隔離變壓器與普通變壓器的區別


電力變壓器是電力系統中應用最廣泛的電力裝置之一。變壓器的主要功能是根據不同目的改變系統中的電壓等級。根據用途,這些變壓器可以分為不同型別,例如升壓變壓器、降壓變壓器隔離變壓器

升壓或降壓變壓器也可以稱為普通變壓器。它們用於改變電源電壓的等級。另一方面,隔離變壓器用於在輸入和輸出電路之間提供電氣隔離。

隔離變壓器與普通變壓器最根本的區別在於,隔離變壓器用於在輸入和輸出電路之間提供電氣隔離,而普通變壓器用於改變系統中的電壓等級。

在本文中,我們將解釋普通變壓器和隔離變壓器之間所有重要的區別,以及它們的原理、用途和優點。那麼,讓我們從普通變壓器的基本原理開始。

什麼是普通變壓器?

普通變壓器,通常稱為電力變壓器或只是變壓器,是一種電力裝置,用於透過電磁感應將電能從一個電路轉移到另一個電路,並改變電源電壓。因此,普通變壓器用於增加或減少電源電壓,以滿足所連線負載的要求。

這些變壓器可以分為兩種型別,即降壓變壓器和升壓變壓器,如下圖所示。

Regular Transformer

對於降壓變壓器,

$$\mathrm{V_1\:\gt \:V_2}$$

$$\mathrm{N_1\:\gt \:N_2}$$

對於升壓變壓器,

$$\mathrm{V_1\:\lt \:V_2}$$

$$\mathrm{N_1\:\lt \:N_2}$$

其中,$\mathrm{V_1}$是輸入電壓,$\mathrm{V_2}$是輸出電壓,$\mathrm{N_1}$是初級繞組匝數,$\mathrm{N_2}$是次級繞組匝數。

普通變壓器廣泛用於發電站、輸電系統和配電系統,為終端使用者供電。

什麼是隔離變壓器?

隔離變壓器只是一個電力變壓器,用於在電力系統的輸入和輸出電路之間提供電氣隔離。該變壓器的初級和次級繞組匝數通常相等,即

$$\mathrm{N_1\:=\:N_2}$$

因此,初級和次級電壓也相等,即

$$\mathrm{V_1\:=\:V_2}$$

Isolation Tansformer

在電力系統中提供電氣隔離是為了保護它們免受意外的電源浪湧、瞬變和噪聲的影響,並提高系統的可靠性和效率。

隔離變壓器在電氣上隔離輸入和輸出電路,但磁性地耦合它們。由於隔離變壓器具有相同數量的初級和次級繞組匝數,因此也稱為1:1變壓器。在這種型別的電力變壓器中,使用高階絕緣材料來提供初級和次級繞組之間的有效電氣隔離。

隔離變壓器主要用於靈敏的電力系統,如電信系統、醫療裝置、工業控制系統等。

普通變壓器與隔離變壓器的區別

下表突出顯示了普通變壓器和隔離變壓器之間所有顯著的區別:

引數 普通變壓器 隔離變壓器
用途 普通變壓器用於改變(增加或減少)系統中的電壓等級。 隔離變壓器用於在輸入和輸出電路之間提供電氣隔離。
型別 普通變壓器可以分為兩種型別:升壓或降壓。 隔離變壓器沒有這種分類。
設計考慮 普通變壓器的設計是為了有效地進行電壓變換,而無需過多考慮隔離。 隔離變壓器的設計具有初級和次級繞組之間高度的電氣隔離。
匝數 普通變壓器可以具有$\mathrm{N_1\:\gt \:N_2\:或\:N_1\:\lt \:N_2}$。 隔離變壓器的兩個繞組通常具有相同的匝數,即$\mathrm{N_1\:=\:N_2}$。
輸入和輸出電壓 普通變壓器的電壓可以是$\mathrm{V_1\:\lt \:V_2\:或\:V_1\:\gt \:V_2}$。 隔離變壓器的電壓通常為$\mathrm{V_1\:=\:V_2}$。
功率額定值 普通變壓器的功率額定值可以根據應用的要求而有所不同。 隔離變壓器通常具有較小的功率額定值。
抗電磁干擾能力 普通變壓器在減少電磁干擾方面並不有效。 隔離變壓器設計用於提供抗電磁干擾的保護。
物理尺寸 普通變壓器的尺寸取決於其功率額定值。 隔離變壓器通常具有較小的物理尺寸。
諧波抑制 普通變壓器通常不具備諧波抑制能力。 隔離變壓器可以有效地降低諧波。
效率 普通變壓器的效率較低。 隔離變壓器的效率高於普通變壓器。
變壓器內部能量損失 普通變壓器內部能量損失較大。 隔離變壓器內部能量損失較小。
初始成本 普通變壓器的購買成本較低。 由於特殊的設計,隔離變壓器的成本較高。
執行成本 由於效率較低,普通變壓器的執行成本較高。 隔離變壓器的執行成本較低。
應用 普通變壓器通常用於電力系統中,用於在不同的電壓等級下傳輸和分配電力。 隔離變壓器用於電信系統、醫療裝置、工業自動化等,以提供電氣隔離。

結論

從以上比較可以看出,兩種變壓器的執行原理相同,即電磁感應。但是,隔離變壓器是專門設計用於在輸入和輸出電路之間提供完全的電氣隔離,而普通變壓器是用於電壓變換。

更新於:2024年6月10日

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