Voimansiirtojen keskeiset toiminnot rakenne asennusvaatimukset ja nimitetty kapasiteetti valinta

Voimalaitosten ja alijohdistusasemien tärkeä komponentti on voimansiirtomuuntaja. Sen toiminnot ovat monipuolisia: se kykenee korottamaan jännitettä sähköenergian siirtämiseksi pitkiä etäisyyksiä kulutuskeskuksiin sekä alentamaan jännitettä eri tarvittaviin tasoihin vastaamaan erilaisia energia-vaatimuksia. Lyhyesti sanottuna sekä jännitekorotus- että jännitelaskenta prosessit toteutetaan muuntajien kautta.

Sähköjärjestelmän siirrossa jännite- ja teho-häviöt ovat väistämättömiä. Kun vakio määrä energiaa siirretään, jännitetehon pudotus on käänteisproportionaalinen siirtojännitteeseen, ja tehohäviöt käänteisproportionaaliset jännitteen neliön kanssa. Muuntajien avulla voidaan lisätä siirtojännitettä, mikä merkittävästi vähentää siirron aikana tapahtuvia tehohäviöitä.

Muuntaja koostuu yhteiselle rautaydin ympärille asennetuista kahdesta tai useammasta navoista. Nämä navat ovat kytketty vaihtovamagneettisen kentän kautta ja toimivat sähkömagneettisen induktioperiaatteen mukaisesti. Muuntajan asennuspaikan tulisi olla helposti käytössä, huollettavissa ja kuljetettavissa, ja paikka on oltava turvallinen ja luotettava.

Muuntajan käytössä sen suunniteltu kapasiteetti on valittava asianmukaisesti. Tyhjällä kuormituksella muuntaja nostaa huomattavan määrän reaktiivista virtaa sähköjärjestelmästä.

Jos muuntajan kapasiteetti on liian suuri, se ei ainoastaan lisää alkuperäistä investointia, vaan johtaa myös pitkään tyhjällä tai kevyellä kuormituksella toimintaan. Tämä kasvattaa tyhjäkuormaushäviöiden osuutta, pienentää tehokastetta ja lisää verkkojen häviöitä – mikä ei ole taloudellisesti eikä tehokkuuden kannalta järkevää.

Vastakkaisesti, jos muuntajan kapasiteetti on liian pieni, se altistuu pitkäaikaiselle ylikuormitukselle, mikä voi johtaa laitteen vaurioitumiseen. Siksi muuntajan suunniteltun kapasiteetin tulisi valita todellisten kuormitusvaatimusten mukaan, varmistaa, että se ei ole liian suuri eikä riittämätön.