变压器及互感器的相关基础知识汇总
变压器工作原理
变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。它可以变换交流电压、电流和阻抗。最简单的铁心变压器由一个软磁材料做成的铁心及套在铁心上的两个匝数不等的线圈构成，如图所示。
铁心的作用是加强两个线圈间的磁耦合。为了减少铁内涡流和磁滞损耗，铁心由涂漆的硅钢片叠压而成;两个线圈之间没有电的联系，线圈由绝缘铜线（或铝线）绕成。一个线圈接交流电源称为初级线圈（或原线圈），另一个线圈接用电器称为次级线圈（或副线圈）。实际的变压器是很复杂的，不可避免地存在铜损（线圈电阻发热）、铁损（铁心发热）和漏磁（经空气闭合的磁感应线）等，为了简化讨论这里只介绍理想变压器。理想变压器成立的条件是：忽略漏磁通，忽略原、副线圈的电阻，忽略铁心的损耗，忽略空载电流（副线圈开路原线圈线圈中的电流）。例如电力变压器在满载运行时（副线圈输出额定功率）即接近理想变压器情况。
变压器是利用电磁感应原理制成的静止用电器。当变压器的原线圈接在交流电源上时，铁心中便产生交变磁通，交变磁通用φ表示。原、副线圈中的φ是相同的，φ也是简谐函数，表为φ=φmsinωt。由法拉第电磁感应定律可知，原、副线圈中的感应电动势为e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2为原、副线圈的匝数。由图可知U1=-e1，U2=e2（原线圈物理量用下角标1表示，副线圈物理量用下角标2表示），其复有效值为U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ，令k=N1/N2，称变压器的变比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k，即变压器原、副线圈电压有效值之比，等于其匝数比而且原、副线圈电压的位相差为π。
进而得出：
U1/U2=N1/N2
在空载电流可以忽略的情况下，有I1/ I2=-N2/N1，即原、副线圈电流有效值大小与其匝数成反比，且相位差π。
进而可得
I1/ I2=N2/N1
理想变压器原、副线圈的功率相等P1=P2。说明理想变压器本身无功率损耗。实际变压器总存在损耗，其效率为η=P2/P1。电力变压器的效率很高，可达90%以上。
变压器的主要分类
1、按相数分：
1）单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。
2）三相变压器：用于三相系统的升、降电压。
2、按冷却方式分：
1）干式变压器：依靠空气对流进行自然冷却或增加风机冷却，多用于高层建筑、高速收费站点用电及局部照明、电子线路等小容量变压器。
2）油浸式变压器：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。
3、按用途分：
1）电力变压器：用于输配电系统的升、降电压。
2）仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置。
3）试验变压器：能产生高压，对电气设备进行高压试验。
4）特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、调整变压器、电容式变压器、移相变压器等。
4、按绕组形式分：
1）双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。
2）三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。
3）自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。
5、按铁芯形式分：
1）芯式变压器：用于高压的电力变压器。
2）非晶合金变压器：非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料，空载电流下降约80%，是节能效果较理想的配电变压器，特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低地方。
3）壳式变压器：用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。
干式变压器的型号含义
例如，（SCB10－1000KVA／10KV／0.4KV）：
S的意思表示此变压器为三相变压器，如果S换成D则表示此变压器为单相。
C的意思表示此变压器的绕组为树脂浇注成形固体。
B的意思是箔式绕组，如果是R则表示为缠绕式绕组，如果是L则表示为铝绕组，如果是Z则表示为有载调压（铜不标）。
10的意示是设计序号，也叫技术序号。
1000KVＡ则表示此台变压器的额定容量（1000千伏安）。
10KV的意思是一次额定电压，0.4KV意思是二次额定电压。
电力变压器型号说明
变压器的型号通常由表示相数、冷却方式、调压方式、绕组线芯等材料的符号，以及变压器容量、额定电压、绕组连接方式组成。请问下列电力变压器型号代号含义是什么？
D S J L Z SC SG JMB YD BK（C） DDG
D-单相 S-三相 J-油浸自冷 L-绕组为铝线 Z-又载调压 SC-三相环氧树脂浇注 SG-三相干式自冷 JMB-局部照明变压器 YD-试验用单相变压器 BK（C） -控制变压器（C为C型铁芯结构） DDG-单相干式低压大电流变压器
表1：变压器的型号和符号含义
注：电力变压器后面的数字部分：斜线左边表示额定容量（千伏安）；斜线右边表示一次侧额定电压（千伏）。
例如1：SJL-1000/10，为三相油浸自冷式铝线、双线圈电力变压器，额定容量为1000千伏安、高压侧额定电压为10千伏
电力变压器的型号表示方法：基本型号+设计序号--额定容量（KVA）/高压侧电压
例如2：S7-315/10变压器
即三相（S）铜芯10KV变压器，容量315KVA，设计序号7为节能型.
互感器的工作原理
在供电用电的线路中，电流相差从几安到几万安，电压相差从几伏到几百万伏。线路中电流电压都比较高，如直接测量是非常危险的。为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流电压，使用互感器起到变流变压和电气隔离的作用。 显示仪表大部分是指针式的电流电压表，所以电流互感器的二次电流大多数是安培级的（如5等）。随着时代发展，电量测量大多已经达到数字化，而计算机的采样的信号一般为毫安级（0-5V、4-20mA等）。微型电流互感器二次电流为毫安级，主要起大互感器与采样之间的桥梁作用。微型电流互感器称之为“仪用电流互感器”。（“仪用电流互感器”有一层含义是在实验室使用的多电流比精密电流互感器，一般用于扩大仪表量程。）
电流互感器原理线路图微型电流互感器与变压器类似也是根据电磁感应原理工作，变压器变换的是电压而微型电流互感器变换的是电流罢了。绕组N1接被测电流，称为一次绕组（或原边绕组、初级绕组）；绕组N2接测量仪表，称为二次绕组（或副边绕组、次级绕组）。
微型电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组I2的电流比，叫实际电流比K。微型电流互感器在额定工作电流下工作时的电流比叫电流互感器额定电流比，用Kn表示。Kn=I1n/I2n
