Трансформатор является ключевым компонентом в электростанциях и подстанциях. Его функции разнообразны: он может повышать напряжение для передачи электроэнергии на большие расстояния к центрам нагрузки, а также понижать напряжение до различных требуемых уровней, чтобы удовлетворить различные потребности в энергии. В кратце, как процесс повышения, так и понижения напряжения осуществляются через трансформаторы.
При передаче электроэнергии неизбежны потери напряжения и мощности. При передаче постоянного количества мощности, падение напряжения обратно пропорционально передаваемому напряжению, а потери мощности обратно пропорциональны квадрату напряжения. Использование трансформаторов для увеличения передаваемого напряжения позволяет значительно снизить потери мощности при передаче.
Трансформатор состоит из двух или более обмоток, установленных на общем железном сердечнике. Эти обмотки связаны через переменное магнитное поле и работают на основе принципа электромагнитной индукции. Место установки трансформатора должно быть выбрано таким образом, чтобы обеспечивать удобство эксплуатации, обслуживания и транспортировки, и должно быть безопасным и надежным.
При использовании трансформатора его номинальная мощность должна быть выбрана правильно. При работе без нагрузки трансформатор потребляет значительное количество реактивной мощности от системы электроснабжения.
Если мощность трансформатора слишком велика, это не только увеличивает первоначальные инвестиции, но и приводит к длительной работе в режиме холостого хода или малой нагрузки. Это увеличивает долю потерь при холостом ходе, снижает коэффициент мощности и увеличивает сетевые потери — что делает такую работу экономически невыгодной и неэффективной.
С другой стороны, если мощность трансформатора слишком мала, он будет подвергаться длительному перегрузу, что может привести к повреждению оборудования. Поэтому номинальная мощность трансформатора должна выбираться в соответствии с фактическими требованиями нагрузки, обеспечивая, чтобы она не была ни чрезмерно большой, ни недостаточной.
