Razlika između transformatora snage i distribucijskog transformatora

Glavne razlike

Transformatori snage koriste se u mrežama visokonaponske prijenosne mreže za operacije povećanja i smanjenja napona (s nivoima napona poput 400 kV, 200 kV, 110 kV, 66 kV, 33 kV). Njihova nominalna snaga obično iznosi preko 200 MVA. U suprotnosti, distribucijski transformatori koriste se u niskonaponskim distribucijskim mrežama kao sredstvo za povezivanje krajnjih korisnika (s nivoima napona poput 11 kV, 6.6 kV, 3.3 kV, 440 V, 230 V). Njihova nominalna snaga obično je manja od 200 MVA.

Veličina transformatora / Nivo izolacije

Transformatori snage koriste se za prijenos struje u situacijama s velikim opterećenjem s napajanjem većim od 33 kV, sa učinkovitosti od 100%. U usporedbi s distribucijskim transformatorima, oni su veće veličine i primjenjuju se na elektrane i podstanice prijenosa, s visokim nivoom izolacije.
Distribucijski transformatori koriste se za distribuciju električne energije na niskim naponima, s napajanjem ispod 33 kV za industrijske primjene i 440 V - 220 V za kućansku upotrebu. Radaju s relativno niskom učinkovitosti, u rasponu od 50 - 70%. Su male veličine, lako se instaliraju, imaju niske magnetske gubitke i ne uvijek rade pod punim opterećenjem.

Gubitci željeza i bakra

Transformatori snage koriste se u mreži prijenosa i nisu direktno povezani s potrošačima, pa su fluktuacije opterećenja minimalne. Rade pod punim opterećenjem 24 sata dnevno, tako da se gubitci bakra i željeza javljaju cijeli dan, a njihov specifični težinski omjer (odnosno težina željeza/težina bakra) vrlo je nizak. Prosječno opterećenje je blizu ili na punom opterećenju, i dizajnirani su da dosegu maksimalnu učinkovitost pod punim opterećenjem. Budući su neovisni o vremenu, dovoljno je izračunati učinkovitost samo na temelju snage.

Distribucijski transformatori koriste se u distribucijskoj mreži i direktno su povezani s potrošačima, pa su fluktuacije opterećenja značajne. Ne uvijek su pod punim opterećenjem. Gubitci željeza se javljaju 24 sata dnevno, a gubitci bakra ovisno o ciklusu opterećenja. Njihov specifični težinski omjer (odnosno težina željeza/težina bakra) je relativno visok. Prosječno opterećenje iznosi otprilike 75% punog opterećenja, a dizajnirani su da dosegu maksimalnu učinkovitost na 75% punog opterećenja. Budući su ovisni o vremenu, definira se učinkovitost cijelog dana za izračun učinkovitosti.

Transformatori snage služe kao uređaji za povećanje napona u prijenosu struje. To pomaže u minimiziranju I²r gubitaka za određeni protok snage. Ovi transformatori su dizajnirani da maksimalno iskoriste jezgra. Rade blizu točke kolena B - H krivulje (malo iznad vrijednosti točke kolena), što značajno smanjuje masu jezgra.Prirodno, kod transformatora snage, gubitci željeza i bakra podudaraju se na vrhunskom opterećenju, tj. na točki gdje se postiže maksimalna učinkovitost s jednakim gubitcima.

Distribucijski transformatori, međutim, ne mogu biti dizajnirani na isti način. Stoga postaje ključna razmatranja učinkovitost cijelog dana tijekom njihovog dizajna. To ovisi o tipičnom ciklusu opterećenja koji treba opsluživati. Dizajn jezgra mora uzeti u obzir vrhunsko opterećenje i učinkovitost cijelog dana, čineći ravnotežu između ta dva aspekta.Transformatori snage obično rade pod punim opterećenjem, pa su dizajnirani da minimiziraju gubitke bakra. U suprotnosti, distribucijski transformatori su uvijek online i uglavnom rade pod manjim opterećenjima od punog. Stoga su dizajnirani da minimiziraju gubitke jezgra.

Transformatori snage funkcioniraju kao uređaji za povećanje napona u prijenosu struje, omogućujući minimiziranje I²r gubitaka za određeni protok snage. Dizajnirani su da optimiziraju iskorištavanje jezgra i rade blizu točke kolena B - H krivulje (malo iznad vrijednosti točke kolena), time značajno smanjujući masu jezgra.
Na vrhunskom opterećenju, ti transformatori prirodno pokazuju ravnotežu između gubitaka željeza i bakra, što odgovara točki maksimalne učinkovitosti gdje su dva tipa gubitaka jednaki.

Distribucijski transformatori, unatoč tome, ne mogu biti dizajnirani na isti način. Stoga, učinkovitost cijelog dana je ključan faktor u njihovom procesu dizajna. Ovo ovisi o tipičnom ciklusu opterećenja koji su namijenjeni da opslužuju. Dizajn jezgra mora efektivno obraditi zahtjeve vrhunskog opterećenja i učinkovitost cijelog dana, čineći delikatan balans između ta dva aspekta.
Transformatori snage obično rade pod punim opterećenjem, pa se njihov dizajn fokusira na minimiziranje gubitaka bakra. S druge strane, distribucijski transformatori su neprekidno u radu i uglavnom funkcioniraju pod manjim opterećenjima od punog. Kao rezultat, njihov dizajn naglašava minimiziranje gubitaka jezgra.