Transformator jest urządzeniem elektrycznym, które za pomocą indukcji elektromagnetycznej przekształca układ prądu przemiennego w jeden lub więcej układów prądu przemiennego o tej samej częstotliwości, ale o różnych wartościach prądu i napięcia. Rola transformatora w systemie elektroenergetycznym jest bardzo ważna, ponieważ umożliwia ekonomiczne, niezawodne i bezpieczne wytwarzanie, przesył i dystrybucję energii elektrycznej przy odpowiednich poziomach napięcia.
Transformatory to statyczne maszyny elektryczne, w których jeden poziom energii elektrycznej prowadzący do całego pierwotnego wyposażenia urządzenia jest przekształcany w elektryczność drugiego poziomu we wszystkich uzwojeniach wtórnych. Elektryczność ma jednakową częstotliwość, ale z pewnym przesunięciem fazowym.
Różne poziomy pierwotnej i wtórnej energii elektrycznej są osiągane przez różną liczbę drutów i zależą od grubości drutów. Liczba pasm jest bezpośrednio związana z napięciem indukowanym, a grubość drutu z maksymalnym prądem indukowanym lub mocą transformatora.
Transformatory energii odgrywają bardzo ważną rolę w systemie dystrybucji energii. Z ogólnego punktu widzenia transformatory składają się z trzech głównych części: rdzenia, uzwojenia pierwotnego i uzwojenia wtórnego.
W przypadku wielofazowych transformatorów mocy najpopularniejsze typy transformatorów są trójfazowe. Transformatory trójfazowe mogą mieć różne tryby sprzężenia pierwotnego i wtórnego, a podstawowymi typami sprzężenia są połączenie gwiazda (Y lub Wye) i trójkątne (delta) (D).
Uzwojenia można również podłączyć do podwójnej gwiazdy lub pętli (Z). Różnica między tymi typami połączeń polega na wartościach napięcia i prądu na linii i fazie. W zależności od rodzaju izolacji transformatory mocy dzielą się na:
Transformator dystrybucyjny przekształca poziom napięcia do wartości końcowej (końcowej) - bezpośrednio do odbiorców końcowych, dzięki czemu jest gotowy do natychmiastowego użycia.
Najczęstszą konfiguracją rdzenia zarówno transformatorów energetycznych, jak i rozdzielczych są jądra rdzenia „E”. Chociaż istnieje ogromna liczba wariantów formy okładziny transformatora (jakość, rodzaj, grubość) i technika ustawiania wałów (step-lap i inne), ten typ jest uważany za klasyczny i konwencjonalny.
Trzy filary transformatora trójfazowego są aktywne, co oznacza, że podczas pracy transformatora są one otoczone uzwojeniami, przez które przepłynie prąd.
Ponieważ napięcie wytwarzane jest w niższych zakresach napięcia, ale transmisja w tym zakresie ma większe straty energii, poziomy napięcia należy zwiększyć. Transformator mocy to urządzenie elektryczne, które zwiększa napięcie bez zmiany częstotliwości w celu zapewnienia wydajnego przesyłania energii elektrycznej. Z drugiej strony transformator dystrybucyjny obniża napięcie w pewnym punkcie systemu, w którym energia elektryczna (napięcie) jest gotowa do użycia przez odbiorców.
Transformatory mocy są znamionowane przy wyższych napięciach, takich jak 400, 200, 110, 66, 33… kV i zwykle mają moc powyżej 200 MVA. Transformatory rozdzielcze są stosowane w niższych zakresach napięcia, takich jak 11, 6,6, 3,3 KV, 440, 230 V) i są zwykle oceniane poniżej 200 MVA.
Transformatory mocy są skonstruowane dla sprawności około 100% (obciążenie znajduje się w pobliżu stacji). Transformatory rozdzielcze mają różną sprawność (60–70%) w zależności od wahań obciążenia.
Transformatory mocy są większe (i cięższe) i trudniejsze do zainstalowania.
Transformatory mocy są bezpośrednio połączone i mają dość stałe obciążenie. Zazwyczaj straty żelaza i miedzi są dobierane optymalnie przy maksymalnym pełnym obciążeniu. W przypadku transformatora rozdzielczego wraz ze zmianami obciążenia straty są bardziej zmienne w czasie - straty optymalne są zwykle osiągane przy 75% pełnego obciążenia.
W przypadku transformatora mocy uzwojenia pierwotne są połączone w gwiazdę, a uzwojenie wtórne w połączenie w trójkąt. W transformatorach rozdzielczych pierwotna jest związana w delcie, a wtórna w typie gwiazdy.