普通隔离变压器指输入绕组与输出绕组带电气隔离的变压器，隔离变压器用以避免偶然同时触及带电体，变压器的隔离是隔离原副边绕线圈各自的电流。早期为欧洲国家用在电力行业，广泛用于电子工业或工矿企业、机床和机械设备中一般电路的控制电源、安全照明及指示灯的电源。
K系数变压器
A).介紹(非线性负戴疫压器的影向及应对锦略)
大量非线性负载的使用，使那陛伴随正弦电压载入供电系舶排正弦波电流很大，并且是持续快速地增长。这些电流可以描述为基波和高次皆波组成s在电源变压器中，谐皮电流的结果是损耗的增加，主要包括因为鼎端导致的题损耗等。更多的损耗意味着变压器的发热,因此会导致变压器运行温度升高，绝缘老化，以及寿命减短。
因此，有必要减少变压器的最大负载，在实际应用中附接压器采聊降额运行方式，或进行额外的设计考虑以便降低变压器的相关员耗。为方便按压器的峰额估算，我可以采用8-系数法。1-系数的计算可按照负载的谐皮分布和协的锅流损耗计算。它反映 了在传统绕绑变压器中的损耗的增加。为降低此部分损耗,现代变压器采用了变化的线圈设计方式，如箔式绕组或自式和线绕混合的方式。
B).变压器的损耗
这里:
PC铁心或空载损耗，
PLL =负戴损耗，
PT =总损耗。
铁心或空载损耗是由于铁心的励兹电压产生，尽管励麟电流包含谐波，但通常这部分谐玻相对于负载电流和他们产生的损耗是很小的。负载损耗是由于直灕损耗，涡流损耗和杂纘损耗组成:
这里:
IR -直流损耗
PEC涡流损耗
PSL =杂散损耗
直流损耗是由于电流流过线圈产生。这也叫欧姆损耗或直流损耗。欧姆损耗正比于负载电流的平方，晗了谐波部分，当它与频率无关。它有线圈直流电阻和满电流决定。没有则试方法可以明确每个线圈的锅流员耗，也不能将变压器的杂散损耗从涡流损耗中分离出来。只能是通过明确总损耗，再将直流损耗从总损耗中减去来得到锅流损耗和杂散损耗的总和~但呙流损耗可以假定跟随额定电流的平方和频率的平於化o
这里:
h=波次序。.
hmax -最高次谐波。
Ih = h次的谐皮电流，安培，
IR =颧定电流。安培，
PEC.R =额定电流和频率下的呙流损耗。
涡流损耗取决于与昴兹正交的导体尺寸的平方。在圈的端部，磁场弯曲，因此更大的方形导体则与漏琳的矢里正交。实现初级和欠级线圈的等高设计，能够喊少集中在线圈端部的锅流损耗。采用箔式绕组或多股并绕的饯圈方式可以因此减少涡流损耗。
杂散损耗是由于杂散磁场在铁心，夹件，油罐以及其他钢铁零部件中产生的损耗。杂散损耗将导致变压器的金属结构件的温度升高。对于干式变压器，这部分增加的温度不会影响到珍掴的热点温度0杂鵲损耗很难计算，-般是假定此类损耗是电流平方与请波频次的乘积的变里。如下式: .
C).变压器和K-系数的选择
具体电路环境下应该如何计算K-系值呢?
在选择变压器时有不同的方法计算物损耗。这里 我们建议采用变压器制造商结合美国UL实验室标准的方法，即通过计算 由于涡流陨耗的增加系数来规划变压器的设计，即熟知的“K系数”。
这里:
b谐波次数
Ih . h i谐皮电流的对灏定电澈的分量。
有很多种仪器仪表可以直接读出负载的K系数。-负载的R系数已知，那么就可以很简单地从标准的K-系数范围K-4; K-9, K-13; K-20, K30, K40和K-50中规划采用较高-档的K系数变压器了。值得注意的是，纯粹的线性负载-即正弦皮电流是K-系数为“1"的负载。大的K-系数指标表明变压器的涡流损耗将是正常基皮情下的锅流损耗的B倍。
D) .变压器设计时拍考虑
很多变压器制造商开发了应用于非正弦波并优化制造成本的设计，这种设计工艺考剧了谐波在线圈中的分布并计算了热点温升o涡流损耗的分析可以采用有限元或其它计算机程序。发热的研究则采用在样品机中植入热电藕来测里热点温度以精化计算热点温度的数学模型。.
干式变压器的热点温度有时是个有争议的话题，热点，即最高温度点，源于非均衡的热效并且向环境的热传导也不是均衡的。
E).选择实例:是K-13还是K-20变压器?
在 的50/60Hz的定基波电流并附加谐波的情况下，变压器应该能够在要的温升范围内安全运行，选择那种K-系数变压器更适合您的工程应用,则可以参考如下建议:
(A)当100的线性负载加上50%的排线性负朝时，建议采用-4变压器(B)当 日的线性负载加上75*的排线性负朝时，建议采用K-9变压器(C)当10帕的线性负载加上 的非线性负翰时，建议采用K-13变压器(D)当100的线性负戟加上125%的非线性负朝时，建议采用K-20变压器⑧)当 的战性负载加上150%的非线性负朝时，建议采用K-30变压器从保守的角度，郁有必要采用如上表建议的更高-档的K-系数变压器。..... 2020\8\19 星期三 14:01:20
K系数是一一个通用的谐波发热效应特殊度量,尤其适用于变压器上的谐波，它不仅强调谐波频率，还强调谐波次数、谐波频谱分布和频谱比例，K 系数变压器标准规格有K-4.,K-13,K-20,K-30 等等; K-13 是办公室负荷和普通机房负荷的一个常用额定值，K 20趋向于专用计算机负荷(精密空调和精密电机)和电力质量敏感设备PDU (电力分配单元)。
K系数隔离变压器,主要用于交流50- -60Hz, 电压不超过800V的各种供电场所、产品的各种输入、输出电压、联接组别、抽头线组容量的分配，均可根据用户要求进行精心设计与制造。
常规的使用条件:
工作环境温度: -15~+50°C;
工作环境湿度: 20~90%RH ;
工作环境大气.压力: 860 hPa ~ 1060 hPa;
储藏/运输温度: -20°C ~ +55°C。
主要技术特征:
额定容量: 0.5kVA ~ 1000kVA;
输入电压:额定电压+10%;
输出电压:额定电压+5% (容载) ;
联接方式: o/Y (或其它) ;
频率: 50Hz/60Hz;
绝缘电阻: 250MQ;
绝缘等级: H级;
噪
音: <55dB (A 计权);
温
升:≤80K;
阻抗压降:≤4%;
结构:干式自然风冷;
抗干扰方式:双屏蔽接地;
波形失真:无附加波形失真;
电气强度:工频正弦电压3000V历时一分钟无击穿及闪络现象;
绝缘电阻(输入、输出对地) :测试电压至少1000VDC，绝缘电阻大于2M2;功能:具有输入电压、输出电压、电流等指示(此项功能需要配置机柜实现);保护:具有过流保护(此项功能需要配置机柜实现) ;
过载能力:二倍的额定电流，维持一-分钟。
K11, K13， K20 隔离变压器主要用途
隔高变压器是英施丹多年来采用优质材料和先进的工艺技术而生产,具有防潮、维护方便等优点，能深入负荷中心，可用于地铁、 高层建筑、机场、车站、码头、企业及隧道等输配电场所。
K11I, K13, K20隔离变压器主要用于交流50- 60Hz，,电压不超过500vV的各种供电场所、产品的各种输入、输出电压、联接组别、抽头线组容量的分配，均可根据用户要求进行精心设计与制造。
K11,K13,K20隔高变压器加装在稳压电源的典型应用
一、在电源输入端接入K11 K13 K20隔离变压器(三角/星形)
1、 若电网三次谐波和干扰信号比较严重，采用O/9o隔高变压器，可以去掉三次谐波和减少干扰信号。
2.可以采用0/70隔离变压器产生新的中性线，使设备与电网中性线无关,避免由于电网中性线不良造成设备运行不正常。
3、非线性负载引起的电流波形畸变(如三次谐波)可被隔离而不污染电网。
二、在电源输出端接入隔离变压器(星形/三角)
1.防止非线性负载的电流畸变,影响到稳压电源的正常工作及反回到电网，起到净化电网的作用。2、非线性负载电流的畸变影响取样的准确性，可以在ro/0高变压器输入端采样，得到能反应实际情况的控制信号，使稳压电源控制正常。
3、若负载不平衡，采用Yo/ △也不影响稳压电源的正常工作。
三、K11, K13, K20隔离变压器技术指标1输入额定电压: 三相380V或单相2202工作频率: 50Hz-60Hz
3效率: >98%
二、在电源输出端接入隔离变压器(星形/三角)
1.防止非线性负载的电流畸变,影响到稳压电源的正常工作及反回到电网，起到净化电网的作用。2、非线性负载电流的畸变影响取样的准确性，可以在ro/0高变压器输入端采样，得到能反应实际情况的控制信号，使稳压电源控制正常。
3、若负载不平衡，采用Yo/ △也不影响稳压电源的正常工作。
三、K11, K13, K20隔离变压器技术指标1输入额定电压: 三相380V或单相2202工作频率: 50Hz-60Hz
3效率: >98%
4温升: <85c
4温升: <85c
5波形畸变: <0. 1%
6绝缘强度: 3000V，
1分钟无击穿
7绝缘电阻:绕阻对地绝缘电阻三相:>3.8M欧米茄;
单相>2. 2M欧米茄
四，使用条件
1适用海拔高度: < 5000m2环境温度: -15C~+40C
3相对湿度:≤85%
4安装 场所应无严重影响稳压器绝缘强度的气体，蒸汽，化学性沉积，污垢，导电尘埃及无其他易爆易燃易腐蚀的物质。
5凡不符合上述使用条件的，应与我们协商确定。
隔离变压器滤波能力和谐波耐受力的分析
1、隔离变压器分类
1.1、按输入输出接线方式分类:
通常隔离变压器根据输出输入接线方式不同可以分类为: Dyn, Dd， Ynyn, YNd， Dzn, ZNd, Ynzn,Znyn八大类，D或d表示三角接线，Y或y代表星形接线，Z或z代表曲折接线(英文表示: Zig/Zag联接)，大写表示输入，小写表示输出，N或n表示中性点，通常隔离变压器，尤其是UPS系统和数据机房变压器接线方式主要是: Dyn11， Dzn0 两种。
1.2、按输出数量分类:单输出，双输出，多输出等等，通常隔离变压器，尤其是UPS系统和数据机房变压器是单输出变压器,对于十二脉整流变压器或滤波变压器是双输出变压器，其接线方式是Dyn11d0,也就是说，输出有独立隔离的两组输出，一组接线方式是Dyn11,另-组是Dd0,两组输出相位差为30度，对于双输出或多输出变压器，实际应用中必须尽可能保证各组负载尽量相等，否则其滤波效用大大降低，但实际运行中要保证各组输出负载相等又很困难，基于这个原因，多组输出隔离变压器很少在实际中应用。
2、K系数的涵义:
2.1、K系数是谐波热损耗的一个折算系数，通常从1到50，常选用: 1、4、7、9、11、13、20、30,最经常选用的是: 1、4、13、20。
2.2、对于供电和用电网络的涵义:
K系数代表供电和用电网络中谐波的恶劣程度，K系数越高，代表供电和用电网络中谐波越恶劣，K=1代表供电和用电网络中不含有任何谐波，全部为基波分量，UPS 系统和数据机房的供电和用电网络为:13和20，K系数不随负载率变化而变化，只和网络谐波频谱有关。
2.3、 对于用电、供电和送电设备的涵义: K系数代表设备耐受谐波的能力，K系数越高，设备耐受谐波能力越强，K=1代表设备没有设计耐受任何谐波的附加热损耗的能力，只能在基波工况中才能安全运行，设备耐受谐波的能力随负载率提高而降低，因此，在供电网络容量不受限制时，可以选用较大容
量的设备，通过降低负载率有限度地提高K系数耐受谐波能力，但这只是一方面，许多生产厂家和用户误以为只要增大容量就可以，这是一种对K系数耐受谐波能力的片面理解。
3、K系数引用到变压器中的目的:
通常对K系数在任何供电、用电、送电网络和设备均可加于引用，因而对于各不同类型变压器，各不同温度等级变压器，各不同绝缘等级变压器中均可以加于引用，目的是为了提高变压器的可靠性，当然，各不同类型变压器，各不同温度等级变压器，各不同绝缘等级变压器在同样谐波工说中的耐受谐波能力是不同的，最终确定该变压器是否具有合适的抗谐波能力取决于该变压器在设计谐波工况下运行的平均温升和变压器内部最高温度点，如果要在同样的谐波工说下达到同样的耐受谐波能力，设计和制造成本差别也是非常大，对于干式变压器，有些温度、绝缘等级(如130度等级以下和B级绝缘等级以下)的变压器和有些材料(低密度绝缘丝包线)制造的变压器是K系数耐受能力无法达到7以上，因而，UPS系统和数据机房变压器是不能选择以上的变压器。
4、提高变压器K系数耐受能力的主要办法:
4.1、变压器特殊设计，降低或消除变压器自身对谐波敏感的因数;
4.2、选择高温等级的高密度绝缘漆包铜线(H级180度以上) ;
4.3、降低变压器自身损耗，提高变压器效率;
4.4、选择具有滤波能力的变压器，如Dzn0变压器,和双输出变压器Dyn11d0;
4.5、在供电容量允许时适当增大变压器容量，降低设备使用负载率。5、Dyn11， Dzn0，Dyn11d0 隔离变压器消除谐波的能力分析和比较
5. 1、Dyn11变压器:
5.1. 1、输入电源的三次谐波被封闭在输入三角绕组内部，不会通过电磁感应传导到输出端，但三次谐波会对输入绕组产生附加的三次谐波热损耗，降低变压器的K系数耐受能力。
5.1.2、 输出负载产生的三次谐波经过输出绕组，对输出绕组产生附加的三次谐波热损耗，而且会通过电磁感应传导到输入端，并在输入绕组产生附加的谐波热损耗，降低变压器的K系数耐受能力。
5.1.3、输入电源或输出负载产生的其他次谐波，主要有5,7,11，13， 17, 19均会通过电磁感应互相传导，并在输入输出绕组中产生附加的谐波热损耗，并反馈到电网，降低变压器的K系数耐受能力。5.2、Dzn0 变压器:
5.2. 1、输入电源的三次谐波封闭在输入三角绕组内部，不会通过电磁感应传导到输出端，但三次谐波会对输入绕组产生附加的三次谐波热损耗，降低变压器的K系数耐受能力。
5.2.2.输出负载产生的三次谐波经过输出绕组，对输出绕组产生附加的三次谐波热损耗，但由于输出绕组是曲折联接，变压器输出绕组每柱(相)均有两组方向相反数量基本相等的三次谐波电流通过,电磁感应得以基本抵消，因而不会感应到输入端，输入绕组也不会产生附加的谐波热损耗，由于UPS系统和数据机房的负载产生的谐波主要为三次谐波(约百分四十以上)，因此大大提高变压器的K系数耐受能力;如负载平衡和三相电压基本平衡时，变压器零线上检测到的零序电流比Dyn11变压器零线检测的零序电流小很多，因而，同样设计截面的零线铜排，Dzn0 变压器零线铜排损耗小很多，同样大大提高变压器的K系数耐受能力。
5. 2. 3、Dzn0 变压器的零序阻抗很小，三次谐波电流是零序电流，因为负载不平衡和三相电压不平衡，将会降低滤除三次谐波的比例，因而产生的三次谐波零序电流很容易通过输出绕组中性点流入大地5.2.4、输入电源或输出负载产生的其他次谐波，主要有5,7，17,19， 其中5，17为负序电流，7,19为正序电流，均会通过电磁感应互相传导，并反馈到电网，但变压器输出绕组每柱(相)均有两组相位差为120*n-180度，数量只有Dyn11变压器百分五十八的谐波电流通过，电磁感应矢量叠加后只有
Dyn11变压器的百分八十二，因此和Dyn11变压器相比，这类型变压器的5, 7, 17, 19次谐波消除约百分二十，从而有效提高压器的K系数耐受能力，经验表明，K=13 Dzn0变压器可以替代K=20 Dyn11变压器，变压器成本可降低百分十以上。
5.3、Dyn11d0双输出变压器: .
5.3.1.输入电源的三次谐波封闭在输入三角绕组内部，不会通过电磁感应传导到输出端，但三次谐波会对输入绕组产生附加的三次谐波热损耗，降低变压器的K系数耐受能力。
5. 3.2、输出负载产生的三次谐波经过输出绕组，对输出绕组产生附加的三次谐波热损耗，但由于输出绕组是双绕组输出，其中一组是三角接线，三次谐波被封闭在线圈内部，不会感应到输入端;另- -组星形接线的输出绕组,由于负载再有一半,感应到输入线圈的三次谐波也降低一半，因此，对于Dyn11d0双输出变压器在两组输出负载相等时，可以消除一半的三次谐波。
5.3.3、输入电源或输出负载产生的其他次谐波，主要有5,7，17,19， 其中5，17 为负序电流，7,19为正序电流，由于变压器输出为双绕组输出，在两组负载相等情况下，5,17 负序谐波电流:每柱(相)均有两组相位差为30*n(谐波次数)+30度=180度的奇次倍数(矢量方向相反)，数量相等谐波电流通过，电磁感应矢量叠加抵消; 7,19 负序谐波电流:每柱(相)均有两组相位差为30*n (谐波次数)-30.度=180度的奇次倍数(矢量方向相反)，数量相等谐波电流通过，电磁感应矢量叠加抵消;因此，对于Dyn11d0双输出变压器在两组输出负载相等时，可以完全滤除5, 7, 17, 19次谐波，随着两组负载不平衡度的增加，滤波效果急剧下降，因而这种变压器尤其适合十二脉整流电路中。
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