U svijetu transformatora postoje različite vrste i funkcije, ali za neprofesionalce je često teško razlikovati granice izmeđuenergetski transformatori, distributivni transformatori, izolacioni transformatori, ispravljački transformatori, ispecijalni transformatori. Ovi nazivi se ponekad preklapaju jedan s drugim, a ponekad upućuju na potpuno različita tehnička područja. Jednom kada dođe do odstupanja u izboru, to može povećati nepotrebne troškove ulaganja, au teškim slučajevima uticati na sigurnost napajanja i stabilnost sistema. Dakle, koje su osnovne razlike između ovih pet tipova transformatora? Koje su njihove snage i slabosti? Na koje specifične scenarije primjene su primjenjivi?
Počnimo s dva najosnovnija koncepta: energetski transformatori i distributivni transformatori. Mnogi ljudi brkaju to dvoje, ali oni preuzimaju različite misije u elektroenergetskom sistemu. Energetski transformatori se obično odnose na veliku opremu koja se koristi u prijenosnim vezama ili regionalnim trafostanicama za povezivanje dva različita naponska nivoa električne mreže, kao što je podizanje napona od 20 kV na izlazu generatora na 500 kV i njegovo slanje na ultra{4}}vodove visokog napona, ili snižavanje 220 kV na 110 kV za korištenje u sekundarnim energetskim mrežama. Kapacitet takvih transformatora je generalno veliki, u rasponu od nekoliko megavolt ampera do preko jednog gigavolta ampera, sa naponskim nivoima od 110 kV, 220 kV, 500 kV, pa čak i višim. Imaju izuzetno stroge zahtjeve za čvrstoću izolacije, impedanciju kratkog-spoja i nivo gubitaka. Prednost energetskih transformatora je u tome što mogu da dovrše prenos električne energije velikog kapaciteta preko naponskih nivoa uz minimalne gubitke i pad napona i predstavljaju okosnicu elektroenergetskog sistema; Njegovi nedostaci su velika veličina, visoka cijena, dug instalacijski ciklus i obično zahtijevaju specijalizirane objekte za transformaciju energije na otvorenom. Distributivni transformatori rade na kraju distributivne mreže, direktno okrenuti krajnjim korisnicima. Njihova glavna funkcija je smanjenje srednjeg napona od 10 kV ili 20 kV na niski napon od 400 V, obezbjeđujući napajanje fabrikama, tržnim centrima, stambenim područjima ili ruralnim elektroenergetskim mrežama. Kapacitet distributivnih transformatora je uglavnom mali, u rasponu od 30 kVA do 2500 kVA, sa nivoima napona uglavnom ispod 35 kV. Njegove prednosti leže u velikoj količini, širokoj distribuciji, relativno jednostavnoj strukturi i lakoći ugradnje stubova ili kutija, koje se mogu postaviti blizu centra opterećenja; Nedostatak je što je nivo energetske efikasnosti neujednačen, a rani neefikasni modeli (kao što je S9 i niži) još uvijek rade u velikim količinama, što rezultira značajnim gubicima bez-opterećenja. Ukratko, energetski transformatori su odgovorni za prijenos i konverziju električne energije u "magnetnoj mreži", dok su distributivni transformatori odgovorni za napajanje domaćinstva "kapilarima".
Izolacijski transformatori su krenuli potpuno drugačijim tehnološkim putem. Nije prvenstveno cilj promjena napona - omjer transformacije standardnih izolacijskih transformatora je obično 1:1, što znači da su ulazni i izlazni naponi isti. Dakle, koji je značaj njegovog postojanja? Odgovor je električna izolacija i sigurnosna zaštita. Ne postoji direktna veza između primarnog i sekundarnog namota izolacionog transformatora, samo se energija prenosi putem magnetne spojnice, a sekundarna strana je suspendovana bez uzemljenja, tako da svako ko dođe u kontakt sa bilo kojom žicom na sekundarnoj strani sam neće formirati strujnu petlju sa zemljom, čime se u potpunosti eliminiše rizik od električnog kontakta. Osim toga, zaštitni sloj za uzemljenje koji se dodaje između primarne i sekundarne može efikasno potisnuti smetnje uobičajenog načina rada, visoko-šume i udare prenapona u električnoj mreži, obezbjeđujući čisto okruženje napajanja za preciznu opremu. Prednosti izolacionih transformatora se uglavnom ogledaju u sigurnosti i elektromagnetnoj kompatibilnosti, posebno pogodne za medicinske operacione sale (formiranje medicinskih IT sistema), data centre, laboratorije i kontrolne ormare industrijske automatizacije. Njegov nedostatak leži u povećanom gubitku energije (oko 1-3%) i troškovima opreme, a ekonomska efikasnost za primjene velikih kapaciteta nije tako dobra kao obični transformatori. Raspon kapaciteta izolacijskih transformatora je širok, u rasponu od malih upravljačkih transformatora s desetinama volt ampera do industrijskih izolacijskih transformatora sa stotinama kilovolt ampera, ali se općenito ne preporučuje za čistu sigurnosnu izolaciju u aplikacijama velike snage.
Ispravljački transformator je specijalizirana oprema dizajnirana posebno za sisteme napajanja jednosmjernom strujom. Mreža za napajanje naizmjeničnom strujom prenosi sinusni val naizmjenične struje, dok polja kao što su elektrohemijska elektroliza, gradski željeznički tranzit, regulacija brzine DC motora i visoko-naponski DC prijenos zahtijevaju stabilan izvor istosmjerne struje, koji mora biti konvertovan pomoću ispravljačkog transformatora i ispravljačkog uređaja u koordinaciji. Zadatak ispravljačkog transformatora nije samo da konvertuje izmjenični napon u potrebnu vrijednost za ispravljač, već, što je još važnije, da generiše više sekundarnih napona sa različitim fazama kroz dizajn namota sa pomakom faze, i da formira više impulsne istosmjerne izlaze (kao što su 12 impulsa, 24 impulsa, pa čak i 60 recti impulsa) Direktna prednost ovog dizajna je značajno smanjenje harmonijskih struja koje se ubrizgavaju u mrežu i poboljšanje faktora snage sistema. Prednost ispravljačkih transformatora leži u njihovoj sposobnosti da obezbijede efikasna i kontrolirana rješenja za napajanje za velike-jednosmjerna opterećenja, uz istovremeno razmatranje upravljanja kvalitetom električne energije; Njegovi nedostaci su složena struktura, dug proizvodni ciklus i znatno veća cijena namotaja{10}}faznog pomjeranja i višepulsnog ispravljačkog sistema u odnosu na obične transformatore. U primenljivim scenarijima, elektroliza aluminijuma, hlor alkalna hemijska industrija, tračnica, čelični kotrljajni prenos i HVDC konvertorske stanice su tipične oblasti primene ispravljačkih transformatora.
Specijalni transformatori su vrlo opći koncept koji se odnosi na različite tipove transformatora dizajniranih za specifična industrijska okruženja ili posebne funkcije, pored konvencionalnih tipova navedenih gore. Uključuje, ali nije ograničeno na: transformator za električne peći - koji obezbjeđuje napajanje ekstremno niskog napona (desetine do stotine volti) i ekstremno velike struje (desetine hiljada ampera) za električne lučne peći i peći sa potopljenim lukom, i sposoban za regulaciju napona opterećenja u širokom rasponu kako bi zadovoljio različite zahtjeve opterećenja u različitim fazama topljenja; Ispitni transformator - koji se koristi za ispitivanje otpornosti izolacije i napona visokonaponske-električne opreme, sa nivoima napona do nekoliko kilovolti i relativno malim kapacitetima, obično se pojavljuje u strukturama uronjenim u ulje ili na naduvavanje; Trakcijski transformator - pretvara trofaznu električnu mrežu u jednofazno-fazno napajanje pogodno za elektrificiranu željezničku kontaktnu mrežu, koristeći posebne metode povezivanja kao što su Scott i Vv za balansiranje trofaznog opterećenja; Minerski transformator-otporan na eksploziju - posebno dizajniran za eksplozivna okruženja kao što su rudnici uglja pod zemljom, školjka može izdržati unutrašnje eksplozije bez oštećenja i bez paljenja vanjskog plina, uz vrlo visok nivo sigurnosti. Prednost specijalnih transformatora je u njihovoj nezamjenjivoj funkcionalnoj prilagodljivosti, koja može izdržati ekstremne radne uvjete u kojima obični transformatori uopće ne mogu raditi; Nedostatak je što su troškovi projektovanja i proizvodnje visoki, nivo standardizacije je nizak, a većina se proizvodi u pojedinačnim ili malim serijama, što zahteva izuzetno visoku tehničku akumulaciju i inženjersko iskustvo od proizvođača.
Nakon razvrstavanja karakteristika ovih pet tipova transformatora, možemo dalje razjasniti njihove međusobne odnose i granice. Energetski transformatori i distributivni transformatori se klasifikuju sa stanovišta strukture elektroenergetske mreže, i oba pripadaju širokoj kategoriji energetskih transformatora; Izolacijski transformatori, ispravljački transformatori i razni specijalni transformatori ukrštaju se s prvim u smislu funkcionalnosti ili područja primjene - na primjer, ispravljački transformator može biti i energetski transformator ako se koristi u trafostanici za obezbjeđivanje snage ispravljača za prijenos istosmjerne struje; Izolacijski transformator također može biti distribucijski transformator ako također služi izolacijskoj funkciji u distribucijskom kolu. Međutim, iz perspektive tipičnog projektovanja, svaka kategorija ima svoj preferirani scenario koji se ne može zbuniti: kada je potrebno izgraditi prenosnu mrežu ili regionalnu trafostanicu, energetskim transformatorima treba dati prednost; Kada je potrebno snabdijevati stambena naselja ili male industrijske korisnike, distributivni transformatori su najekonomičniji izbor; Kada su suočeni sa strogim zahtjevima za sigurnost i zaštitu od -smetanja u gusto naseljenim zatvorenim prostorima ili preciznoj opremi, izolacijski transformatori su nezamjenjiva konfiguracija; Kada projekat zahteva hiljade ampera ili čak i veću jednosmernu struju, ispravljački transformatori su jedini mogući tehnički put; Kada se susreću sa posebnim radnim uslovima kao što su topljenje, ispitivanje, vuča ili sprečavanje eksplozije mina, za pomoć se moraju potražiti specijalni transformatori.
Kao spoljnotrgovinsko osoblje preduzeća za proizvodnju transformatora, kada se suočavaju sa različitim projektnim zahtjevima stranih kupaca, prvo bi trebalo da pomognu kupcima da razjasne nivo sistema napajanja (prenosna mreža, distributivna mreža, krajnji korisnici), karakteristike opterećenja (AC ili DC, stacionarno stanje ili udar, da li sadrži nelinearne komponente), osjetljivost na sigurnosnu i elektromagnetnu okolinu, te da li postoje posebni uvjeti rada na lokaciji, visoke temperature, ex{0} okoline, ex{0}. Samo razjašnjavanjem ovih pitanja jedan po jedan možemo odabrati proizvod koji zaista odgovara projektnim zahtjevima između pet tipova energetskih, distributivnih, izolacijskih, ispravljačkih i specijalnih transformatora. Posmatrajući cjelokupno tržište energetske opreme, ne postoji transformator koji može dominirati svijetom - upravo zbog ovih diferenciranih dizajna ogromna elektroenergetska mreža modernog društva može raditi sigurno, efikasno i stabilno.
