什么情况下需要使用变压器？

一、电压等级转换（核心应用）

1. 电网输电降压

   • 高压输电→配电网络（如：110kV→10kV）

   • 必要性：减少远距离输电损耗（损耗∝电流²），例：100km线路，110kV输电比10kV损耗降低99%

2. 设备电压适配

   场景	典型转换	案例
   进口设备供电	415V→380V	马来西亚工厂使用中国制380V电机
   老旧设备改造	600V→480V	北美工业区设备升级
   实验室精密仪器	220V→110V	日本制测量仪器在220V地区使用

二、电气隔离与安全防护

3. 安全隔离

   • 医疗设备（手术室供电）：通过1:1隔离变压器实现浮地系统，防止微电击

   • 潮湿场所（游泳池照明）：满足IEC 60364-7-702要求，漏电流≤30mA

4. 接地故障防护

   • 数据中心IT系统：采用△/Yo变压器，提供中性点接地路径

   • 矿山设备：限制故障电流≤10A（IEC 60079-14标准）

三、特殊负载需求

5. 大电机启动

   • 问题：75kW电机直接启动电流≈525A（7倍额定值）

   • 方案：采用Zig-Zag变压器降压启动，降低冲击电流40%

6. 电弧设备供电

   • 电弧炉变压器特性：

     • 超大短路容量（阻抗≤8%）

     • 多档位调压（如±16×1.25%）

     • 二次侧电流达100kA级

四、电能质量优化

7. 谐波治理

   • 整流负载场景：采用K-rated变压器（K-13/K-20）

     • 增强绕组抗谐波能力

     • 降低涡流损耗30%（对比普通变压器）

8. 电压稳定

   • 有载调压变压器(OLTC)：

     参数	工业级要求
     调压范围	±15%
     响应时间	≤5s/档位
     日动作次数	≥500,000次寿命

五、特殊系统构建

9. 多电源系统互联

   • 不同电压电网联网（如：220kV电网与132kV电网互联）

   • 相位角调整：通过移相变压器解决环流问题（如±30°可调）

10. 直流输电配套

    • 换流变压器：实现AC/DC转换

      • 关键参数：阀侧耐受直流偏磁

      • 绝缘设计：交直流复合电场

六、测试与特殊场景

11. 试验电源

    • 雷电冲击试验：串联谐振变压器输出300kV/500Hz

    • 温升试验：大电流变压器输出0-50V/10kA

12. 移动供电系统

    • 船舶供电：440V→220V（满足Lloyd船级社规范）

    • 轨道车辆：25kV接触网→1500V车载设备