二次绕组的电压。
2.额定电流。变压器的额定电流包括一次额定电流和二次额定电流，分别指在额定电压和规定的环境温度下，使各部分不超过允许温度的一次绕组和二次绕组长期允许通过的电流。
3.额定容量。额定容量是指变压器在额定电压、额定电流时连续运行所传送的容量。对于双绕组变压器，其额定容量以绕组的容量表示（双绕组变压器的两个绕组具有相同的额定容量）。对于三绕组变压器，应给出每个绕组的额定容量。三绕组变压器各绕组的额定容量有的相同，有的不同，按三个绕组的容量比的不同有三种类型：100%/100%/100%、100%/100%/50%、100%/50%/100%。
4.额定频率。我国标准工业频率为50Hz。
5.空载损耗。空载损耗指当以额定电压施加于一个绕组的端子上，其余各绕组开路时变压器所产生的损耗。变压器在空载状态下的损耗主要是铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗，因此空载损耗也称铁损。
6.短路损耗。对双绕组变压器，短路损耗是指将变压器的一侧绕组短路，流经另一侧绕组的电流为额定电流时，变压器所消耗的功率。对三绕组变压器，要提供三个绕组两两短路试验所测的短路损耗，而且当三个绕组容量比为100%/100%/50%或100%/50%/100%时，短路损耗数据是一对绕组中容量较小的一方达到其额定电流时的值。短路损耗主要是绕组的电阻引起，所以又称铜损。
7.短路电压，又称阻抗电压。对双绕组变压器，短路电压是指当一侧绕组短接，以额定频率的电压施加于另一侧绕组上，并使短接绕组中流过额定电流时所施加的电压。对三绕组变压器有三个短路电压，即用高-中、高-低、中-低三个短路电压表示。由于大容量变压器的阻抗以电抗为主，可由短路电压近似求得变压器绕组的电抗，因此短路电压是一个十分重要的参数，对变压器的电压变动和并列运行有重要意义，例如两台变压器并列运行的条件之一就是要短路电压相等。除特殊指明外，短路电压均以施加电压绕组额定电压的百分数表示。
8.空载电流。空载电流指变压器在额定电压下空载运行时的电流值。一个绕组的空载电流通常以该绕组额定电流的百分数表示。对三绕组变压器来说，这个百分数以最大额定容量的那个绕组为准。
9.温升。温升是指变压器各部分的温度与其周围冷却介质温度的差值。
