Name: distribution transformers and voltage control
Uploaded: 2024-11-21T14:54:44.000Z
Duration: 1 min 27 s
Channel: JoVE

I trasformatori nei sistemi di distribuzione includono trasformatori di sottostazione e di distribuzione.
I trasformatori delle sottostazioni utilizzano olio minerale per l'isolamento e il raffreddamento, con alcuni gas inerti, come l'azoto, per prevenire l'ossidazione.
Molti trasformatori di sottostazione sono dotati di commutatori di carico, che regolano automaticamente la tensione in base alle variazioni di carico.
I trasformatori per esterni potrebbero avere un conservatore per gestire l'espansione e la contrazione dell'olio.
I trasformatori di sottostazione sono classificati in megavolt-ampere (MVA), che riflettono la loro capacità di carico continuo.
I trasformatori di distribuzione, che riducono la tensione dai sistemi primari a quelli secondari, possono essere installati all'aperto, all'interno o nel sottosuolo.
I trasformatori di distribuzione sono classificati in kilovolt-ampere (kVA) e includono unità montate su palo, riempite di liquido e monofase o trifase.
I trasformatori padmount possono essere a riempimento di liquido o a secco e monofase o trifase.
I trasformatori di rete sono unità trifase di grandi dimensioni e riempite di liquido progettate per volte sotterranee.
I trasformatori di distribuzione in olio possono gestire carichi superiori ai loro valori nominali di kVA per brevi periodi senza influire in modo significativo sulla durata a causa della loro lunga costante di tempo termico.

trasformatori nel sistema di distribuzione

Transformers in Distribution System

I trasformatori nei sistemi di distribuzione, possono essere ampiamente categorizzati in trasformatori di sottostazioni di distribuzione e altri trasformatori di distribuzione. Sono essenziali per abbassare le tensioni di trasmissione elevate, a livelli adatti per applicazioni di distribuzione e utente finale.

I trasformatori delle sottostazioni di distribuzione, sono disponibili in varie classificazioni e in genere utilizzano olio minerale per l'isolamento e il raffreddamento. Per impedire che umidità e aria entrino nell'olio, alcuni trasformatori utilizzano un gas inerte come l'azoto, per riempire lo spazio sopra l'olio.

I trasformatori con commutatori di presa di carico (LTC), regolano automaticamente i livelli di tensione per garantire un'erogazione di tensione costante, nonostante le fluttuazioni della domanda. I trasformatori sigillati hanno spesso un diaframma di scarico della pressione, progettato per rompersi quando la pressione interna supera una soglia specificata.

I trasformatori per esterni, includono un serbatoio di conservazione per l'espansione e la contrazione dell'olio, dovute alle variazioni di temperatura. Questa caratteristica, assicura longevità al trasformatore, impedendo la formazione di umidità e fanghi. Questi trasformatori sono in genere classificati in base alla loro capacità di carico continuo massimo, come indicato dalle classificazioni MVA. Queste classificazioni, garantiscono che i trasformatori funzionino entro limiti di temperatura sicuri. I trasformatori di distribuzione collegano il sistema primario ad alta tensione, al sistema secondario a bassa tensione. Possono essere installati all'esterno, all'interno o sottoterra e sono disponibili in vari tipi:

Trasformatori montati su palo: possono essere monofase o trifase, sono solitamente riempiti di liquido e sono autoprotetti. Spesso utilizzati nelle reti di distribuzione aeree.

Trasformatori a piedistallo: posizionati a livello del suolo, possono essere riempiti di liquido o di tipo secco. Sono comunemente utilizzati nei sistemi di distribuzione sotterranei e possono essere monofase o trifase.

Trasformatori di rete: si tratta di grandi trasformatori trifase riempiti di liquido, solitamente installati in caveau sotterranei. Sono utilizzati nelle aree urbane per gestire elevate densità di carico.

I trasformatori nei sistemi di distribuzione, garantiscono che i livelli di tensione siano opportunamente ridotti e regolati per una distribuzione sicura ed efficiente agli utenti finali.

Trasformatori nel Sistema di Distribuzione

I trasformatori nei sistemi di distribuzione includono trasformatori di sottostazione e di distribuzione.
I trasformatori di sottostazione utilizzano olio minerale per l'isolamento e il raffreddamento, ...

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Power Distributions

KEY TERMS AND CONCEPTS

distribution transformers and voltage control

Distribution transformers and substation transformers step down high transmission voltage for safe delivery to homes, schools, and businesses. In distribution systems, these transformers are usually grouped as distribution substation transformers and other distribution transformers. Their main job is to lower voltage to levels that fit distribution and end-user use.

Distribution substation transformers often use mineral oil for insulation and cooling. Some units keep an inert gas, such as nitrogen, above the oil so moisture and air do not enter. Transformers with load tap changers, or LTCs, can adjust voltage automatically to help keep delivery steady when demand changes.

Sealed transformers may use a pressure-relief diaphragm. This part ruptures if internal pressure rises above a set limit. Outdoor transformers often include a conservator tank, which allows oil to expand and contract as temperature changes. This helps limit moisture and sludge formation and supports longer transformer life.

These transformers are rated by their maximum continuous load capacity, shown as MVA ratings. The rating helps ensure the transformer stays within safe temperature limits. Distribution transformers then connect the primary high-voltage system to the secondary low-voltage system.

Distribution transformers can be installed outdoors, indoors, or underground. Pole-mount transformers are commonly used in overhead distribution networks and can be single-phase or three-phase. They are usually liquid-filled and self-protected. Padmount transformers sit at ground level and may be liquid-filled or dry-type. They are common in underground distribution systems and can also be single-phase or three-phase. Network transformers are large, liquid-filled three-phase units placed in underground vaults. They are often used in cities where load density is high.

Distribution Transformers and Voltage Control

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power system distribution

Electric Power Flow from Plant to Home

Electric power distribution moves electricity from power plants to homes, businesses, and industry through transmission and distribution networks. Power plants convert energy from coal, gas, nuclear, water, and wind into electrical energy. They use three-phase generators, often rated from 50 to 1300 MVA, with terminal voltages from a few kV to 20 kV depending on the unit size and age. The transmission system carries this electricity over long distances with high voltage to reduce energy loss.

primary distribution

Electric Utility Feeders and Distribution

Primary distribution systems move electrical power from substations to consumers. They use several voltage classes, and 15-kV class voltages are the most common among U.S. utilities. Older 2.5-kV and 5-kV primaries are being replaced by 15-kV systems. Higher 25-kV to 34.5-kV classes are used in dense urban areas and in rural regions with long feeders. Many primary systems use three-phase, four-wire multigrounded lines. In this setup, the neutral wire serves as a grounding point. Substations...

secondary distribution

Secondary Distribution Voltage Levels

Secondary distribution carries electrical energy from distribution transformers to customer meters at usable voltage levels. Common U.S. secondary voltages include 120/240 V for homes, 208Y/120 V for residential and commercial buildings, and 480Y/277 V for industrial sites and high-rise buildings. In residential areas, 120/240 V single-phase, three-wire service is often used for lighting, outlets, and large appliances. Dense urban areas may use 208Y/120 V three-phase, four-wire service because...

transformers in distribution system

Distribution transformers and substation transformers step down high transmission voltage for safe delivery to homes, schools, and businesses. In distribution systems, these transformers are usually grouped as distribution substation transformers and other distribution transformers. Their main job is to lower voltage to levels that fit distribution and end-user use. Distribution substation transformers often use mineral oil for insulation and cooling. Some units keep an inert gas, such as...

distribution reliability and automation

Power Outage Metrics and Distribution Automation

Distribution reliability in electric power systems helps keep electricity flowing with as few outages as possible and at minimal cost. In IEEE standard terms, reliability is the chance that a device will work without failure over a set time or amount of use. For power distribution, that means steady service and fewer customer concerns about blackouts. Engineers use several IEEE Standard 1366-2012 indices to measure how well a distribution system performs. SAIFI, or System Average Interruption...

key terms and concepts

Learn how distribution transformers step down voltage, regulate supply with LTCs, and support overhead, underground, and urban power systems.

Distribution Transformers and Voltage Control | JoVE K12

JoVE Core Electrical Engineering offers easy-to-understand animated videos that cover fundamental concepts of electric circuits along with circuit analysis techniques. It incorporates first-order and second-order circuits using operational amplifiers and circuit transformation concepts. The inclusion of practical design examples and real-world applications through scientist-in-action videos adds significant educational value, making complex concepts accessible.

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