Diferença entre Transformador de Potência e Transformador de Distribuição

Principais Diferenças

Transformadores de potência são aplicados em redes de transmissão de alta tensão para operações de elevação e redução de tensão (com níveis de tensão como 400 kV, 200 kV, 110 kV, 66 kV, 33 kV). Sua capacidade nominal geralmente é superior a 200 MVA. Em contraste, transformadores de distribuição são utilizados em redes de distribuição de baixa tensão como meio de conectar os usuários finais (com níveis de tensão como 11 kV, 6.6 kV, 3.3 kV, 440 V, 230 V). Sua capacidade nominal é geralmente inferior a 200 MVA.

Tamanho do Transformador / Nível de Isolamento

Transformadores de potência são usados para a transmissão de energia em cenários de carga pesada com tensões superiores a 33 kV, apresentando uma eficiência de 100%. Comparados com transformadores de distribuição, eles são maiores em tamanho e são aplicados em estações geradoras de energia e subestações de transmissão, apresentando um alto nível de isolamento.
Transformadores de distribuição são usados para distribuir energia elétrica em baixas tensões, com tensões abaixo de 33 kV para aplicações industriais e 440 V - 220 V para uso doméstico. Eles operam com uma eficiência relativamente baixa, variando de 50 a 70%. São de pequeno porte, fáceis de instalar, têm baixas perdas magnéticas e não operam sempre sob carga total.

Perdas de Ferro e Perdas de Cobre

Transformadores de potência são usados na rede de transmissão e não estão conectados diretamente aos consumidores, portanto, as flutuações de carga são mínimas. Eles operam sob carga total por 24 horas por dia, então as perdas de cobre e ferro ocorrem durante todo o dia, e seu peso específico (ou seja, peso de ferro/peso de cobre) é muito baixo. A carga média está próxima ou sob carga total, e eles são projetados para atingir máxima eficiência sob condições de carga total. Como são independentes do tempo, calcular a eficiência baseada apenas no poder é suficiente.

Transformadores de distribuição são usados na rede de distribuição e estão conectados diretamente aos consumidores, portanto, as flutuações de carga são significativas. Eles não estão sempre sob carga total. As perdas de ferro ocorrem 24 horas por dia, e as perdas de cobre ocorrem com base no ciclo de carga. Seu peso específico (ou seja, peso de ferro/peso de cobre) é relativamente alto. A carga média é aproximadamente 75% da carga total, e eles são projetados para atingir máxima eficiência a 75% da carga total. Como são dependentes do tempo, a eficiência de 24 horas é definida para calcular a eficiência.

Transformadores de potência funcionam como dispositivos de elevação de tensão na transmissão de energia. Isso ajuda a minimizar as perdas I²R para um fluxo de energia específico. Esses transformadores são projetados para maximizar a utilização do núcleo. Eles operam perto do ponto de joelho da curva B-H (ligeiramente acima do valor do ponto de joelho), o que reduz significativamente a massa do núcleo.Naturalmente, para transformadores de potência, as perdas de ferro e cobre se igualam sob carga máxima, ou seja, no ponto onde a eficiência máxima é alcançada com perdas iguais.

No entanto, os transformadores de distribuição não podem ser projetados da mesma maneira. Assim, a eficiência de 24 horas torna-se uma consideração-chave durante seu projeto. Isso depende do ciclo de carga típico que eles devem fornecer. O design do núcleo deve levar em conta tanto a carga máxima quanto a eficiência de 24 horas, equilibrando esses dois aspectos.Os transformadores de potência geralmente operam sob carga total, então são projetados para minimizar as perdas de cobre. Em contraste, os transformadores de distribuição estão sempre online e operam principalmente sob condições de menos que carga total. Portanto, são projetados para minimizar as perdas do núcleo.

Transformadores de potência funcionam como dispositivos de elevação de tensão na transmissão de energia, permitindo a minimização das perdas I²R para um fluxo de energia específico. Eles são projetados para otimizar a utilização do núcleo e operar perto do ponto de joelho da curva B-H (ligeiramente acima do valor do ponto de joelho), reduzindo assim significativamente a massa do núcleo.
Sob carga máxima, esses transformadores inerentemente exibem um equilíbrio entre as perdas de ferro e cobre, o que corresponde ao ponto de eficiência máxima onde os dois tipos de perdas são iguais.

Em contraste, os transformadores de distribuição não podem ser projetados da mesma maneira. Portanto, a eficiência de 24 horas é um fator crucial em seu processo de design. Isso depende do ciclo de carga típico que eles são destinados a servir. O design do núcleo deve abordar efetivamente tanto os requisitos de carga máxima quanto a eficiência de 24 horas, equilibrando delicadamente esses dois aspectos.
Os transformadores de potência geralmente operam sob carga total, então seu design foca em minimizar as perdas de cobre. Por outro lado, os transformadores de distribuição estão continuamente em operação e funcionam principalmente sob condições de menos que carga total. Como resultado, seu design enfatiza a minimização das perdas do núcleo.