單相變壓器與其他類(lèi)型變壓器的比較:
?三相變壓器?:用于三相交流電系統(tǒng),初級(jí)和次級(jí)繞組分別連接三相電流,適用于高功率應(yīng)用,如工業(yè)設(shè)備和大型電力系統(tǒng),能夠提供更穩(wěn)定、連續(xù)的電力輸出,效率較高。
?自耦變壓器?:初級(jí)和次級(jí)繞組部分共用,體積小、效率高,適用于電壓變化較小的應(yīng)用場(chǎng)合,如從220V降至110V。
單相供電方式是否線(xiàn)損低?根據(jù)電路原理,同樣的距離輸送同樣的功率P ,功率因數(shù)為1,三相供電方式與單相供電方式的線(xiàn)路損失如下。假設(shè)使用同截面的導(dǎo)線(xiàn),導(dǎo)線(xiàn)電阻為R。單相變壓器兩線(xiàn)方式供電,輸送功率P 時(shí),相線(xiàn)、中性線(xiàn)中電流為I ,產(chǎn)生的線(xiàn)路損失為 P 單損 = 2I^2R。三相變壓器三相四線(xiàn)方式供電,輸送功率P時(shí),線(xiàn)路中相電流為I /3,理想狀態(tài)下中性線(xiàn)無(wú)電流,相線(xiàn) P 相損 =(I/3)2R = I2R/9。
本方式下線(xiàn)路損失為P三損 = 3×(I /3)2R = I2R/3。通過(guò)計(jì)算可見(jiàn),三相供電方式的線(xiàn)路損失是的,單相供電的方式比三線(xiàn)制的損耗高6倍。由此可見(jiàn),單相供電方式在與三相供電方式在降低線(xiàn)路損失方面并無(wú)優(yōu)勢(shì)。
變壓器小容量化的代價(jià)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(diǎn),實(shí)行的是將大變壓器化成多個(gè)小變壓器,臨近負(fù)荷安裝,縮短低壓主干線(xiàn)距離,由于電源點(diǎn)到負(fù)載的距離是一定的,縮短低壓供電距離,必然要延長(zhǎng)高壓輸電距離,此種改造需要大量的投資,例如原來(lái)3個(gè)單元30戶(hù)人家使用160 kVA三相變壓器1臺(tái),改用3臺(tái)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(xiàn)的線(xiàn)損,要將高壓線(xiàn)路引入負(fù)荷中心,增加高壓線(xiàn)路建設(shè)投資。其二,采用多臺(tái)小容量變壓器后的空載損耗和負(fù)荷損耗,都比原先單臺(tái)大容量變壓器多。其三,多臺(tái)小容量變壓器的購(gòu)置資金也大于單臺(tái)大容量變壓器的購(gòu)置資金。國(guó)外由于居民用電多,幾家或者每家使用一臺(tái)單相變壓器,是因?yàn)閲?guó)家富裕,電力部門(mén)大量資金投入的結(jié)果。雖然投資較大,對(duì)于他們總的來(lái)說(shuō)還是合算的。
在選擇變壓器時(shí),需要根據(jù)實(shí)際需求來(lái)決定使用單相變壓器還是三相變壓器。如果是家庭或商業(yè)場(chǎng)所,僅需滿(mǎn)足小功率設(shè)備的供電需求,并且對(duì)成本和空間要求較低,那么單相變壓器是一個(gè)適合的選擇。但如果需要處理大功率設(shè)備、保證電壓穩(wěn)定性并實(shí)現(xiàn)可靠供電,那么三相變壓器更為合適。