變壓器是輸配電的基礎(chǔ)設(shè)備,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、城市社區(qū)等領(lǐng)域。我國(guó)在網(wǎng)運(yùn)行的變壓器約1700萬(wàn)臺(tái),總?cè)萘考s110億千伏安。變壓器損耗約占輸配電電力損耗的40%,具有較大節(jié)能潛力。為加快節(jié)能變壓器推廣應(yīng)用,提升能源資源利用效率,推動(dòng)綠色低碳和高質(zhì)量發(fā)展,2021年1月,工業(yè)和信息化部、市場(chǎng)監(jiān)管總局、國(guó)家能源局聯(lián)合制定了《變壓器能效提升計(jì)劃(2021-2023年)》。
(5)卷鐵心變壓器
目前,卷鐵心變壓器的生產(chǎn)主要集中在10KV級(jí),容量一般小于800KV·A,也試制了1600KV·A,但電力部門(mén)采購(gòu)以315KV·A以下容量的居多,適合用于農(nóng)網(wǎng)。 中國(guó)現(xiàn)有卷鐵心變壓器生產(chǎn)廠200多家,有一定規(guī)模的占20%。中國(guó)強(qiáng)卷鐵心變壓器生產(chǎn)能力約為1600萬(wàn)KV·A,但實(shí)際產(chǎn)量較低。
變壓器的工作基于電磁感應(yīng)原理。它主要由兩個(gè)繞組(也稱為線圈)和一個(gè)磁性鐵芯組成。
1. 磁性鐵芯:變壓器的磁性鐵芯通常由硅鋼片制成,具有高導(dǎo)磁性和低磁導(dǎo)率。鐵芯的作用是提供一個(gè)低磁阻路徑,使得磁場(chǎng)能夠盡可能地集中在鐵芯中,減少漏磁損耗。
2. 輸入繞組:輸入繞組也稱為初級(jí)繞組,它連接到輸入電源。當(dāng)輸入繞組上有交流電流通過(guò)時(shí),它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)。
3. 輸出繞組:輸出繞組也稱為次級(jí)繞組,它連接到輸出負(fù)載。當(dāng)交變磁場(chǎng)穿過(guò)輸出繞組時(shí),根據(jù)電磁感應(yīng)定律,會(huì)在輸出繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),從而驅(qū)動(dòng)電流流過(guò)負(fù)載。
變壓器的工作原理可以總結(jié)為以下幾個(gè)步驟:
- 當(dāng)輸入繞組上有交流電流通過(guò)時(shí),它會(huì)在磁性鐵芯中產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)。
- 交變磁場(chǎng)穿過(guò)輸出繞組,根據(jù)電磁感應(yīng)定律,會(huì)在輸出繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
- 如果輸出繞組接有負(fù)載,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將驅(qū)動(dòng)電流流過(guò)負(fù)載,從而實(shí)現(xiàn)能量傳輸。
- 根據(jù)變壓器的繞組比例,輸入繞組和輸出繞組之間的匝數(shù)比決定了電壓和電流的變換關(guān)系。