干式變壓器的工作原理

　　干式變壓器由鐵心(或磁芯)和線圈構成，線圈有兩個或兩個以上繞阻，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞阻叫次級線圈。它能夠轉換交流電流、電流和阻抗。最簡單的鐵芯干式變壓器由一個軟磁材料制成的鐵芯及套在鐵芯上的2個匝數不等的線圈組成，如圖所示。

　　鐵芯的作用是加強2個線圈間的磁耦合。為了減少鐵內渦旋和磁滯損耗，鐵芯由上漆的硅鋼片疊壓成的;2個線圈之間沒有電的聯絡，線圈由絕緣銅線(或鋁線)繞成。一個線圈接交流電稱為初級線圈(或原線圈)，另一個線圈接用電器稱為次級線圈(或副線圈)。具體的干式變壓器是很繁雜的，不可避免地存有銅損(線圈電阻發燙)、鐵損(鐵芯發燙)和漏磁(經氣體關閉的磁感應線)等，為了簡化探討這里只介紹理想干式變壓器。理想干式變壓器設立的條件是：忽視漏磁通，忽視原、副線圈的電阻，忽視鐵芯的消耗，忽視空載電流(副線圈開路原線圈線圈里的電流)。比如電力干式變壓器在滿載運行中(副線圈導出更大功率)即貼近理想干式變壓器狀況。

　　干式變壓器是運用電磁感應原理制成的靜止用電器。當干式變壓器的原線圈接在交流電源上時，鐵心里便產生交變磁通，交變磁通用φ表示。原、副線圈里的φ是一樣的，φ也是簡諧函數，表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應定律可知，原、副線圈里的感應電動勢為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2為原、副線圈的匝數。由圖可知U1=-e1，U2=e2(原線圈物理量用下角標1表明，副線圈物理量用下角標2表明)，其復有效值為U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ，令k=N1/N2，稱干式變壓器的變比。由上式可得U1/U2=-N1/N2=-k，即干式變壓器原、副線圈電壓有效值比例，等于其匝數比并且原、副線圈電壓的位相差為π。

　　從而得到：

　　U1/U2=N1/N2

　　在空載電流可以忽略的情形下，有I1/I2=-N2/N1，即原、副線圈電流有效值尺寸與其匝數成反比，且相位差π。

　　從而可得

　　I1/I2=N2/N1

　　理想干式變壓器原、副線圈的功率相同P1=P2。表明理想干式變壓器自身無功率損耗。具體干式變壓器總存有消耗，其效率為η=P2/P1。電力干式變壓器的效率很高，可達90%以上。