變壓器利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置,主要構(gòu)件是初級線圈、次級線圈和鐵心(磁芯)。在電器設(shè)備和無線電路中,常用作升降電壓、匹配阻抗,隔離等。變壓器的功能主要有:電壓變換;電流變換,阻抗變換;隔離;穩(wěn)壓(磁飽和變壓器);自耦變壓器;高壓變壓器(干式和油浸式)等,變壓器常用的鐵芯形狀一般有E型和C型鐵芯,XED型,ED型CD型。
單相變壓器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、損耗低,主要是鐵損小,適宜在負(fù)荷密度較小的低壓配電網(wǎng)中應(yīng)用和推廣。蘇州市就累計使用1000多臺,節(jié)電45GWh,經(jīng)驗值得推廣。有的資料顯示單相變壓器在發(fā)達(dá)國家得到廣泛應(yīng)用,例如美國、日本,單相供電制成為居民供電的主要方式,在這種宣傳下,有些人因此而認(rèn)為單相供電具有“降損”的魔力,認(rèn)為單相變壓器比三相變壓器更節(jié)能,認(rèn)為單相供電制比三相供電制更優(yōu)越。其實不然,單相變壓器與單相供電制只是當(dāng)前三相供電制的補(bǔ)充形式,由于其自身特性的約束,它只能應(yīng)用于某些特定的領(lǐng)域。
變壓器小容量化的代價輕負(fù)荷地區(qū)進(jìn)行單相供電制建設(shè),可減少建設(shè)投資。大負(fù)荷地區(qū)進(jìn)行單相供電制的改造,必須有較大的經(jīng)濟(jì)投入。筆者看到,有的單相變壓器在居民小區(qū)的試點,實行的是將大變壓器化成多個小變壓器,臨近負(fù)荷安裝,縮短低壓主干線距離,由于電源點到負(fù)載的距離是一定的,縮短低壓供電距離,必然要延長高壓輸電距離,此種改造需要大量的投資,例如原來3個單元30戶人家使用160 kVA三相變壓器1臺,改用3臺50 kVA單相變壓器供電,表2列出兩種改造方案的用料及損耗變化,很明顯的增加了建設(shè)投入。其一,為了減少低壓主干線的線損,要將高壓線路引入負(fù)荷中心,增加高壓線路建設(shè)投資。其二,采用多臺小容量變壓器后的空載損耗和負(fù)荷損耗,都比原先單臺大容量變壓器多。其三,多臺小容量變壓器的購置資金也大于單臺大容量變壓器的購置資金。國外由于居民用電多,幾家或者每家使用一臺單相變壓器,是因為國家富裕,電力部門大量資金投入的結(jié)果。雖然投資較大,對于他們總的來說還是合算的。
單相變壓器容量選擇原則:
當(dāng)10kV配網(wǎng)中的用電負(fù)荷處于正常狀態(tài)的時候,可以通過減少設(shè)備容量來降低線路損耗過高的現(xiàn)狀,低壓配電網(wǎng)的負(fù)荷是隨時變化的,會隨著用電時間、季節(jié)等發(fā)生改變,在10kV配網(wǎng)設(shè)計過程中一般采用單三混一的配電變壓器安裝方案,這種方案可以配置一臺或多臺單相配電變壓器,根據(jù)具體的用電負(fù)荷的變化情況以及低壓電網(wǎng)的運行方式?jīng)Q定單相變電器的容量需求,從而選擇更合適的變壓器進(jìn)行供電。