變壓器(Transformer)是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置,主要構(gòu)件是初級線圈、次級線圈和鐵芯(磁芯)。主要功能有:電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓(磁飽和變壓器)等。按用途可以分為:電力變壓器和特殊變壓器(電爐變、整流變、工頻試驗(yàn)變壓器、調(diào)壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等)。電路符號常用T當(dāng)作編號的開頭.例: T01, T201等。
法拉第在1831年8月29日發(fā)明了一個(gè)“電感環(huán)”,稱為“法拉第感應(yīng)線圈”,實(shí)際上是世界上只變壓器雛形。但法拉第只是用它來示范電磁感應(yīng)原理,并沒有考慮過它可以有實(shí)際的用途。
變壓器由鐵芯(或磁芯)和線圈組成,線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組,其中接電源的繞組叫初級線圈,其余的繞組叫次級線圈。它可以變換交流電壓、電流和阻抗。簡單的鐵心變壓器由一個(gè)軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個(gè)匝數(shù)不等的線圈構(gòu)成,
鐵心的作用是加強(qiáng)兩個(gè)線圈間的磁耦合。為了減少鐵內(nèi)渦流和磁滯損耗,鐵心由涂漆的硅鋼片疊壓而成;兩個(gè)線圈之間沒有電的聯(lián)系,線圈由絕緣銅線(或鋁線)繞成。一個(gè)線圈接交流電源稱為初級線圈(或原線圈),另一個(gè)線圈接用電器稱為次級線圈(或副線圈)。實(shí)際的變壓器是很復(fù)雜的,不可避免地存在銅損(線圈電阻發(fā)熱)、鐵損(鐵心發(fā)熱)和漏磁(經(jīng)空氣閉合的磁感應(yīng)線)等,為了簡化討論這里只介紹理想變壓器。理想變壓器成立的條件是:忽略漏磁通,忽略原、副線圈的電阻,忽略鐵心的損耗,忽略空載電流(副線圈開路原線圈線圈中的電流)。例如電力變壓器在滿載運(yùn)行時(shí)(副線圈輸出額定功率)即接近理想變壓器情況。
國家電網(wǎng)公司明確提出,要從2010年起開始推廣實(shí)施設(shè)備狀態(tài)檢修,提升設(shè)備智能化水平,推廣應(yīng)用智能設(shè)備和技術(shù),實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)在線預(yù)警和設(shè)備智能化監(jiān)控。
以變電站一次設(shè)備主要在線監(jiān)測系統(tǒng)為例,就有:電容性設(shè)備的電容量、介損在線監(jiān)測;金屬氧化物避雷器的全電流、阻性電流在線監(jiān)測;變壓器本體絕緣油色譜在線監(jiān)測、光纖測溫在線監(jiān)測、本體超高頻局放在線監(jiān)測、套管局放、介損在線監(jiān)測、有載開關(guān)動(dòng)態(tài)特性在線監(jiān)測;GIS超高頻局放在線監(jiān)測、微水在線監(jiān)測;開關(guān)機(jī)械特性監(jiān)測及開關(guān)柜光纖溫度在線監(jiān)測、SF6氣體密度在線監(jiān)測等。
在線監(jiān)測產(chǎn)品的市場主要集中在智能電網(wǎng)的變電環(huán)節(jié)。國家電網(wǎng)公司在智能電網(wǎng)規(guī)劃報(bào)告中也已將變電站狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)作為智能變電站的重要內(nèi)容。智能變電站通過狀態(tài)監(jiān)測單元實(shí)現(xiàn)變壓器油色譜、組合電器局部放電、避雷器全電流等主要設(shè)備、重要參數(shù)的在線監(jiān)測,為電網(wǎng)設(shè)備管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。實(shí)時(shí)狀態(tài)信息通過專家系統(tǒng)分析處理后可做出初步?jīng)Q策,實(shí)現(xiàn)站內(nèi)智能設(shè)備自診斷功能。
戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、合同能源管理政策、市場化節(jié)能環(huán)保服務(wù)體系建設(shè)、資源綜合利用和再制造及節(jié)能產(chǎn)品惠民工程電機(jī)推廣為電機(jī)行業(yè)發(fā)展帶來重大機(jī)遇,與之相關(guān)的電機(jī)生產(chǎn)制造商和電機(jī)配套企業(yè)也迎來了產(chǎn)品更新?lián)Q代的市場增長潛力。特別是為適應(yīng)低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代的節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新趨勢,電機(jī)已逐漸成為未來市場的主流。
我國電機(jī)年用電量超過2萬億千瓦時(shí),約占全國用電量的60%和工業(yè)用電量的80%。電機(jī)能耗比普通電機(jī)低20%~30%,但我國電機(jī)市場占有率只有10%,因此大力推廣電機(jī)會(huì)對國家推進(jìn)節(jié)能減排具有一定意義,其潛在的市場商機(jī)也初現(xiàn)端倪。
我國電機(jī)產(chǎn)品雖然種類繁多,但效率普遍不高,嚴(yán)重存在"大馬拉小車"的現(xiàn)象,電機(jī)的推廣與應(yīng)用已經(jīng)刻不容緩。我國"十二五"期間將集中力量圍繞電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程、裝備制造調(diào)整和振興、新能源領(lǐng)域技術(shù)的大力推進(jìn),優(yōu)化發(fā)展一批節(jié)能環(huán)保重點(diǎn)產(chǎn)品,淘汰一批普通效率的電機(jī)產(chǎn)品,促進(jìn)產(chǎn)品更新?lián)Q代。在工信部公布的《高耗能落后機(jī)電設(shè)備(產(chǎn)品)淘汰目錄(第二批)》中,電機(jī)設(shè)備位列其中,預(yù)示我國電機(jī)行業(yè)即將面臨市場和科技的全新發(fā)展。