Forskjellen mellom strømtransformator og distribusjonstransformator

Hovedforskjeller

Krafttransformatorer brukes i høyspenningsnett for stegopp- og stegnedoperasjoner (med spenninger som 400 kV, 200 kV, 110 kV, 66 kV, 33 kV). Deres nominelle kapasitet er vanligvis over 200 MVA. I kontrast brukes distribusjonstransformatorer i lavspenningsnett for å koble sluttkunder (med spenninger som 11 kV, 6.6 kV, 3.3 kV, 440 V, 230 V). Deres nominelle kapasitet er vanligvis under 200 MVA.

Transformatorstørrelse / Isolasjonsnivå

Krafttransformatorer brukes for energioverføring i tungbelasted situasjoner med spenninger høyere enn 33 kV, med en effektivitet på 100%. Sammenlignet med distribusjonstransformatorer er de større i størrelse og brukes i kraftproduksjonsanlegg og overføringsunderstasjoner, med et høyt isolasjonsnivå.
Distribusjonstransformatorer brukes til å fordele elektrisk energi ved lav spenning, med spenninger under 33 kV for industriell bruk og 440 V - 220 V for husstandsbruk. De opererer med en relativt lav effektivitet, fra 50 - 70%. De er små i størrelse, enkle å installere, har lave magnetiske tap, og opererer ikke alltid på full last.

Jerntap og koppartap

Krafttransformatorer brukes i overføringsnett og er ikke direkte koblet til forbrukere, så belastningsfluktuerasjoner er minimal. De opererer på full last 24 timer i døgnet, så koppartap og jerntap forekommer hele døgnet, og deres spesifikke vekt (dvs. jernvekt/kopparvekt) er veldig lav. Gjennomsnittsbelastingen er nær eller på full last, og de er designet for å oppnå maksimal effektivitet under full last. Siden de er uavhengige av tid, er det nok å beregne effektiviteten utelukkende basert på effekt.

Distribusjonstransformatorer brukes i distribusjonsnett og er direkte koblet til forbrukere, så belastningsfluktuerasjoner er betydelige. De er ikke alltid på full last. Jerntap forekommer 24 timer i døgnet, og koppartap forekommer basert på belastningscyklus. Deres spesifikke vekt (dvs. jernvekt/kopparvekt) er relativt høy. Gjennomsnittsbelastingen er omtrent 75% av full last, og de er designet for å oppnå maksimal effektivitet ved 75% av full last. Siden de er tidsavhengige, defineres døgnens effektivitet for å beregne effektiviteten.

Krafttransformatorer fungerer som stegoppenheter i energioverføring. Dette hjelper med å minimere I²R-tap for en spesifikk effektoverføring. Disse transformatorene er utviklet for å maksimere kjernen sin utnyttelse. De opererer nær knepunktet på B-H-kurven ( litt over knepunktverdien), noe som reduserer kjernens masse betydelig.Selvfølgelig matche jerntap og koppartap i krafttransformatorer ved toppbelasting, altså ved punktet der maksimal effektivitet oppnås med like tap.

Distribusjonstransformatorer kan imidlertid ikke designes på samme måte. Derfor blir døgnens effektivitet en nøkkelfaktor under deres design. Dette avhenger av den typiske belastningscyklusen de skal forsyne. Kjernedesignet må ta hensyn til både toppbelasting og døgnens effektivitet, og finne en balanse mellom disse to aspektene.Krafttransformatorer opererer vanligvis på full last, så de er designet for å minimere koppartap. I motsetning til dette er distribusjonstransformatorer alltid påslått og opererer mesteparten av tiden under mindre enn full last. Derfor legges det vekt på å minimere kjernetap i deres design.

Krafttransformatorer fungerer som stegoppenheter i energioverføring, noe som muliggjør minimering av I²R-tap for en spesifikk effektoverføring. De er designet for å optimalisere kjernens utnyttelse og opererer nær knepunktet på B-H-kurven (lett over knepunktverdien), noe som reduserer kjernens masse betydelig.
Ved toppbelasting viser disse transformatorer en naturlig balanse mellom jerntap og koppartap, noe som svarer til punktet med maksimal effektivitet der de to typene tap er like.

Distribusjonstransformatorer kan imidlertid ikke designes på samme måte. Derfor er døgnens effektivitet en avgjørende faktor i deres designprosess. Dette er avhengig av den typiske belastningscyklusen de skal forsyne. Kjernedesignet må effektivt håndtere både kravene ved toppbelasting og døgnens effektivitet, og finne en delikat balanse mellom disse to aspektene.
Krafttransformatorer opererer vanligvis på full last, så deres design fokuserer på å minimere koppartap. På den andre siden er distribusjonstransformatorer kontinuerlig i drift og opererer mesteparten av tiden under mindre enn full last. Som følge av dette legges det vekt på å minimere kjernetap i deres design.