Leistungstransformatoren als Kernausrüstung für die Spannungsumwandlung in Energiesystemen haben sich aufgrund unterschiedlicher Anwendungsszenarien und technischer Anforderungen in verschiedene Typen weiterentwickelt. Ihre Klassifizierung kann um Dimensionen wie Anwendung, Anzahl der Phasen, Wicklungsstruktur und Kühlmethode erweitert werden. Verschiedene Arten von Geräten erfüllen im Stromnetz einzigartige Funktionen.
Je nach Anwendung sind die grundlegendsten Typen Aufwärtstransformatoren und Abwärtstransformatoren. Aufwärtstransformatoren werden verwendet, um die Niederspannungsausgabe von Generatoren auf die für die Übertragung erforderliche Hochspannung (z. B. 110 kV und mehr) zu erhöhen und so Leitungsverluste zu reduzieren. Abwärtstransformatoren reduzieren die Hochspannung der Übertragung schrittweise auf die Verteilungs- oder Verbrauchsspannung (z. B. 10 kV, 0,4 kV), um den Anforderungen der Endverbraucher gerecht zu werden.
Verbindungstransformatoren werden verwendet, um Stromnetze unterschiedlicher Spannungsebenen zu verbinden und so den Stromaustausch und die Netzwerkverbindung zu realisieren.
Verteiltransformatoren sind den Verbrauchern direkt zugewandt, haben eine relativ geringe Leistung und sind die Stromversorgungsknotenpunkte am Ende des Verteilnetzes.
Basierend auf der Anzahl der Phasen können sie in Einphasentransformatoren und Dreiphasentransformatoren unterteilt werden. Einphasige Transformatoren haben einen einfachen Aufbau und ein geringes Gewicht und werden häufig in einphasigen Lastszenarien wie der Eisenbahntraktion und der dezentralen Stromerzeugung eingesetzt. Drei-Phasentransformatoren, die drei-Phasenstrom gleichzeitig verarbeiten können, sind die gängige Wahl für Stromnetz-Backbones und sparen erheblich Material und Platz.
Basierend auf der Wicklungsstruktur können Transformatoren in Transformatoren mit zwei-Wicklungen, Transformatoren mit drei-Wicklungen und Spartransformatoren eingeteilt werden. Zwei-Wicklungstransformatoren haben nur Hoch-Spannungs- und Nieder-Spannungswicklungen und werden am häufigsten verwendet. Drei-Wicklungstransformatoren fügen eine dritte Wicklung hinzu, ermöglichen den gleichzeitigen Anschluss an drei Spannungsebenen und eignen sich für regionale Umspannwerke. Spartransformatoren teilen sich einige Spulen für ihre Hochspannungs- und Niederspannungswicklungen, was Vorteile wie geringe Größe und geringe Verluste bietet. Sie werden häufig in Übertragungssystemen mit großer Kapazität eingesetzt, erfordern jedoch eine höhere Isolierung.
Basierend auf der Kühlmethode können Transformatoren in Öltransformatoren-und Trockentransformatoren-eingeteilt werden. Öltransformatoren verwenden Isolieröl als Kühlmedium und bieten eine hervorragende Wärmeableitung und große Kapazität, was sie zum Hauptbestandteil von Umspannwerken im Freien macht. Trockentransformatoren vom-Typ verwenden eine Luft- oder Harzisolierung, wodurch das Risiko einer ölbasierten Entflammbarkeit eliminiert wird. Sie werden häufig in Hochhäusern, U-Bahnen und anderen Orten mit hohen Brandschutzanforderungen eingesetzt.
Die vielfältigen Bauformen von Leistungstransformatoren ermöglichen eine flexible Anpassung an unterschiedliche Netzebenen und Lastcharakteristiken und bieten so einen soliden Beitrag zur sicheren und effizienten Übertragung und Verteilung elektrischer Energie.