تفاوت بین ترانسفورماتور قدرت و ترانسفورماتور توزیع

پر اهمیت‌ترین تفاوت‌ها

ترانسفورماتورهای قدرت در شبکه‌های انتقال ولتاژ بالا برای عملیات بالا و پایین (با سطوح ولتاژ مانند ۴۰۰ کیلوولت، ۲۰۰ کیلوولت، ۱۱۰ کیلوولت، ۶۶ کیلوولت، ۳۳ کیلوولت) استفاده می‌شوند. ظرفیت اسمی آن‌ها معمولاً بیش از ۲۰۰ مگاوات است. در مقابل، ترانسفورماتورهای توزیع در شبکه‌های توزیع ولتاژ پایین به عنوان وسیله‌ای برای اتصال کاربران نهایی (با سطوح ولتاژ مانند ۱۱ کیلوولت، ۶.۶ کیلوولت، ۳.۳ کیلوولت، ۴۴۰ ولت، ۲۳۰ ولت) استفاده می‌شوند. ظرفیت اسمی آن‌ها معمولاً کمتر از ۲۰۰ مگاوات است.

اندازه ترانسفورماتور / سطح عایق‌بندی

ترانسفورماتورهای قدرت برای انتقال انرژی در سناریوهای بار سنگین با ولتاژ بالاتر از ۳۳ کیلوولت استفاده می‌شوند و دارای کارایی ۱۰۰٪ هستند. در مقایسه با ترانسفورماتورهای توزیع، آن‌ها از حجم بزرگتری برخوردارند و در ایستگاه‌های تولید برق و زیراستانیون‌های انتقال استفاده می‌شوند و دارای سطح عایق‌بندی بالا هستند.
ترانسفورماتورهای توزیع برای توزیع انرژی الکتریکی در ولتاژ پایین استفاده می‌شوند، با ولتاژ پایین‌تر از ۳۳ کیلوولت برای کاربردهای صنعتی و ۴۴۰ ولت - ۲۲۰ ولت برای استفاده خانگی. آن‌ها با کارایی نسبتاً پایین، در محدوده ۵۰-۷۰٪ عمل می‌کنند. آن‌ها از حجم کوچکتری برخوردارند، نصب آسان هستند، دارای ضریب ضیاع مغناطیسی کم هستند و همیشه در بار کامل عمل نمی‌کنند.

ضیاع آهنی و ضیاع مسی

ترانسفورماتورهای قدرت در شبکه انتقال استفاده می‌شوند و مستقیماً به مصرف‌کنندگان متصل نیستند، بنابراین نوسانات بار کم هستند. آن‌ها ۲۴ ساعته در بار کامل عمل می‌کنند، بنابراین ضیاع مسی و آهنی طی روز رخ می‌دهند و وزن خاص آن‌ها (یعنی وزن آهن/وزن مس) بسیار کم است. بار متوسط نزدیک یا در بار کامل است و آن‌ها طراحی شده‌اند تا در شرایط بار کامل کارایی بیشینه را به دست آورند. از آنجا که مستقل از زمان هستند، محاسبه کارایی تنها بر اساس توان کافی است.

ترانسفورماتورهای توزیع در شبکه توزیع استفاده می‌شوند و مستقیماً به مصرف‌کنندگان متصل هستند، بنابراین نوسانات بار قابل توجه است. آن‌ها همیشه در بار کامل نیستند. ضیاع آهنی ۲۴ ساعته رخ می‌دهد و ضیاع مسی بر اساس چرخه بار رخ می‌دهد. وزن خاص آن‌ها (یعنی وزن آهن/وزن مس) نسبتاً بالا است. بار متوسط حدود ۷۵٪ بار کامل است و آن‌ها طراحی شده‌اند تا در ۷۵٪ بار کامل کارایی بیشینه را به دست آورند. از آنجا که وابسته به زمان هستند، کارایی تمام روز تعریف می‌شود تا کارایی محاسبه شود.

ترانسفورماتورهای قدرت به عنوان دستگاه‌های بالا برای انتقال برق عمل می‌کنند. این کمک می‌کند تا ضیاع I²r برای جریان توان خاص کمینه شود. این ترانسفورماتورها طراحی شده‌اند تا استفاده از هسته را به حداکثر برسانند. آن‌ها نزدیک به نقطه زانوی منحنی B-H (کمی بالاتر از مقدار نقطه زانو) عمل می‌کنند که به طور قابل توجهی جرم هسته را کاهش می‌دهد.به طور طبیعی، برای ترانسفورماتورهای قدرت، ضیاع آهنی و مسی در بار قله با هم مطابقت دارند، یعنی در نقطه‌ای که کارایی بیشینه با ضیاع مساوی به دست می‌آید.

ترانسفورماتورهای توزیع، اما نمی‌توانند به همین شکل طراحی شوند. بنابراین، کارایی تمام روز یک عامل مهم در طراحی آن‌ها می‌شود. این به چرخه بار معمولی که قرار است تأمین کنند بستگی دارد. طراحی هسته باید هر دو نیاز به بار قله و کارایی تمام روز را در نظر بگیرد و تعادل بین این دو جنبه برقرار کند.ترانسفورماتورهای قدرت معمولاً در بار کامل عمل می‌کنند، بنابراین طراحی شده‌اند تا ضیاع مسی کمینه شود. در مقابل، ترانسفورماتورهای توزیع همیشه آنلاین هستند و بیشتر در شرایط کمتر از بار کامل عمل می‌کنند. بنابراین، آن‌ها طراحی شده‌اند تا ضیاع هسته کمینه شود.

ترانسفورماتورهای قدرت به عنوان دستگاه‌های بالا برای انتقال برق عمل می‌کنند، که این امر کمک می‌کند تا ضیاع I²r برای جریان توان خاص کمینه شود. آن‌ها طراحی شده‌اند تا استفاده از هسته را به حداکثر برسانند و نزدیک به نقطه زانوی منحنی B-H (کمی بالاتر از مقدار نقطه زانو) عمل می‌کنند، که به طور قابل توجهی جرم هسته را کاهش می‌دهد.
در بار قله، این ترانسفورماتورها به طور ذاتی تعادلی بین ضیاع آهنی و مسی دارند، که متناظر با نقطه کارایی بیشینه است که در آن دو نوع ضیاع مساوی هستند.

ترانسفورماتورهای توزیع، در مقابل، نمی‌توانند به همین شکل طراحی شوند. بنابراین، کارایی تمام روز یک عامل حیاتی در فرآیند طراحی آن‌ها است. این به چرخه بار معمولی که قرار است تأمین کنند بستگی دارد. طراحی هسته باید به طور موثر هر دو نیاز به بار قله و کارایی تمام روز را در نظر بگیرد و تعادل بین این دو جنبه برقرار کند.
ترانسفورماتورهای قدرت معمولاً در بار کامل عمل می‌کنند، بنابراین طراحی آن‌ها بر روی کمینه کردن ضیاع مسی تمرکز دارد. از طرف دیگر، ترانسفورماتورهای توزیع به طور مداوم در حال عمل هستند و بیشتر در شرایط کمتر از بار کامل عمل می‌کنند. بنابراین، طراحی آن‌ها بر روی کمینه کردن ضیاع هسته تمرکز دارد.