变压器是什么，它在电力系统中的作用是什么？  

变压器是电力传输和分配领域的关键设备，它的发明使得现代恒压交流供电系统的构建成为可能。它主要用于增加或减少交流电源的电压水平，同时相应地改变电流，且因其没有运动部件而成为高效电机之一。通过调节电压，变压器能够确保电能的高效传输和分配，即使在发电站与用户家相距数英里时也能有效运作。  

变压器的主要组成部分有哪些？  

变压器主要由两个线圈组成，这两个线圈缠绕在铁磁心上，通常用铜制成并涂有绝缘层以防止短路和确保电流不间断流动。初级绕组连接到电源，而次级绕组则与负载相连。铁芯作为磁通量的通道，其设计为叠片结构以减少涡流损耗，提高电能传输效率。  

变压器的工作原理基于什么现象？  

变压器的工作原理建立在电磁感应现象之上，即当线圈中磁场强度变化时，会在线圈中产生感应电压。具体来说，当交流电源接入线圈时，会产生交变磁场，这个变化的磁场会使另一个线圈中的磁通量发生变化，从而在该线圈中产生电压，这就是互感，也是变压器实现电能传输的基本机制。  

变压器如何根据电压需求进行分类？  

根据初级和次级绕组的匝数比，变压器可分为升压变压器和降压变压器。升压变压器通过增加初级输入电压，次级输出电压更高但电流较低；而降压变压器则相反，降低交流电源电压水平，同时保持频率不变。此外，通过调整绕组间的抽头位置，可以改变电压比，从而提供不同的输出电压。  

铁心在变压器运行中的作用是什么？  

铁心在变压器中扮演着至关重要的角色，它为初级和次级绕组提供了一个低磁阻路径来连接交变磁通。铁心由数千片薄层压板构成，采用硅钢等铁磁材料制成，其目的是减少涡流损耗和噪音产生，从而保障变压器运行的稳定性和高效性。  

电力变压器中的绕组是如何布置的？  

电力变压器的绕组布置首先包括在铁芯上放置绝缘片和绝缘筒以实现绕组与铁芯的绝缘，并保护绕组免受铁芯边缘的损坏。绕组由电绝缘材料制成，三对低压和高压绕组同心地放置在铁芯的每个只腿上。低压绕组总是靠近铁芯放置，因其低电压额定值更易与铁芯绝缘。此外，绕组间还使用了轴向和径向垫片来防止机械应力导致绕组变形，确保长期可靠性和性能。  

为什么变压器绕组采用高导电性铜制成，以及在大功率变压器中为何选择矩形截面导体？  

变压器绕组采用高导电性铜是因为其机械性能优异且具有高导电性，使其非常适合于额定功率大于几千伏安的变压器应用。对于大功率变压器，选择矩形截面导体是因为它们具有良好的空间系数和较高的机械稳定性，同时覆盖油脂绝缘可以提供更好的耐高温性和更强的机械与介电强度，从而确保绕组在高电压下不会击穿。  

高压绕组相较于低压绕组有何区别，并描述其绕制方式？  

高压绕组匝数比低压绕组多，虽然横截面积较小，但采用连续盘式绕组绕制，即导体以连续螺旋形式缠绕，交替从内到外和从外到内形成盘状结构，通过内外交叉连接确保整个绕组电压分布更均匀，降低绝缘故障风险。  

三相变压器中的低压绕组有何特点及为何使用螺旋绕组？  

在三相变压器中，低压绕组匝数少于高压绕组，其电压水平也较低。低压绕组通常放置在靠近铁芯的位置，采用螺旋绕组设计，这种绕组类型适合低压大电流应用，其中导体呈螺旋状以适应大电流流量，并通过使用连续换位导体来减少涡流损耗。  

电力变压器内部的支撑结构和连接方式是怎样的？  

支撑结构由压板等绝缘材料制成，提供机械支撑和电气绝缘，使用皱纹纸管和SRBP管确保安全有效的连接。低压和高压绕组的端子通过套管引出至变压器油箱外部，其中低压绕组使用简单瓷套管，高压绕组则采用油浸或树脂浇注电容器套管，以承受更高电压和机械应力。  

电力变压器如何通过抽头调整电压比以适应可变负载条件？  

电力变压器通过在高压绕组上设置抽头来调整其变压比，以便在可变负载条件下有效运行。抽头的选择方便接触且因高压绕组电流较低简化了切换过程，通过分接开关在不同抽头间切换以保持输出电压稳定。  

电力变压器为何需要主油箱及储油柜？  

主油箱完全充满了绝缘矿物油（变压器油），它在高温下稳定且具有出色的电绝缘性能，为变压器绕组提供冷却和绝缘。而储油柜与主油箱相连，用于储存多余的变压器油，防止油箱缺油现象发生，确保变压器正常运行。变压器油对于电力变压器的绝缘和冷却至关重要。