單相變壓器與其他類型變壓器的比較:
?三相變壓器?:用于三相交流電系統(tǒng),初級和次級繞組分別連接三相電流,適用于高功率應用,如工業(yè)設備和大型電力系統(tǒng),能夠提供更穩(wěn)定、連續(xù)的電力輸出,效率較高。
?自耦變壓器?:初級和次級繞組部分共用,體積小、效率高,適用于電壓變化較小的應用場合,如從220V降至110V。
單相供電方式是否線損低?根據(jù)電路原理,同樣的距離輸送同樣的功率P ,功率因數(shù)為1,三相供電方式與單相供電方式的線路損失如下。假設使用同截面的導線,導線電阻為R。單相變壓器兩線方式供電,輸送功率P 時,相線、中性線中電流為I ,產(chǎn)生的線路損失為 P 單損 = 2I^2R。三相變壓器三相四線方式供電,輸送功率P時,線路中相電流為I /3,理想狀態(tài)下中性線無電流,相線 P 相損 =(I/3)2R = I2R/9。
本方式下線路損失為P三損 = 3×(I /3)2R = I2R/3。通過計算可見,三相供電方式的線路損失是的,單相供電的方式比三線制的損耗高6倍。由此可見,單相供電方式在與三相供電方式在降低線路損失方面并無優(yōu)勢。
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,可減少建設投資。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果。雖然投資較大,對于他們總的來說還是合算的。
在選擇變壓器時,需要根據(jù)實際需求來決定使用單相變壓器還是三相變壓器。如果是家庭或商業(yè)場所,僅需滿足小功率設備的供電需求,并且對成本和空間要求較低,那么單相變壓器是一個適合的選擇。但如果需要處理大功率設備、保證電壓穩(wěn)定性并實現(xiàn)可靠供電,那么三相變壓器更為合適。