Разница между силовым трансформатором и распределительным трансформатором

Основные различия

Трансформаторы мощности применяются в высоковольтных сетях передачи для повышения и понижения напряжения (с уровнями напряжения, такими как 400 кВ, 200 кВ, 110 кВ, 66 кВ, 33 кВ). Их номинальная мощность обычно превышает 200 МВА. В отличие от них, распределительные трансформаторы используются в низковольтных сетях распределения для подключения конечных потребителей (с уровнями напряжения, такими как 11 кВ, 6,6 кВ, 3,3 кВ, 440 В, 230 В). Их номинальная мощность обычно составляет менее 200 МВА.

Размер трансформатора / Уровень изоляции

Трансформаторы мощности используются для передачи электроэнергии при высоких нагрузках с напряжением выше 33 кВ, обладая эффективностью 100%. По сравнению с распределительными трансформаторами, они имеют больший размер и применяются на электростанциях и подстанциях передачи, обладая высоким уровнем изоляции.
Распределительные трансформаторы используются для распределения электроэнергии при низком напряжении, с напряжением ниже 33 кВ для промышленных применений и 440 В - 220 В для бытового использования. Они работают с относительно низкой эффективностью, в диапазоне от 50 до 70%. Они малогабаритны, легко устанавливаются, имеют низкие магнитные потери и не всегда работают на полную нагрузку.

Потери железа и меди

Трансформаторы мощности используются в сети передачи и не подключены напрямую к потребителям, поэтому колебания нагрузки минимальны. Они работают на полную нагрузку 24 часа в сутки, поэтому потери меди и железа происходят в течение всего дня, а их удельный вес (то есть вес железа/вес меди) очень низкий. Средняя нагрузка близка или равна полной нагрузке, и они спроектированы для достижения максимальной эффективности при полной нагрузке. Поскольку они не зависят от времени, расчет эффективности на основе только мощности достаточен.

Распределительные трансформаторы используются в сети распределения и подключены напрямую к потребителям, поэтому колебания нагрузки значительны. Они не всегда работают на полную нагрузку. Потери железа происходят 24 часа в сутки, а потери меди зависят от цикла нагрузки. Их удельный вес (то есть вес железа/вес меди) относительно высок. Средняя нагрузка составляет примерно 75% от полной нагрузки, и они спроектированы для достижения максимальной эффективности при 75% от полной нагрузки. Поскольку они зависят от времени, определяется дневная эффективность для расчета эффективности.

Трансформаторы мощности служат устройствами повышения напряжения в передаче электроэнергии. Это помогает минимизировать потери I²R для определенного потока мощности. Эти трансформаторы разработаны для максимального использования сердечника. Они работают близко к точке колена кривой B-H (чуть выше значения точки колена), что значительно снижает массу сердечника.Естественно, для трансформаторов мощности потери железа и меди совпадают при пиковой нагрузке, то есть в точке, где достигается максимальная эффективность с равными потерями.

Распределительные трансформаторы, однако, не могут быть спроектированы таким же образом. Поэтому дневная эффективность становится ключевым фактором при их проектировании. Это зависит от типичного цикла нагрузки, который они должны обслуживать. Дизайн сердечника должен учитывать как пиковую нагрузку, так и дневную эффективность, находя баланс между этими двумя аспектами.Трансформаторы мощности обычно работают на полную нагрузку, поэтому их дизайн направлен на минимизацию потерь меди. В противоположность этому, распределительные трансформаторы всегда находятся в сети и в основном работают при условиях, когда нагрузка меньше полной. Поэтому их дизайн направлен на минимизацию потерь сердечника.

Трансформаторы мощности функционируют как устройства повышения напряжения в передаче электроэнергии, позволяя минимизировать потери I²R для определенного потока мощности. Они спроектированы для оптимизации использования сердечника и работают близко к точке колена кривой B-H (чуть выше значения точки колена), что значительно снижает массу сердечника.
На пиковой нагрузке эти трансформаторы по своей природе демонстрируют баланс между потерями железа и меди, что соответствует точке максимальной эффективности, где два типа потерь равны.

Распределительные трансформаторы, в отличие от них, не могут быть спроектированы таким же образом. Поэтому дневная эффективность является важным фактором в процессе их проектирования. Это зависит от типичного цикла нагрузки, который они должны обслуживать. Дизайн сердечника должен эффективно решать требования как к пиковой нагрузке, так и к дневной эффективности, находя деликатный баланс между этими двумя аспектами.
Трансформаторы мощности обычно работают на полную нагрузку, поэтому их дизайн сосредоточен на минимизации потерь меди. С другой стороны, распределительные трансформаторы постоянно находятся в работе и в основном функционируют при условиях, когда нагрузка меньше полной. В результате их дизайн акцентируется на минимизации потерь сердечника.