一文读懂三相变压器的构造和工作原理

在现代电力系统中，三相变压器作为一种关键电气设备，其稳定运行对于电能的高效传输和合理分配起着至关重要的作用。深入理解三相变压器的构造及工作原理，不仅有助于电力专业人员更好地进行设备选型、安装调试与维护管理，也能让相关从业者和学者对其内在运行机制有更清晰的认识。那么，三相变压器究竟是如何构造的，又遵循怎样的工作原理呢？以下是三相变压器（szsger.com）的构造及工作原理的详细介绍：

1.三相变压器的构造

铁芯：是变压器的磁路部分，由硅钢片叠装而成，以减少磁滞损耗和涡流损耗。常见的铁芯结构有芯式和组式两种。芯式变压器的铁芯是一个整体，具有结构简单、节省材料等优点，应用较为广泛；组式变压器则是由三个单相铁芯组成，各相磁路彼此独立。

绕组：是变压器的电路部分，一般采用绝缘良好的漆包线、纱包线或丝包线绕制而成。三相变压器有三个高压绕组和三个低压绕组，分别对应三相交流电的A、B、C三相。根据绕组的连接方式不同，可分为星形连接（Y）和三角形连接（D）两种。星形连接是将三个绕组的末端连接在一起，首端引出作为接线端；三角形连接是将一个绕组的末端与另一个绕组的首端相连，依次连接成三角形闭环。

油箱：用于容纳铁芯和绕组，同时起到散热和绝缘的作用。油箱通常由钢板制成，内部装有变压器油，通过油的循环将铁芯和绕组产生的热量散发出去，以保证变压器的正常运行。

冷却装置：对于大容量的变压器，仅靠油箱的自然散热无法满足要求，还需要配备冷却装置，常见的冷却方式有风冷和油冷两种。

保护装置：包括气体继电器、压力释放阀、温度计等。气体继电器用于监测变压器内部是否发生故障，当变压器内部发生短路或过热等故障时，会产生气体，气体继电器会动作并发出报警信号；压力释放阀用于在变压器内部压力过高时自动释放压力，以保护变压器的安全；温度计用于监测变压器的油温，以便及时发现变压器的异常运行情况。

2.三相变压器工作原理

电磁感应原理：当三相交流电源加到三相变压器的一次绕组上时，会在一次绕组中产生交流电流，从而在铁芯中产生交变的磁通。这个交变磁通不仅穿过一次绕组，同时也穿过二次绕组，根据法拉第电磁感应定律，在二次绕组中就会感应出电动势。

电压变换：由于一次绕组和二次绕组的匝数不同，根据电动势与匝数成正比的关系，二次绕组的电动势与一次绕组的电动势之比等于二次绕组与一次绕组的匝数之比，从而实现了电压的变换。如果二次绕组的匝数多于一次绕组的匝数，则变压器为升压变压器；反之，则为降压变压器。

电流关系：根据能量守恒定律，在忽略变压器的损耗时，一次侧的功率等于二次侧的功率，即一次侧电压与电流的乘积等于二次侧电压与电流的乘积。因此，二次侧的电流与一次侧的电流之比等于一次侧电压与二次侧电压之比的倒数。

综上所述，三相变压器凭借其独特的铁芯、绕组、油箱、冷却装置及保护装置等构造，基于电磁感应原理实现了电压和电流的有效变换。这一电力设备在电能传输与分配中发挥着至关重要的作用，确保了电力系统的安全、稳定与高效运行。

审核编辑 黄宇