Differenza tra trasformatore di potenza e trasformatore di distribuzione

Differenze Principali

I trasformatori di potenza sono utilizzati nelle reti di trasmissione ad alta tensione per operazioni di rialzo e abbassamento di tensione (con livelli di tensione come 400 kV, 200 kV, 110 kV, 66 kV, 33 kV). La loro capacità nominale è generalmente superiore a 200 MVA. In contrasto, i trasformatori di distribuzione sono utilizzati nelle reti di distribuzione a bassa tensione come mezzo per collegare gli utenti finali (con livelli di tensione come 11 kV, 6.6 kV, 3.3 kV, 440 V, 230 V). La loro capacità nominale è solitamente inferiore a 200 MVA.

Dimensioni del Trasformatore / Livello di Isolamento

I trasformatori di potenza sono utilizzati per la trasmissione di energia in scenari ad alto carico con tensioni superiori a 33 kV, vantando un'efficienza del 100%. A confronto con i trasformatori di distribuzione, sono di dimensioni maggiori e vengono applicati nelle centrali di generazione e nelle sottostazioni di trasmissione, caratterizzandosi per un elevato livello di isolamento.
I trasformatori di distribuzione sono utilizzati per distribuire l'energia elettrica a basse tensioni, con tensioni inferiori a 33 kV per le applicazioni industriali e da 440 V a 220 V per l'uso domestico. Operano con un'efficienza relativamente bassa, compresa tra il 50% e il 70%. Sono di piccole dimensioni, facili da installare, hanno bassi consumi magnetici e non operano sempre al carico massimo.

Perdite Ferriche e Perdite Ramate

I trasformatori di potenza sono utilizzati nella rete di trasmissione e non sono direttamente collegati ai consumatori, quindi le fluttuazioni del carico sono minime. Operano al carico massimo per 24 ore al giorno, quindi le perdite ramate e ferriche si verificano durante tutto il giorno, e il loro peso specifico (cioè, peso del ferro/peso del rame) è molto basso. Il carico medio è vicino o al carico massimo, e sono progettati per ottenere l'efficienza massima in condizioni di carico massimo. Poiché sono indipendenti dal tempo, il calcolo dell'efficienza basato esclusivamente sulla potenza è sufficiente.

I trasformatori di distribuzione sono utilizzati nella rete di distribuzione e sono direttamente collegati ai consumatori, quindi le fluttuazioni del carico sono significative. Non operano sempre al carico massimo. Le perdite ferriche si verificano per 24 ore al giorno, e le perdite ramate si verificano in base al ciclo di carico. Il loro peso specifico (cioè, peso del ferro/peso del rame) è relativamente alto. Il carico medio è approssimativamente il 75% del carico massimo, e sono progettati per ottenere l'efficienza massima al 75% del carico massimo. Poiché sono dipendenti dal tempo, viene definita l'efficienza giornaliera per calcolare l'efficienza.

I trasformatori di potenza funzionano come dispositivi di rialzo nella trasmissione di energia. Questo aiuta a minimizzare le perdite I²r per un determinato flusso di potenza. Questi trasformatori sono progettati per massimizzare l'utilizzo del nucleo. Operano vicino al punto di ginocchio della curva B - H (leggermente sopra il valore del punto di ginocchio), il che riduce significativamente la massa del nucleo.Naturalmente, per i trasformatori di potenza, le perdite ferriche e ramate si equivalgono al carico massimo, cioè al punto in cui si raggiunge l'efficienza massima con perdite uguali.

I trasformatori di distribuzione, tuttavia, non possono essere progettati nello stesso modo. Pertanto, l'efficienza giornaliera diventa un fattore chiave durante la loro progettazione. Questo dipende dal tipico ciclo di carico che sono destinati a fornire. Il design del nucleo deve tenere conto sia del carico massimo che dell'efficienza giornaliera, bilanciando questi due aspetti.I trasformatori di potenza operano generalmente al carico massimo, quindi sono progettati per minimizzare le perdite ramate. Al contrario, i trasformatori di distribuzione sono sempre in linea e operano principalmente in condizioni di carico inferiore al massimo. Pertanto, sono progettati per minimizzare le perdite del nucleo.

I trasformatori di potenza funzionano come dispositivi di rialzo nella trasmissione di energia, consentendo la minimizzazione delle perdite I²r per un determinato flusso di potenza. Sono progettati per ottimizzare l'utilizzo del nucleo e operano vicino al punto di ginocchio della curva B - H (leggermente sopra il valore del punto di ginocchio), riducendo così notevolmente la massa del nucleo.
Al carico massimo, questi trasformatori mostrano naturalmente un equilibrio tra perdite ferriche e perdite ramate, che corrisponde al punto di efficienza massima dove i due tipi di perdite sono uguali.

I trasformatori di distribuzione, al contrario, non possono essere progettati nello stesso modo. Pertanto, l'efficienza giornaliera è un fattore cruciale nel loro processo di progettazione. Questo dipende dal tipico ciclo di carico che sono destinati a servire. Il design del nucleo deve affrontare efficacemente sia i requisiti del carico massimo che l'efficienza giornaliera, bilanciando questi due aspetti.
I trasformatori di potenza operano tipicamente al carico massimo, quindi il loro design si concentra sulla minimizzazione delle perdite ramate. D'altra parte, i trasformatori di distribuzione sono in continuo funzionamento e operano principalmente in condizioni di carico inferiore al massimo. Di conseguenza, il loro design enfatizza la minimizzazione delle perdite del nucleo.