Diferència entre el transformador de potència i el transformador de distribució

Diferències principals

Els transformadors d'energia es fan servir en les xarxes de transmissió d'alta tensió per a operacions de pujada i baixada de tensió (amb nivells de tensió com 400 kV, 200 kV, 110 kV, 66 kV, 33 kV). La seva capacitat nominal és generalment superior a 200 MVA. En contrast, els transformadors de distribució s'utilitzen en les xarxes de distribució de baixa tensió com a mitjà per connectar els usuaris finals (amb nivells de tensió com 11 kV, 6.6 kV, 3.3 kV, 440 V, 230 V). La seva capacitat nominal sol ser inferior a 200 MVA.

Mida del transformador / Nivell d'aislament

Els transformadors d'energia s'utilitzen per a la transmissió d'energia en escenaris de càrrega pesant amb tensions superiors a 33 kV, amb una eficiència del 100%. En comparació amb els transformadors de distribució, són més grans i s'apliquen en estacions generadores d'energia i subestacions de transmissió, amb un nivell d'aislament elevat.
Els transformadors de distribució s'utilitzen per a distribuir l'energia elèctrica a baixa tensió, amb tensions inferiors a 33 kV per a aplicacions industrials i 440 V - 220 V per a ús domèstic. Operen amb una eficiència relativament baixa, que varia entre el 50 - 70%. Són de mida petita, fàcils d'instal·lar, tenen baixes pèrdues magnètiques i no sempre operen a ple càrrega.

Pèrdues ferroses i pèrdues de cobre

Els transformadors d'energia s'utilitzen en la xarxa de transmissió i no estan connectats directament als consumidors, per tant, les fluctuacions de càrrega són mínimes. Operen a ple càrrega 24 hores al dia, per tant, les pèrdues de cobre i les pèrdues ferroses ocorren tot el dia, i el seu pes específic (és a dir, pes de ferro/pes de cobre) és molt baix. La càrrega mitjana està propera o a ple càrrega, i estan dissenyats per a assolir la màxima eficiència en condicions de ple càrrega. Com que són independents del temps, calcular l'eficiència només basant-se en la potència és suficient.

Els transformadors de distribució s'utilitzen en la xarxa de distribució i estan connectats directament als consumidors, per tant, les fluctuacions de càrrega són significatives. No estan sempre a ple càrrega. Les pèrdues ferroses ocorren 24 hores al dia, i les pèrdues de cobre ocorren segons el cicle de càrrega. El seu pes específic (és a dir, pes de ferro/pes de cobre) és relativament alt. La càrrega mitjana és aproximadament el 75% de la càrrega total, i estan dissenyats per a assolir la màxima eficiència al 75% de la càrrega total. Com que són dependents del temps, s'ha definit l'eficiència diària per a calcular l'eficiència.

Els transformadors d'energia serveixen com dispositius de pujada en la transmissió d'energia. Això ajuda a minimitzar les pèrdues I²r per a un flux de potència específic. Aquests transformadors estan enginyeritzats per a maximitzar l'ús del nucli. Operen proper al punt de genoll de la corba B-H ( lleugerament per sobre del valor del punt de genoll), reduint significativament la massa del nucli.Naturalment, en els transformadors d'energia, les pèrdues ferroses i les pèrdues de cobre coincideixen a la càrrega màxima, és a dir, al punt on s'assoleix la màxima eficiència amb pèrdues iguals.

Els transformadors de distribució, però, no poden ser dissenyats de la mateixa manera. Per tant, l'eficiència diària es converteix en una consideració clau durant el seu disseny. Això depèn del cicle de càrrega típic que estan destinats a subministrar. El disseny del nucli ha de tenir en compte tant la càrrega màxima com l'eficiència diària, trobant un equilibri entre aquests dos aspectes.Els transformadors d'energia generalment operen a ple càrrega, per tant, són dissenyats per a minimitzar les pèrdues de cobre. En canvi, els transformadors de distribució estan sempre en línia i operen principalment en condicions de menys que ple càrrega. Per tant, són dissenyats per a minimitzar les pèrdues del nucli.

Els transformadors d'energia funcionen com a dispositius de pujada en la transmissió d'energia, permetent la minimització de les pèrdues I²r per a un flux de potència específic. Estan dissenyats per a optimitzar l'ús del nucli i operen prop del punt de genoll de la corba B-H (lleugerament per sobre del valor del punt de genoll), reduint considerablement la massa del nucli.
A la càrrega màxima, aquests transformadors mostren inherentment un equilibri entre les pèrdues ferroses i les pèrdues de cobre, que correspon al punt de màxima eficiència on les dues tipus de pèrdues són iguals.

Els transformadors de distribució, en canvi, no poden ser dissenyats de la mateixa manera. Per tant, l'eficiència diària és un factor crucial en el seu procés de disseny. Això depèn del cicle de càrrega típic que estan destinats a subministrar. El disseny del nucli ha de tractar efectivament tant els requisits de càrrega màxima com l'eficiència diària, trobant un equilibri delicat entre aquests dos aspectes.
Els transformadors d'energia normalment operen a ple càrrega, per tant, el seu disseny es centra en minimitzar les pèrdues de cobre. D'altra banda, els transformadors de distribució estan en continu operació i funcione principalment en condicions de menys que ple càrrega. Com a resultat, el seu disseny fa èmfasi en minimitzar les pèrdues del nucli.