單相變壓器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、損耗低,主要是鐵損小,適宜在負荷密度較小的低壓配電網(wǎng)中應用和推廣。蘇州市就累計使用1000多臺,節(jié)電45GWh,經(jīng)驗值得推廣。有的資料顯示單相變壓器在發(fā)達國家得到廣泛應用,例如美國、日本,單相供電制成為居民供電的主要方式,在這種宣傳下,有些人因此而認為單相供電具有“降損”的魔力,認為單相變壓器比三相變壓器更節(jié)能,認為單相供電制比三相供電制更優(yōu)越。其實不然,單相變壓器與單相供電制只是當前三相供電制的補充形式,由于其自身特性的約束,它只能應用于某些特定的領(lǐng)域。
單相變壓器廣泛應用于家庭、商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域中的低功率場合。例如,家庭中使用的變壓器將電網(wǎng)供電的高壓轉(zhuǎn)換為適合于家電和照明設(shè)備使用的低壓。此外,單相變壓器還可用于電子設(shè)備、計算機、UPS(不間斷電源)等。
變壓器小容量化的代價輕負荷地區(qū)進行單相供電制建設(shè),可減少建設(shè)投資。大負荷地區(qū)進行單相供電制的改造,必須有較大的經(jīng)濟投入。筆者看到,有的單相變壓器在居民小區(qū)的試點,實行的是將大變壓器化成多個小變壓器,臨近負荷安裝,縮短低壓主干線距離,由于電源點到負載的距離是一定的,縮短低壓供電距離,必然要延長高壓輸電距離,此種改造需要大量的投資,例如原來3個單元30戶人家使用160 kVA三相變壓器1臺,改用3臺50 kVA單相變壓器供電,表2列出兩種改造方案的用料及損耗變化,很明顯的增加了建設(shè)投入。其一,為了減少低壓主干線的線損,要將高壓線路引入負荷中心,增加高壓線路建設(shè)投資。其二,采用多臺小容量變壓器后的空載損耗和負荷損耗,都比原先單臺大容量變壓器多。其三,多臺小容量變壓器的購置資金也大于單臺大容量變壓器的購置資金。國外由于居民用電多,幾家或者每家使用一臺單相變壓器,是因為國家富裕,電力部門大量資金投入的結(jié)果。雖然投資較大,對于他們總的來說還是合算的。
確定單相變壓器容量就是確定單相變壓器供電范圍的過程,在確定其供電范圍時應該要遵循“小容量、分布緊密”的基本原則,單相變壓器的供電范圍不能太大,盡量減少供電密度。同時,單相變壓器的容量也與安裝方式有很大關(guān)系,單相變壓器的安裝方式一般為單桿柱安裝,由于單相變壓器只有兩個低壓繞組,在相同容量下,變壓器的低壓額定電流比三相變壓器多50%,因此可以確定出單相變壓器的具體容量大小。例如容量 80k VA 單相變壓器低壓側(cè)的額定電流與 125kVA 三相變壓器低壓側(cè)的額定電流接近。在傳統(tǒng)的配網(wǎng)設(shè)計中,構(gòu)架式三相配電變壓器的容量一般不大于 500kVA,這是綜合考慮了多方面因素之后得到的結(jié)果,在具體的配網(wǎng)設(shè)計過程中,通過單桿構(gòu)架式安裝方式安裝的單相變壓器的總?cè)萘繎淮笥?100k VA。