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。我國在網(wǎng)運(yùn)行的變壓器約1700萬臺(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、國家能源局聯(lián)合制定了《變壓器能效提升計(jì)劃(2021-2023年)》。
變壓器組成部件包括器身(鐵芯、繞組、絕緣、 引線)、變壓器油、油箱和冷卻裝置、調(diào)壓裝置、保護(hù)裝置(吸濕器、氣道、氣體繼電器、儲(chǔ)油柜及測(cè)溫裝置等)和出線套管。具體組成及功能:
(1)鐵芯。 鐵芯是變壓器中主要的磁路部分。通常含硅量較高,厚度分別為0.35mm、0.3mm、0.27mm,表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成。鐵芯分為鐵芯柱和橫片兩部分,鐵芯柱套有繞組;橫片是閉合磁路之用。
(2)繞組。繞組是變壓器的電路部分,它是用雙絲包絕緣扁線或漆包圓線繞成。變壓器的基本原理是電磁感應(yīng)原理,現(xiàn)以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理:當(dāng)一次側(cè)繞組上加上電壓U1時(shí),流過電流I1,在鐵芯中就產(chǎn)生交變磁通O1,這些磁通稱為主磁通,在它的作用下,兩側(cè)繞組分別感應(yīng)電勢(shì),后帶動(dòng)變壓器調(diào)控裝置。
(2)繞組的故障問題
把繞組故障可以細(xì)致地劃分為以下幾個(gè)類型:接頭的焊接處極其容易出現(xiàn)開裂問題、相與相間短路問題、匝向出現(xiàn)短路、繞組的接地故障等。分析總結(jié)以上故障出現(xiàn)的原因可以總結(jié):變壓器的絕緣問題出現(xiàn)了問題;繞組處有雜物進(jìn)去,老化的絕緣體;變壓器的工作力度不足;因變形導(dǎo)致繞組出現(xiàn)問題:繞組受到水汽影響;變壓器的溫度高。
變壓器的效率通常很高,可以達(dá)到95%以上。它具有以下幾個(gè)重要特點(diǎn)和應(yīng)用:
1. 電氣隔離:變壓器通過絕緣的鐵芯和繞組,將輸入電路和輸出電路完全隔離開來,實(shí)現(xiàn)電氣隔離和性保護(hù)。
2. 節(jié)能傳輸:變壓器可以將高電壓輸送到遠(yuǎn)距離,然后在需要的地方通過降壓變壓器將電壓降低,以減少輸電線路上的功率損耗。
3. 電壓調(diào)節(jié):變壓器可以用于調(diào)節(jié)電網(wǎng)中的電壓水平,以滿足不同地區(qū)和設(shè)備的電壓需求。
4. 電力分配:變壓器用于將發(fā)電廠產(chǎn)生的高電壓電能轉(zhuǎn)換為適用于家庭、工業(yè)和商業(yè)用途的低電壓電能。
5. 電子設(shè)備:變壓器也用于電子設(shè)備中,如電源適配器、電子變壓器等,用于提供適當(dāng)?shù)碾妷汉碗娏鞴?yīng)。