在之前的一些文章中，我们讨论了变压器及其不同类型的基础知识。电力变压器是重要且常用的变压器之一。它非常广泛地用于分别升高和降低发电站和配电站（或变电站）的电压。
例如，考虑上面显示的框图。在这里，电力变压器被使用两次，同时将电力输送到远离发电站的用户。
- 第一次是在发电站提高风力发电机产生的电压。
- 其次是在配电站（或变电站）降低在传输线末端接收的电压。
传输线中的功率损耗
在电力系统中使用电源变压器的原因很多。但是，使用电力变压器的最重要和最简单的原因之一是减少电力传输过程中的电力损耗。
现在，让我们看看通过使用电源变压器可以如何大大减少功率损耗：
首先，功率损耗方程P = I * I * R。
I =通过导体的电流，R =导体的电阻。
因此，功率损耗与流过导体或传输线的电流的平方成正比。因此，通过导体的电流幅度越小，功率损耗就越小。
下面将说明我们将如何利用这一理论：
- 假设初始电压= 100V，消耗电流= 5A，输出功率= 500watt。然后，传输线必须从源极到负载传输5A的电流。但是，如果我们将初始阶段的电压升至1000V，则传输线仅需承载0.5A即可提供500Watt的相同功率。
- 因此，我们将使用功率互感器在传输线的起始处升高电压，并使用另一个功率互感器来降低传输线的末端处的电压。
- 通过这种设置，可大大降低流经100+公里传输线的电流的大小，从而减少传输期间的功率损耗。
电力变压器与配电变压器的区别
- 电力变压器通常在满负荷下运行，因为它被设计为在100％负荷下具有很高的效率。另一方面，当负载保持在50％到70％之间时，配电变压器的效率很高。因此，配电变压器不适合在100％负载下连续运行。
- 由于功率变压器在升压和降压期间会导致高压，因此与配电变压器和仪表变压器相比，绕组具有很高的绝缘性。
- 因为它们使用高级绝缘材料，所以它们的体积非常大，而且也很重。
- 由于电力变压器通常不直接与房屋相连，因此它们的负荷波动较小，而配电变压器的负荷波动较大。
- 它们全天24小时都充满负荷，因此铜和铁的损耗全天发生，并且它们在整个时间中保持几乎相同。
- 电力变压器中的磁通密度高于配电变压器。
电力变压器工作原理
电力变压器的工作原理是“电磁感应的法拉第定律”。电磁学的基本定律解释了感应器，电动机，发电机和变压器的工作原理。
该法则规定“ 当闭环或短路导体靠近变化的磁场时，就会在该闭环中产生电流” 。
为了更好地理解法律，让我们更详细地讨论它。首先，让我们考虑以下情况。
考虑永磁体和导体首先彼此靠近。
- 然后，如图所示，使用导线在两端使导体短路。
- 在这种情况下，导体或环路中不会有电流流动，因为切割环路的磁场是固定的，并且如定律所述，只有变化或变化的磁场才能在环路中施加电流。
- 因此，在固定磁场的第一种情况下，导体回路中的流量为零。
然后切割回路的磁场不断变化。由于在这种情况下存在变化的磁场，因此将发挥法拉第定律，因此我们可以看到导体回路中有电流流动。
正如您在图中所看到的，在磁体来回移动之后，我们看到电流“ I”流过导体和闭环。
用其他如下变化的磁场源代替它。
- 现在，使用交流电压源和导体来产生变化的磁场。
- 导体回路接近磁场范围后，我们可以看到在导体两端产生了一个EMF。由于这种感应电动势，我们将有一个电流“ I”。
- 感应电压的大小与第二个回路所经历的场强成正比，因此磁场强度越高，闭环中的电流就越大。
尽管可以使用单个导体来理解法拉第定律。但是为了获得更好的实用性能，最好在两侧都使用线圈。
在此，交流电流流过初级线圈1，在导体线圈周围产生变化的磁场。并且当线圈2进入由线圈1产生的磁场的范围内时，由于法拉第电磁感应定律，线圈2两端将产生一个EMF电压。由于线圈2中的电压，电流“ I”流过次级闭合电路。
现在您必须记住，两个线圈都悬浮在空气中，因此磁场使用的传导介质是空气。并且在磁场传导的情况下，空气比金属具有更高的电阻，因此，如果我们使用金属或铁氧体磁芯作为电磁场的介质，那么我们可以更全面地体验电磁感应。
因此，现在让我们用铁质介质代替空气介质，以进一步理解。
如图所示，我们可以使用铁芯或铁氧体磁芯来减少从一个线圈到另一线圈的功率传输过程中的磁通损耗。在这段时间内，泄漏到大气中的磁通量将比我们以空气介质为核心的磁场的良导体少得多。
一旦线圈1产生了磁场，它就会流过铁芯到达线圈2，并且由于法拉第定律，线圈2会产生一个电动势，该电动势将由连接在线圈2上的检流计读取。
现在，如果您仔细观察，会发现该设置类似于单相变压器。是的，当今的每个变压器都以相同的原理工作。
现在让我们看一下三相变压器的简化结构。
三相变压器
- 变压器的骨架是通过对用于承载磁通量的层压金属板进行铆接而设计的。在该图中，您可以看到骨架被涂成灰色。骨架具有三列，三相绕组缠绕在该列上。
- 较低电压的绕组首先缠绕，然后缠绕得更靠近铁芯，而较高电压的绕组则缠绕在较低电压的绕组顶部。请记住，两个绕组都由绝缘层隔开。
- 这里每一列代表一相，因此对于三列，我们具有三相绕组。
- 将骨架和绕组的整个设置浸入装有工业油的密封罐中，以实现更好的导热性和隔离性。
- 缠绕后，所有六个线圈的末端通过高压绝缘子从密封箱中取出。
- 端子固定在彼此相距一定距离的位置，以避免火花跳动。
电力变压器的特点
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额定功率 |
3 MVA至200 MVA |
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典型的一次电压 |
11，22，33，66，90，132，220 kV |
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典型的二次电压 |
3.3、6.6、11、33、66、132 kV或自定义规格 |
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相数 |
单相或三相变压器 |
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额定频率 |
50或60 Hz |
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窃听 |
有载或无载分接开关 |
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温升 |
60 / 65C或自定义规格 |
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冷却方式 |
可要求提供ONAN（天然石油自然空气）或其他类型的冷却，例如KNAN（最大33kV） |
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散热器 |
箱式冷却散热器面板 |
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向量组 |
Dyn11或任何其他符合IEC 60076的向量组 |
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电压调节 |
通过有载分接开关（标准配备AVR继电器） |
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高压和低压端子 |
空气电缆箱类型（最大33kV）或开放式套管 |
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装置 |
室内或室外 |
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声级 |
根据ENATS 35或NEMA TR1 |
动力传递的应用
- 电力变压器主要用于发电和配电站。
- 它也用于隔离变压器，接地变压器，六脉冲和十二脉冲整流器变压器，太阳能光伏场变压器，风场变压器以及Korndörfer自耦变压器起动器。
- 用于减少电力传输过程中的功率损耗。
- 用于高压升压和高压降压。
- 在长途消费情况下首选。
- 在负载全天候24x7运行的情况下，它是首选。