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

Les transformateurs dans les systèmes de distribution comprennent les transformateurs de sous-station et de distribution.
Les transformateurs de sous-station utilisent de l’huile minérale pour l’isolation et le refroidissement, certains contenant un gaz inerte, comme l’azote, pour éviter l’oxydation.
De nombreux transformateurs de sous-station sont équipés de changeurs de prises de charge, qui régulent automatiquement la tension en fonction des variations de charge.
Les transformateurs extérieurs peuvent avoir un conservateur pour gérer la dilatation et la contraction de l’huile.
Les transformateurs de sous-station sont évalués en mégavolts-ampères (MVA), ce qui reflète leur capacité de charge continue.
Les transformateurs de distribution, qui abaissent la tension des systèmes primaires aux systèmes secondaires, peuvent être installés à l’extérieur, à l’intérieur ou sous terre.
Les transformateurs de distribution sont évalués en kilovolts-ampères (kVA) et comprennent des unités montées sur poteau, qui sont remplies de liquide et monophasées ou triphasées.
Les transformateurs sur socle peuvent être remplis de liquide ou de type sec et monophasés ou triphasés.
Les transformateurs de réseau sont de grandes unités triphasées remplies de liquide conçues pour les voûtes souterraines.
Les transformateurs de distribution remplis d’huile peuvent supporter des charges supérieures à leurs kVA pendant de courtes périodes sans affecter de manière significative la durée de vie en raison de leur longue constante de temps thermique.

transformateurs dans le système de distribution

Les transformateurs des systèmes de distribution peuvent être classés en deux grandes catégories : les transformateurs de sous-station de distribution et les autres transformateurs de distribution. Ils sont essentiels pour abaisser les tensions de transmission élevées à des niveaux adaptés aux applications de distribution et d'utilisateur final.

Les transformateurs des postes de distribution sont disponibles en différentes puissances nominales et utilisent généralement de l'huile minérale pour l'isolation et le refroidissement. Pour empêcher l'humidité et l'air de pénétrer dans l'huile, certains transformateurs utilisent un gaz inerte comme l'azote pour remplir l'espace au-dessus de l'huile.

Les transformateurs équipés de changeurs de prises de charge (LTC) régulent automatiquement les niveaux de tension pour garantir une alimentation en tension constante malgré les fluctuations de la demande. Les transformateurs scellés sont souvent dotés d'un diaphragme de décharge de pression conçu pour se rompre lorsque la pression interne dépasse un seuil spécifié.

Les transformateurs extérieurs comprennent un réservoir conservateur pour la dilatation et la contraction de l'huile dues aux changements de température. Cette fonction maintient la longévité du transformateur en empêchant la formation d'humidité et de boue. Ces transformateurs sont généralement classés en fonction de leur capacité de charge continue maximale, comme indiqué par les valeurs nominales en MVA. Ces valeurs nominales garantissent que les transformateurs fonctionnent dans des limites de température sûres. Les transformateurs de distribution relient le système haute tension primaire au système basse tension secondaire. Ils peuvent être installés à l'extérieur, à l'intérieur ou sous terre et sont disponibles en différents types:

Transformateurs montés sur poteau: ils peuvent être monophasés ou triphasés, sont généralement remplis de liquide et sont autoprotégés. Ils sont souvent utilisés dans les réseaux de distribution aériens.

Transformateurs montés sur socle: placés au niveau du sol, ils peuvent être remplis de liquide ou être secs. Ils sont couramment utilisés dans les systèmes de distribution souterrains et peuvent être monophasés ou triphasés.

Transformateurs de réseau: il s'agit de gros transformateurs triphasés remplis de liquide, généralement installés dans des voûtes souterraines. Ils sont utilisés dans les zones urbaines pour gérer des densités de charge élevées.

Les transformateurs dans les systèmes de distribution garantissent que les niveaux de tension sont abaissés et régulés de manière appropriée pour une distribution sûre et efficace aux utilisateurs finaux.

Transformateurs dans le système de distribution

Les transformateurs dans les systèmes de distribution comprennent les transformateurs de sous-station et de distribution.
Les transformateurs de sous-station utilisent de l’huile minérale pour l’isolation et le refroidissement, ...

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KEY TERMS AND CONCEPTS

TERMES ET CONCEPTS CLÉS

Transformers in Distribution System

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

distribution-transformers-and-voltage-control

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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