電力變壓器是電力系統中用于變換電壓、傳輸和分配電能的核心設備，通過電磁感應原理實現交流電壓和電流的變換，確保電能、安全地傳輸至用戶端。以下從定義、分類、結構、功能、應用及發展趨勢六個方面展開介紹：

一、定義與原理
電力變壓器是利用電磁感應原理，將某一數值的交流電壓（電流）轉換為頻率相同的另一數值電壓（電流）的靜止電氣設備。其核心結構包括鐵芯和繞組，通過交變磁場在繞組間傳遞能量，實現電壓的升高或降低。

二、分類方式
按用途
升壓變壓器：用于發電廠將電壓升高，減少遠距離輸電損耗。
降壓變壓器：在變電站將電壓降低至用戶用電水平。
配電變壓器：直接向居民和工業用戶供電，常見電壓等級為10kV/0.4kV。

電網樞紐：用于發電廠、變電站等樞紐節點，穩定負荷中心電壓，聯絡不同電網區域。
工業用戶：為鋼鐵、化工等大工業用戶提供穩定電壓，保障設備正常運行。
城市配電：在城市電網中調節電壓，減少因負荷波動導致的電壓偏差。
新能源接入：適應風電、光伏等分布式能源接入時的電壓波動，提升電網兼容性。
四、優缺點分析
優點

電壓穩定性高：實時調節電壓，確保用電設備在額定電壓下運行。
降低電網損耗：穩定電壓可減少無功功率流動，降低線損。
提高供電可靠性：避免因電壓波動導致的設備停機或損壞。
適應性強：可根據負荷變化靈活調節，適用于復雜電網環境。
缺點

成本較高：設備價格和維護成本均無載調壓變壓器。
結構復雜：有載分接開關技術要求高，需定期維護。
故障風險：調壓過程中可能產生電弧，需配備滅弧裝置。
五、技術發展趨勢
智能化：集成傳感器和通信模塊，實現遠程監控、故障預警和自動調壓。
環保化：采用天然酯油等環保絕緣介質，減少對環境的影響。
化：研發更低損耗的鐵芯材料和繞組結構，提升能源利用效率。
小型化：通過優化設計和新材料應用，減小變壓器體積，適應緊湊型設備需求。


箱式變壓器（簡稱“箱變”）是一種將傳統變壓器及其配套的高壓、低壓控制設備集成于密封鋼化箱體中的配電設備，具有體積小、重量輕、安裝便捷、維護簡單等優點，廣泛應用于住宅小區、商業中心、工業園區、機場、醫院、學校等場所。

一、箱式變壓器的核心特點
高度集成化設計
箱式變壓器將變壓器、高壓開關設備、低壓配電設備、保護裝置等集成于密封箱體內，減少占地面積，降低施工難度。
安全可靠
全封閉結構：箱體采用鋼化材料，具備防水、防塵、防鼠、防腐蝕功能，適應戶外惡劣環境。
多重保護：內置過載、短路、漏電、接地等保護裝置，確保設備穩定運行。
防爆設計：箱體內部發生短路時，油面自動恢復，防止爆炸和火災。
靈活便捷
模塊化組合：可根據需求靈活配置變壓器容量、電壓等級和配電回路，適應不同場景。
快速安裝：工廠預制化生產，現場只需簡單接線和調試，縮短施工周期。
移動性強：部分箱變可設計為移動式，適用于臨時用電或應急供電。
節能環保
低損耗設計：采用節能變壓器，降低空載和負載損耗。
降噪處理：箱體內部填充隔音材料，減少運行噪音。
環保材料：使用的絕緣油和可回收材料，符合環保標準。
二、箱式變壓器的應用場景
城市配電
適用于城市中心、居民小區、商業綜合體等場所，提供穩定的電力供應。
工業與農村電網
在工業園區、農村電網改造中，箱式變壓器可快速部署，解決偏遠地區用電難題。
臨時用電
工地施工、展會、活動等臨時用電場景，箱變可快速搭建供電系統。
特殊環境
在機場、港口、礦山等特殊環境中，箱變可適應高濕度、高鹽霧等惡劣條件。
三、箱式變壓器的技術參數與選型
主要技術參數
額定容量：通常為50kVA至2500kVA，可根據用電需求選擇。
電壓等級：高壓側一般為10kV或35kV，低壓側為0.4kV。
防護等級：箱體防護等級通常為IP33或IP44，防止固體異物和雨水侵入。
噪音水平：正常運行時噪音低于55dB，符合環保要求。
選型建議
負載需求：根據用電負荷選擇合適的變壓器容量，避免過載或輕載運行。
環境條件：考慮安裝地點的溫度、濕度、海拔等因素，選擇適應性強的箱變。
擴展性：預留一定的擴展空間，方便未來增加配電回路或升級設備。
四、箱式變壓器的安裝與維護
安裝要點
基礎施工：確保基礎平整、牢固，符合箱變安裝要求。
接線規范：高壓側與低壓側接線需嚴格按照電氣圖紙進行，確保接線牢固、絕緣良好。
接地保護：箱體可靠接地，接地電阻應小于4Ω。
日常維護
定期巡檢：檢查箱體外觀、油位、溫度、噪音等，發現異常及時處理。
油樣檢測：定期取油樣進行絕緣性能檢測，確保變壓器油質量。
清潔保養：清理箱體表面灰塵和雜物，保持通風良好。
五、箱式變壓器的優勢與局限性
優勢：
占地面積小，安裝靈活。
全封閉結構，安全性高。
維護簡單，壽命長。
節能環保，符合綠色發展理念。
局限性：
初期投資成本較高。
散熱性能受箱體結構限制，需合理設計通風系統。
擴容困難，需提前規劃容量。
六、未來發展趨勢
智能化：集成遠程監控、故障診斷、自動切換等功能，實現智能化管理。
綠色化：采用環保型絕緣材料和冷卻技術，降低能耗和污染。
小型化：通過新材料和新工藝，進一步縮小箱變體積，提高集成度。

結構特點
繞組材料：高、低壓繞組全部采用銅帶（箔）繞成，層間電壓低、電容大，箔式繞組起始電壓分布接近線性，抗雷電沖擊能力強。
絕緣工藝：繞組在真空中澆注環氧樹脂并固化，構成高強度玻璃鋼體結構，局部放電值低，電氣絕緣性能。
散熱設計：繞組根據散熱要求設置縱向通風氣道，線圈內、外表面由玻璃纖維網格布增強，提高機械強度和散熱性能。
防護等級：外殼材料通常為不銹鋼或鋁合金，可配置IP00、IP20（戶內式）、IP23（戶外式）等防護等級，適應不同環境需求。
三、技術優勢
電氣性能：
耐雷電沖擊能力強，抗短路能力強，線圈間安匝平衡，短路引起的軸向力幾乎為零。
抗龜裂性能好，采用“薄絕緣（1-3mm）技術”，滿足低溫、高溫及溫度變化范圍大的場合。
過負載能力強，相同容量下負載損耗相等時，銅箔面積增大，填料樹脂用量增多，繞組熱容性大。
安全可靠：
阻燃性能好，環氧樹脂具有難燃、阻燃、自熄特性，適用于各種環境及條件惡劣的場合。
損耗低、噪聲低，鐵芯采用礦物氧化物絕緣的冷軋硅鋼片，損耗水平和空載電流降至低。
節能環保：
耐溫等級高，屬于F級或H級絕緣，長期可在155℃或180℃高溫下安全運行。
體積小、重量輕，節約安裝費用，綜合運行成本低。

采用高導磁晶粒取向冷軋硅鋼片，45°全斜步進接縫，鐵芯表面涂覆特殊樹脂以防潮防銹。
繞組：
高壓繞組：采用電工銅箔作導體，由串聯箔片餅組成，線圈縱向電容特大，沖擊電壓起始分布均勻，抗沖擊性能特好。
低壓繞組：采用箔式繞組結構，箔寬等于線圈高度，線圈端部平整，電荷平均分布于整個線圈上，能有效快速地將損耗產生的熱量通過線圈軸向向外散發，消除了熱點現象。
絕緣系統：
高低壓繞組間設置絕緣筒，通過墊塊對線圈進行支撐和約束。
繞組整體澆注環氧樹脂，機械強度高，抗短路能力強，局部放電小。
冷卻方式：
自然空氣冷卻（AN）：適用于小容量變壓器，通過空氣自然對流散熱。
強迫空氣冷卻（AF）：在繞組上安裝風扇，強制空氣流通，提高散熱效率，適用于大容量變壓器。
外殼：采用不銹鋼、冷板或鋁合金材料，類型分拔風式、散熱式，進出線可上進上出、下進上出或下進下出。

鐵芯：由硅鋼片疊制而成，提供磁路，減少磁滯和渦流損耗。
繞組：包括初級繞組（接電源）和次級繞組（接負載），通過匝數比實現電壓變換。
絕緣結構：確保繞組間及繞組與鐵芯間的電氣隔離。
油箱和冷卻系統：油浸式變壓器通過變壓器油散熱，干式變壓器采用空氣自然冷卻或強迫風冷。
附件：包括分接開關（調節電壓）、溫度計、油位計、氣體繼電器等。
四、核心功能
電壓變換：升壓以減少輸電損耗，降壓以滿足用戶用電需求。
電能傳輸：通過電磁感應實現電能的傳輸，降低線路損耗。
電氣隔離：提供原邊與副邊的電氣隔離，保障用電安全。
穩定電壓：調節電壓波動，確保供電質量。
五、應用場景
電力系統：發電、輸電、配電各環節的核心設備。
工業領域：為工廠、礦山等提供穩定電力，需承受大負荷和惡劣環境。
商業建筑：商場、寫字樓等場所要求低噪音、高可靠性，干式變壓器更適用。
居民區：配電變壓器需緊湊設計，滿足空間限制，同時確保安全性。
新能源領域：風電、光伏等分布式能源接入電網時，需變壓器進行電壓匹配。
六、發展趨勢
節能：研發更低損耗的鐵芯材料（如非晶合金）和繞組結構，提升能源利用效率。
智能化：集成傳感器和通信模塊，實現遠程監控、故障預警和自動調壓。
環保化：推廣環保型絕緣介質（如天然酯油）和冷卻技術，降低全生命周期碳排放。
小型化：通過優化設計和新材料應用，減小變壓器體積，適應緊湊型設備需求。
高可靠性：提升材料和制造工藝，增強變壓器的抗短路能力和環境適應性。