什么情況下需要使用變壓器？

一、電壓等級轉換（核心應用）

1. 電網輸電降壓

   • 高壓輸電→配電網絡（如：110kV→10kV）

   • 必要性：減少遠距離輸電損耗（損耗∝電流2），例：100km線路，110kV輸電比10kV損耗降低99%

2. 設備電壓適配

   場景	典型轉換	案例
   進口設備供電	415V→380V	馬來西亞工廠使用中國制380V電機
   老舊設備改造	600V→480V	北美工業區設備升級
   實驗室精密儀器	220V→110V	日本制測量儀器在220V地區使用

二、電氣隔離與安全防護

3. 安全隔離

   • 醫療設備（手術室供電）：通過1:1隔離變壓器實現浮地系統，防止微電擊

   • 潮濕場所（游泳池照明）：滿足IEC 60364-7-702要求，漏電流≤30mA

4. 接地故障防護

   • 數據中心IT系統：采用△/Yo變壓器，提供中性點接地路徑

   • 礦山設備：限制故障電流≤10A（IEC 60079-14標準）

三、特殊負載需求

5. 大電機啟動

   • 問題：75kW電機直接啟動電流≈525A（7倍額定值）

   • 方案：采用Zig-Zag變壓器降壓啟動，降低沖擊電流40%

6. 電弧設備供電

   • 電弧爐變壓器特性：

     • 超大短路容量（阻抗≤8%）

     • 多檔位調壓（如±16×1.25%）

     • 二次側電流達100kA級

四、電能質量優化

7. 諧波治理

   • 整流負載場景：采用K-rated變壓器（K-13/K-20）

     • 增強繞組抗諧波能力

     • 降低渦流損耗30%（對比普通變壓器）

8. 電壓穩定

   • 有載調壓變壓器(OLTC)：

     參數	工業級要求
     調壓范圍	±15%
     響應時間	≤5s/檔位
     日動作次數	≥500,000次壽命

五、特殊系統構建

9. 多電源系統互聯

   • 不同電壓電網聯網（如：220kV電網與132kV電網互聯）

   • 相位角調整：通過移相變壓器解決環流問題（如±30°可調）

10. 直流輸電配套

    • 換流變壓器：實現AC/DC轉換

      • 關鍵參數：閥側耐受直流偏磁

      • 絕緣設計：交直流復合電場

六、測試與特殊場景

11. 試驗電源

    • 雷電沖擊試驗：串聯諧振變壓器輸出300kV/500Hz

    • 溫升試驗：大電流變壓器輸出0-50V/10kA

12. 移動供電系統

    • 船舶供電：440V→220V（滿足Lloyd船級社規范）

    • 軌道車輛：25kV接觸網→1500V車載設備