Transformatoriaus funkcijos

Transformatoriaiyra pagrindiniai elektros energijos konvertavimo įrenginiai. Jų pagrindinė funkcija sukasi apie įtampos transformaciją, kartu apima ir išvestines funkcijas, tokias kaip energijos perdavimas, izoliacija ir įtampos stabilizavimas. Iš esmės jie naudoja elektromagnetinės indukcijos principą, kad būtų pasiektas bekontaktis kintamosios srovės konvertavimas, užtikrinant efektyvų energijos suderinimą generuojant, perduodant, paskirstant ir vartojant. Toliau pateikiamas jų specifinių funkcijų suskirstymas (įskaitant techninius principus ir taikymo scenarijus):

I. Pagrindinė funkcija: įtampos transformacija (pagrindinė programa)

1. Įtampos didinimo funkcija (generavimas → perdavimas)

Funkcijos aprašymas: padidina elektrinių žemos įtampos galią (pvz., 6 kV / 10 kV) iki aukštos įtampos (pvz., 110 kV / 220 kV / 500 kV), sumažindama linijos nuostolius perdavimo metu ir užtikrindama efektyvų energijos perdavimą dideliais atstumais.

Techninis principas: Pagal elektromagnetinės indukcijos dėsnį, kai transformatoriaus pirminės apvijos apsisukimų skaičius N₁ < antrinės apvijos vijų skaičius N₂, antrinė įtampa U₂ > pirminė įtampa U₁ (U1/U₂ = N₁/N₂). Įtampos padidinimas pasiekiamas padidinus antrinės apvijos apsisukimų skaičių.

Pagrindinė reikšmė: perdavimo galia P = UI (apytiksliai pastovi). Didėjant įtampai, srovė I mažėja, o linijos nuostoliai P_loss = I²R (kur R yra linijos varža). Todėl įtampos padidinimas žymiai sumažina nuostolius (pvz., nuo 10 kV iki 220 kV, srovė sumažėja iki 1/22, o nuostoliai sumažėja iki 1/484).

Taikymo scenarijai: Padidinti pastotes šiluminėse elektrinėse, hidroelektrinėse ir vėjo jėgainėse, kur generatoriaus galia yra padidinama ir prijungiama prie nacionalinio elektros tinklo.

2. Įtampos mažinimo funkcija (perdavimas → paskirstymas → suvartojimas)

Funkcijos aprašymas: sumažina aukštos įtampos galią, perduodamą iš tinklo, iki naudotojams tinkamo įtampos lygio, prisitaikydama prie skirtingų energijos suvartojimo scenarijų.

Techninis principas: kai apsisukimų skaičius pirminėje apvijoje N₁ > vijų skaičius antrinėje apvijoje N₂, antrinė įtampa U₂ < pirminė įtampa U1. Įtampos sumažinimas pasiekiamas sumažinus antrinės apvijos apsisukimų skaičių.

Pakopiniai įtampos mažinimo scenarijai:

Regioninės pastotės: 110kV/220kV → 10kV/24kV (Vidutinės įtampos paskirstymas), tiekiančios gamyklas ir komercinius kompleksus;

Gyvenamosios/gamyklos pastotės: 10kV → 380V/220V (Žemos įtampos paskirstymas), tiekiančios pramoninę įrangą ir buitinę techniką;

Speciali įranga: 380V → 220V/110V/24V (skirtas transformatorius), tinka tiksliesiems instrumentams ir medicinos įrangai.

Tipiškas pritaikymas: dėžės tipo transformatoriai bendruomenės elektros paskirstymo patalpose sumažina 10 kV aukštą įtampą iki 380 V trifazio ir 220 V vienfazio maitinimo, kad būtų tiekiami gyventojų oro kondicionieriai, vandens šildytuvai, šviestuvai ir kita įranga.