変圧器の機能

トランスフォーマー電力システムの中核となる電力変換デバイスです。その中核機能は電圧変換を中心に展開されますが、送電、絶縁、電圧安定化などの派生機能も組み込まれています。基本的に、電磁誘導の原理を利用してAC電力の非接触変換を実現し、発電、送電、配電、消費にわたる電力の効率的なマッチングを保証します。以下は、その特定の機能 (技術原則とアプリケーション シナリオを含む) の内訳です。

I. コア機能: 電圧変換 (最もコアなアプリケーション)

1. 昇圧機能（発電→送信）

機能説明：発電所の低圧電力（例：6kV/10kV）を高圧電力（例：110kV/220kV/500kV）に昇圧し、送電時の線路損失を低減し、効率的な長距離送電を実現します。

技術原理: 電磁誘導の法則によると、トランスの一次巻線の巻数 N1 < 二次巻線の巻数 N2 の場合、二次電圧 U2 > 一次電圧 U1 (U1/U2 = N1/N2) となります。昇圧は、二次巻線の巻数を増やすことによって実現されます。

キー値: 送信電力 P = UI (ほぼ一定)。電圧が増加すると、電流 I が減少し、ライン損失 P_loss = I²R (R はライン抵抗) になります。したがって、電圧を昇圧すると損失が大幅に減少します（たとえば、10kV から 220kV に、電流は 1/22 に低下し、損失は 1/484 に低下します）。

アプリケーション シナリオ: 火力発電所、水力発電所、風力発電所の昇圧変電所で、発電機の電力が昇圧されて国内の送電網に接続されます。

2. 降圧機能（送電→配電→消費）

機能の説明: グリッドから送電される高電圧電力をユーザーが使用可能な電圧レベルに降圧し、さまざまな電力消費シナリオに適応します。

技術原理: 一次巻線の巻数 N1 > 二次巻線の巻数 N2 の場合、二次電圧 U2 < 一次電圧 U1。電圧の低減は、二​​次巻線の巻数を減らすことによって実現されます。

階層型電圧降圧シナリオ:

地域変電所：110kV/220kV → 10kV/24kV（中圧配電）、工場や商業施設に供給。

住宅/工場変電所: 10kV → 380V/220V (低圧配電)、産業機器および家庭用電化製品に供給。

特殊機器：380V→220V/110V/24V（専用変圧器）、精密機器や医療機器に適しています。

一般的な用途: コミュニティ配電室のボックス型変圧器は、10kV の高電圧を 380V の三相および 220V の単相電力に降圧して、居住者のエアコン、給湯器、照明、その他の機器に供給します。