Différence entre transformateur de puissance et transformateur de distribution

Principales différences

Les transformateurs de puissance sont utilisés dans les réseaux de transmission à haute tension pour les opérations d'élévation et de réduction de tension (avec des niveaux de tension tels que 400 kV, 200 kV, 110 kV, 66 kV, 33 kV). Leur capacité nominale est généralement supérieure à 200 MVA. En revanche, les transformateurs de distribution sont utilisés dans les réseaux de distribution à basse tension comme moyen de connecter les utilisateurs finaux (avec des niveaux de tension tels que 11 kV, 6,6 kV, 3,3 kV, 440 V, 230 V). Leur capacité nominale est généralement inférieure à 200 MVA.

Taille du transformateur / Niveau d'isolation

Les transformateurs de puissance sont utilisés pour la transmission d'énergie dans des scénarios de charge lourde avec des tensions supérieures à 33 kV, offrant un rendement de 100%. Comparés aux transformateurs de distribution, ils sont plus grands et sont utilisés dans les centrales de production d'électricité et les postes de transformation, avec un niveau d'isolation élevé.
Les transformateurs de distribution sont utilisés pour distribuer l'énergie électrique à basse tension, avec des tensions inférieures à 33 kV pour les applications industrielles et 440 V - 220 V pour l'utilisation domestique. Ils fonctionnent avec un rendement relativement faible, allant de 50 à 70%. Ils sont de petite taille, faciles à installer, ont de faibles pertes magnétiques et ne fonctionnent pas toujours à pleine charge.

Pertes en fer et pertes en cuivre

Les transformateurs de puissance sont utilisés dans le réseau de transmission et ne sont pas directement connectés aux consommateurs, donc les fluctuations de charge sont minimales. Ils fonctionnent à pleine charge 24 heures sur 24, donc les pertes en cuivre et en fer se produisent tout au long de la journée, et leur poids spécifique (c'est-à-dire le poids du fer/poids du cuivre) est très faible. La charge moyenne est proche ou à pleine charge, et ils sont conçus pour atteindre un rendement maximal sous conditions de pleine charge. Puisqu'ils sont indépendants du temps, le calcul de l'efficacité basé uniquement sur la puissance est suffisant.

Les transformateurs de distribution sont utilisés dans le réseau de distribution et sont directement connectés aux consommateurs, donc les fluctuations de charge sont importantes. Ils ne sont pas toujours à pleine charge. Les pertes en fer se produisent 24 heures sur 24, et les pertes en cuivre se produisent en fonction du cycle de charge. Leur poids spécifique (c'est-à-dire le poids du fer/poids du cuivre) est relativement élevé. La charge moyenne est d'environ 75% de la pleine charge, et ils sont conçus pour atteindre un rendement maximal à 75% de la pleine charge. Puisqu'ils dépendent du temps, l'efficacité sur 24 heures est définie pour calculer l'efficacité.

Les transformateurs de puissance servent de dispositifs d'élévation de tension dans la transmission d'énergie. Cela aide à minimiser les pertes I²r pour un flux d'énergie spécifique. Ces transformateurs sont conçus pour maximiser l'utilisation du noyau. Ils fonctionnent près du point de genou de la courbe B-H (légèrement au-dessus de la valeur du point de genou), ce qui réduit considérablement la masse du noyau.Naturellement, pour les transformateurs de puissance, les pertes en fer et en cuivre correspondent à la charge maximale, c'est-à-dire au point où l'efficacité maximale est atteinte avec des pertes égales.

Les transformateurs de distribution, en revanche, ne peuvent pas être conçus de la même manière. Ainsi, l'efficacité sur 24 heures devient une considération clé lors de leur conception. Cela dépend du cycle de charge typique qu'ils sont censés alimenter. La conception du noyau doit prendre en compte à la fois la charge maximale et l'efficacité sur 24 heures, en trouvant un équilibre entre ces deux aspects.Les transformateurs de puissance fonctionnent généralement à pleine charge, donc ils sont conçus pour minimiser les pertes en cuivre. En revanche, les transformateurs de distribution sont toujours en ligne et fonctionnent principalement dans des conditions de charge inférieure à la pleine charge. Par conséquent, ils sont conçus pour minimiser les pertes du noyau.

Les transformateurs de puissance fonctionnent comme des dispositifs d'élévation de tension dans la transmission d'énergie, permettant de minimiser les pertes I²r pour un flux d'énergie spécifique. Ils sont conçus pour optimiser l'utilisation du noyau et fonctionnent près du point de genou de la courbe B-H (légèrement au-dessus de la valeur du point de genou), réduisant ainsi considérablement la masse du noyau.
À la charge maximale, ces transformateurs présentent naturellement un équilibre entre les pertes en fer et en cuivre, ce qui correspond au point d'efficacité maximale où les deux types de pertes sont égaux.

Les transformateurs de distribution, en revanche, ne peuvent pas être conçus de la même manière. Par conséquent, l'efficacité sur 24 heures est un facteur crucial dans leur processus de conception. Cela dépend du cycle de charge typique qu'ils sont censés alimenter. La conception du noyau doit aborder efficacement les exigences de la charge maximale et l'efficacité sur 24 heures, en trouvant un équilibre délicat entre ces deux aspects.
Les transformateurs de puissance fonctionnent généralement à pleine charge, donc leur conception se concentre sur la minimisation des pertes en cuivre. D'autre part, les transformateurs de distribution sont en fonctionnement continu et fonctionnent principalement dans des conditions de charge inférieure à la pleine charge. Par conséquent, leur conception met l'accent sur la minimisation des pertes du noyau.