电力变压器：它如何工作以及有何用途？

电力变压器是电网的主要组成部分之一，它确保电网的供电和效率。

电网是一个复杂的网络，由众多元件组成，它们相互作用，使能量能够稳定安全地从一点输送到另一点，从而确保我们用户获得持续的电力供应。这种电力供应对我们来说习以为常，但它却是多年来对所有组件进行研发的成果。今天，我们将重点介绍其中一个关键部件——电力变压器（简称“变压器”）的运行和功能。

在深入探讨电网这一组成部分的运行和使用之前，有必要解释一下为什么需要对电力进行转换。这是因为发电厂产生的能量通常是低压或中压的（具体取决于电源），需要将其升压至高压才能确保电力在电网中高效传输，并最大限度地减少传输过程中的能量损失。而我们今天的主角正是负责防止这些能量损失的。

换句话说，变压器是实现远距离、经济高效地输送电能的主要原因。

为了实现这一目标，变压器在保持频率和大部分功率恒定的情况下，调节交流电的各种特性，例如电压或电流，从而实现96%至97%的效率。得益于电磁感应原理，能量可以在不改变频率的情况下从一个电路流向另一个电路，从而在整个传输过程中提高电力系统的安全性和效率。

因此，我们可以确定变压器的不同用途：

• 增加或降低电路中的电压。
• 对发电产生的电压进行调整，以满足输配电需求。
• 将两个独立的电路隔离，防止直流电流在它们之间流动。

电力变压器由哪些部件组成？

为了实现所有这些功能，变压器包含各种各样、各司其职的组件。让我们来看看其中的主要组件。

• 核它由一组磁性薄片组成，这些薄片可作为其他元件组装的支撑，并为磁通量提供路径。
• 绕线这是通常由铜或铝制成的导线或带材，缠绕成线圈状（一个用于高压，一个用于低压），将电流从芯线的一点传输到另一点。
• 绝缘体这些材料用于绝缘变压器的各个部件及其电压。通常采用浸入矿物油或植物油中的多层纸层结构。
• 围栏这是构成变压器外壳的金属板结构，用于保护所有组件。
• 控制和传感单元该组件在技术更先进的变压器（例如 transforma.smart）中可用，它允许收集有关电网和变压器本身运行的数据，以及对设备进行数字控制。

变压器的工作原理是什么？

尽管变压器的设计带来了技术上的挑战，但与其他电气设备元件相比，其操作相对简单，而正是这种简单性造就了它们的成功。

变压器利用电磁感应原理，通过一个公共磁路将两个不同的电路连接起来。换句话说，变压器利用两个绕组形成一个由公共磁路（铁芯）连接的双电路。

流经高压绕组的电流会产生穿过铁芯的磁通量，并在保持频率不变的情况下，在低压绕组中感应出不同的电流和电压。两个绕组（高压绕组和低压绕组）的电压关系与它们各自的匝数成正比。

变压器有哪些类型？

根据功能、电气系统类型、安装位置和结构，变压器可分为多种类型。以下是按类别划分的主要类型。

按电力系统类型分类的电力变压器：

• 单相电力分配系统通过单根导线（电缆）或单相进行。
• 三相最常用的配电系统由三根导线或三相组成。在这种情况下，三相电流由三个频率和幅值相同的单相交流电组成。与单相配电系统相比，在转换和产生相同电量的情况下，三相配电的成本更低。

根据功能不同，电力变压器可分为两种类型：升压变压器（提高电压）和降压变压器（降低电压）。

按结构类型划分的电力变压器：

• 油浸式这是最普遍的类型，已被证明是最环保的，而且使用寿命比其他类型的变压器更长。
• 干式这是油浸式变压器的一种技术替代方案，虽然不使用油，但对环境的影响更大。

按位置划分的电力变压器：

电力变压器可以位于地下，也可以位于架空，具体取决于它们在电力系统中的位置。

• 户外这些变压器在高速公路、街道、工业区等地的电线杆上非常常见。它们的结构坚固，能够承受各种天气条件，具体取决于它们的安装位置。
• 室内的这些变压器位于专用空间内，例如混凝土或金属变压器变电站，它们有自己的外壳，并与其他组成这些变电站的组件一起存放。

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