Hoch- und Niederspannungstransformatoren nutzen die gleichen physikalischen Prinzipien durch elektromagnetische Induktion, um die AC-Spannung an ihnen zu verändern, befinden sich jedoch auf beiden Seiten des elektrischen Netzwerks und sind in Bezug auf die Funktionen, die sie in Bezug auf Spannung und Strom ausführen, gegensätzlich. Obwohl sie mit demselben Mechanismus arbeiten, bedeutet dies nicht, dass sie sich in Bezug auf die Bauqualität unterscheiden. Vielmehr liegt der gesamte Unterschied zwischen ihnen darin, dass ein Transformator eine Spule mit mehr Windungen hat als der andere, und dies wird bestimmen, wie der Transformator die Spannung und den Strom je nach Installationsort beeinflusst, und es wird auch einen enormen Einfluss auf den Preis der Maschine haben. Dieser Artikel erklärt alle Merkmale der Transformatorarten und gibt praktische Ratschläge an ihre Käufer.
Die Antwort lautet wie folgt: Der Hochspannungstransformator ist so konstruiert, dass er mehr Windungen auf seiner Sekundärseite hat als auf seiner Primärseite, was zu einer höheren Spannung am Ausgang als am Eingang führt. Dasselbe Prinzip wird angewendet, um Widerstandsverluste zu reduzieren, indem Energie bei höherer Spannung mit dieser Methode übertragen wird. Ein Niederspannungstransformator hat weniger Windungen in der Sekundärseite als in der Primärseite; daher erzeugt er eine niedrigere Spannung mit proportionaler Erhöhung des Ausgangsstroms. Beide Transformatorarten basieren auf derselben Gleichung Vs/Vp = Ns/Np; jedoch ist der Strom umgekehrt proportional. Ein Transformator funktioniert als entweder Typ, wenn er umgekehrt installiert wird, aber Niederspannungstransformatoren produzieren möglicherweise nicht immer ihre Nennleistung, wenn sie in Hochspannungstransformatoren umgewandelt werden, aufgrund der Wicklungsbauweise, Isolierung und Kühlsystem, die mit einem spezifischen Modus des Energieflusses verbunden sind.
Was die beiden Typen sind
Beide Geräte sind Arten von statischen Maschinen. Jedes hat zwei oder mehr Wicklungen auf einem magnetischen Kern. Die Primärwicklung führt einen Wechselstrom und erzeugt einen sich ändernden Fluss innerhalb des magnetischen Kerns. Der Fluss erzeugt eine induzierte Spannung in der anderen, die als Sekundärwicklung bezeichnet wird. Die beiden Wicklungen sind elektrisch nicht miteinander verbunden in einem Transformator mit zwei Wicklungen. In beiden Geräten gibt es keine beweglichen Teile.
Das einzige Konstruktionsmerkmal, das einen Hochspannungstransformator von einem Niederspannungstransformator trennt, ist das Übersetzungsverhältnis. Im Falle der Sekundärwicklung, die mehr Windungen hat als die Primärwicklung, wird die induzierte Spannung in der Sekundärwicklung höher, und der Transformator ist ein Hochspannungstransformator. Wenn die Windungen in der Sekundärwicklung weniger sind als in der Primärwicklung, bedeutet dies, dass seine Spannung niedriger ist und der Transformator ein Niederspannungstransformator ist. Alle anderen Merkmale eines Transformators beziehen sich auf die Art und Weise, wie das genannte Übersetzungsverhältnis realisiert wird.
Es ist wichtig zu sagen, dass dies der genaue Punkt eines ziemlich weit verbreiteten Missverständnisses ist. Der Punkt ist, dass ein Transformator mit Erhöhung der Spannung nicht leistungsstärker ist als ein Transformator mit Verringerung der Spannung. Die Tatsache, dass ein Transformator mit Erhöhung der Spannung eine Leistung von 500 kVA hat, bedeutet nicht, dass er eine leistungsstärkere Maschine ist als ein Transformator mit Verringerung der Spannung mit derselben Leistung.
Wie ein Step-Up-Transformator funktioniert
Die Verwendung eines Transformators mit Erhöhung der Spannung bedeutet, dass die Stromversorgung in die Wicklung mit der geringeren Anzahl von Windungen eingespeist wird und die Nutzung von der Wicklung mit der größeren Anzahl entnommen wird. Wenn die Windungen der Primärwicklung 100 und die der Sekundärwicklung 1.000 betragen, ergibt das Übersetzungsverhältnis 1:10 und die Spannung am Sekundärpunkt des Transformators sollte zehnmal höher sein als am Primärpunkt, mit einigen Ausnahmen bezüglich Verluste und Regelung.
Der Hauptpunkt ist die Auswirkung auf den Strom. Da ein Transformator keine Energie erzeugt, sondern nur überträgt, sinkt der Strom, wenn die Spannung steigt. Zum Beispiel, wenn ein Transformator mit Erhöhung der Spannung eine Spannung von 10.000 Volt von einer Versorgung von 1.000 Volt überträgt, sinkt der Strom auf ein Zehntel des ursprünglichen Stroms in der Primärwicklung. Diese Beziehung ist kein Nachteil des Transformators, sondern sein Hauptziel, da klar ist, dass eine höhere Spannung einen kleineren Strom gemäß der allgemeinen physikalischen Regel bedeutet.
Daher kann man das Element des Transformators mit Erhöhung der Spannung in allen Stromsystemen von der Seite der Energieerzeugung finden. Der Generator erzeugt Strom bei einer Spannung, die durch die Isolierung begrenzt ist, oder genauer gesagt von 11 kV bis 25 kV in großen Generatoren. Danach erhöht der Transformator mit Erhöhung der Spannung diese Spannung auf den erforderlichen Übertragungswert, der von 275 kV bis 400 kV und mehr betragen kann. Die Grundlagen, wie diese Maschinen gebaut sind und wo sie in einem Netzwerk stehen, sind in der grundlegenden Konstruktion und Rolle von Verteilungstransformatoren, die dieselben Prinzipien im kleineren Maßstab teilen, dargelegt.
Wie ein Transformator mit Verringerung der Spannung funktioniert
In einem Transformator mit Verringerung der Spannung ist die Reihenfolge der Wicklungen umgekehrt, wobei die Versorgung an die Wicklung mit der größeren Anzahl von Windungen angelegt wird und die Last von der Wicklung mit der geringeren Anzahl entnommen wird. Im Beispiel eines Transformators mit Verringerung der Spannung mit einem Verhältnis von 10:1, wenn er mit 10.000 V gespeist wird, liefert er 1.000 V, während der Ausgangsstrom ebenfalls um den gleichen Faktor von 10 steigt.
Einer der Gründe für die Existenz von Abwärtstransformatoren ist, dass es einen großen Unterschied zwischen der Spannung gibt, die für die Übertragung vom Erzeugungspunkt zum Verbrauchspunkt effizient ist. Während für die Fernübertragung die Übertragungsspannung von 275 kV verwendet werden kann, können keine Gebäude, Geräte oder Apparate tatsächlich an eine so hohe Spannung angeschlossen werden. Die Spannung muss schrittweise auf das Niveau verringert werden, das für die praktische Nutzung geeignet ist. Zu diesem Zweck kann sie in vielen Stufen von der Übertragung zur Unterübertragung, dann zur Primärverteilung und schließlich auf das Niveau reduziert werden, das für Installationen akzeptabel ist. Mehrere Abwärtstransformationen müssen möglicherweise durchgeführt werden, bevor die Versorgung hergestellt wird.
Bestimmte Merkmale des Betriebs eines Abwärtstransformators sollten erwähnt werden. Zunächst einmal, wenn die Spannung abnimmt, trägt der Strom einen viel höheren Wert an der Niederspannungswicklung als an der Hochspannungswicklung, und deshalb muss die Niederspannungswicklung schwerer ausgeführt werden als ihre Hochspannungsgegenstück – das ist der Grund, warum es leicht ist, die Niederspannungswicklung des Transformators zu erkennen. Zweitens wird die Spannungsstabilität am Ausgang als wichtiger angesehen, da die Installation nur einen bestimmten Spannungsbereich toleriert. Das vollständige Set von Typenschild- und Spezifikationsparametern und wie jeder einzelne das Verhalten im Betrieb beeinflusst, wird in der Interpretation von Transformatorspezifikationen erklärt.
Seiten-by-Seiten-Vergleich
| Parameter | Aufwärtstransformator | Abwärtstransformator |
|---|---|---|
| Wicklungsverhältnis | Sekundärwicklungen > Primärwicklungen | Sekundärwicklungen < Primärwicklungen |
| Spannung | Ausgang höher als Eingang | Ausgang niedriger als Eingang |
| Strom | Ausgang niedriger als Eingang, im umgekehrten Verhältnis | Ausgang höher als Eingang, im umgekehrten Verhältnis |
| Leistung | Unverändert abgesehen von Verlusten | Unverändert abgesehen von Verlusten |
| Primäre Funktion | Spannung erhöhen, um Übertragungsverluste zu reduzieren | Spannung auf ein nutzbares Niveau reduzieren |
| Typischer Standort | Bei der Erzeugung und an Punkten, an denen die Spannung für die Verteilung erhöht werden muss | An Umspannwerken, an Gebäudeversorgungsstellen und an jedem Verbrauchspunkt |
| Typische Spannungs-Paare | 11-25 kV zu 132-400 kV | 132-400 kV bis 11-33 kV, dann auf 400 V oder 230 V |
| Schwerere Wicklung | Sekundär (Hochspannung), obwohl die Isolierung dominiert | Sekundär (Niederspannung), da der Strom höher ist |
| Isolierungsbetonung | Schwer — die Hochspannungswicklung bestimmt das Design und die Abstände | Mäßig auf der Hochspannungsseite, minimal auf der Niederspannungsseite |
| Typische relative Kosten bei gleichem MVA | Höher, aufgrund der Isolierungs- und Abstandsanforderungen | Niedriger für die gleiche Scheinleistung |
| Effizienz | Sehr hoch, typischerweise 98-99% bei großen Nennwerten | Sehr hoch, typischerweise 97-99% je nach Größe |
| Prinzipiell umkehrbar | Ja, wenn rückgespeist innerhalb der Entwurfsgrenzen | Ja, wenn rückgespeist innerhalb der Entwurfsgrenzen |
Eine Zeile erfordert etwas Erläuterung, da sie die Kunden überrascht. Wenn beide Transformatorarten die gleiche Leistung verarbeiten, warum ist ein Hochspannungstransformator teurer als sein Pendant? Die Antwort liegt im Isolationssystem. Ein Transformator, der mit einer Hochspannungsekundärwicklung ausgelegt ist, muss die Spannung in der Wicklungsisolierung, den Durchführungen, den Abständen zur Erde und der Impulsfestigkeit bewältigen. Diese Anforderungen hängen von der Spannung und nicht von der Leistung ab. Daher wäre ein 50 MVA 11 kV/132 kV Hochspannungstransformator normalerweise groß und mit besserer Isolierung und teurer als ein 50 MVA 132 kV/11 kV Niederspannungstransformator, obwohl beide Einheiten in den Spezifikationen ähnlich erscheinen mögen.
Wie sie sich physisch unterscheiden
Das äußere Erscheinungsbild eines Hochspannungstransformators und eines Niederspannungstransformators mit denselben Spezifikationen kann aufgrund der ähnlichen Bauweise verwirrend sein. Dennoch gibt es bestimmte Merkmale, die der Transformator aufweist und die helfen, seinen Typ zu bestimmen.
- Isolatorhöhe und -größe. Dank der Hochspannungswicklung ist das Design des Isolators unterschiedlich. Vor diesem Hintergrund ist es einfach zu erkennen, welche Seite für die Hochspannungsübertragung verwendet wird. Bei einem Hochspannungstransformator wäre dies die sekundäre Wicklung, während es bei einem Niederspannungstransformator die primäre Wicklung wäre.
- Querschnitt des Wickelleiters. Wenn die Möglichkeit besteht, eine visuelle Überprüfung vorzunehmen, kann man anhand der Dicke der Leiter sagen, ob die Wicklung zu einem Hochspannungstransformator oder einem Niederspannungstransformator gehört.
- Kühlvorrichtung. Bei den größeren Einheiten beider Spezifikationen gibt es Kühler, Ventilatoren oder Pumpen, um Öl zur Kühlung bereitzustellen, aber dies ist kein Unterscheidungsmerkmal für beide Typen, da die Kühlklasse auf dem Typenschild angegeben ist.
- Abzapfungen, die in der Wicklung verwendet werden. Der Abzapfer wird normalerweise an der Hochspannungswicklung installiert, da diese Bauweise eine Feinabstimmung des Transformators für die gleiche Anzahl von Wicklungen ermöglicht.
In allen Fällen erweist sich das Typenschild als große Hilfe bei der Entscheidung, welcher Typ des Transformators verfügbar ist.
Wo jeder verwendet wird
Die beiden Typen befinden sich an den entgegengesetzten Enden einer Kette, durch die jede Einheit von Elektrizität fließt.
| Stufe | Rolle des Transformators | Typische Nennleistung |
|---|---|---|
| Erzeugung | Generator-Hochspannungstransformator erhöht die Maschinenspannung auf Übertragungsniveau | 50-1.000 MVA |
| Übertragung | Hoch- und Niederspannung an Verbindungspunkten zwischen Spannungsniveaus | 100-1.000 MVA |
| Sub-Übertragung | Niederspannung von Übertragung auf Unterübertragungsniveau | 20-200 MVA |
| Primärverteilung | Niederspannung von Unterübertragung auf Verteilungsniveau | 5-50 MVA |
| Verteilungsstation | Niederspannung auf Nutzungsspannung für ein Gebiet oder eine große Anlage | 0,5-5 MVA |
| Nutzungsstelle | Niederspannung auf die Betriebsspannung der Anlage oder lokale Hochspannung für eine bestimmte Maschine | 0,025-2,5 MVA |
| Fachgerechte lokale Nutzung | Hochspannung für einen spezifischen Prozess oder Testanforderung, wie elektrostatische Abscheider oder Prüfstände | Variiert stark |
Aus den letzten beiden Zeilen kann geschlossen werden, dass beide Formen der Transformation in derselben Fabrikanlage auftreten können. Eine Fabrik kann Elektrizität durch den Niederspannungstransformator erhalten und dann kann sie einen kleinen Hochspannungstransformator haben, um diese für einen spezifischen Prozess wie elektrostatische Abscheider oder dielektrische Prüfgeräte zu nutzen oder spezielle Geräte, die eine höhere Spannung benötigen als die, die über die Verteilung bereitgestellt wird. Die Richtung der Transformation hängt von den Bedürfnissen ab und nicht von dem Ort, an dem sie sich befindet; daher muss das Größenproblem basierend auf den Anforderungen in Bezug auf Spannung und Leistung gelöst werden. Diese Berechnung korrekt zu machen, ist eine Voraussetzung für die korrekte Spezifikation von irgendetwas, und die Methode wird in dem Ansatz zur Transformatorgröße und Lastberechnung dargelegt.
Typen und Konfigurationen
Die Baufamilie der Transformatoren stimmt nicht mit der Richtung der Transformation überein, da sowohl Step-Up- als auch Step-Down-Transformatoren zur gleichen Baufamilie gehören.
- Einphasen. Bestehend aus zwei Wicklungen auf einem Kern, weit verbreitet für die Versorgung und Verteilung von Haushalts- und Kleingeräten, häufig verwendet für kleinere Kapazitäten.
- Dreiphasen. Bestehend aus entweder drei einphasigen Transformatoren oder einem dreiphasigen Transformator, der drei Wicklungen auf demselben Kern hat. Das zweite Design bevorzugt die Mehrheit der Transformatorbauarten aufgrund seiner inhärenten Fähigkeit, Transformatoren mit sehr hohen Nennwerten zu betreiben und die Installation mit anderen Parametern im Zusammenhang mit dem Betrieb von Transformatoren bereitzustellen.
- Autotransformator. Ein Transformator mit einer einzelnen Wicklung mit Abgriff, der eine elektromagnetische Kopplung der Schaltungen hat. Es ist die kostengünstigste Lösung im Vergleich zu einem Transformator mit zwei Wicklungen für denselben Zweck.
- Isolationstransformator. Ein Transformator mit zwei Wicklungen und einem Übersetzungsverhältnis von 1:1, der für spezifische Anforderungen an galvanische Isolation ausgelegt ist.
- Trocken- und ölgefüllte Typen. Ihr Unterschied liegt in dem Ort, an dem sie verwendet werden: Der Trocken-Typ kann in geschlossenen Räumen arbeiten, während die ölgefüllten hauptsächlich für Transformatoren verwendet werden, die groß genug sind und höhere Kapazitäten haben, da die Öl-Kühlung effektiver ist als die Luft-Kühlung.
- Pad-montierte und mastmontierte Transformatoren oder Transformatoren in Umspannwerken. Sie betreffen eher die Installationsmethoden als das Prinzip der Funktionsweise von Transformatoren.
Bei Arbeiten über drei Phasen beeinflusst die Art und Weise, wie die Wicklungen verbunden sind – ob durch Delta oder Stern – erheblich, wie die Phasen von Primär- und Sekundärseite zusammenarbeiten, sowie ob ein Neutralleiter vorhanden ist und wie unausgeglichene Lasten und Triplen-Harmonische vom Transformator behandelt werden. Ein Beispiel wäre eine Delta-Stern-Verbindung, die einen Neutralleiter an der Sekundärseite bietet und den Nullfolgenstrom daran hindert, hindurchzufließen. Die praktischen Auswirkungen jeder Kombination sind erheblich genug, um die Spezifikation zu bestimmen, und ein repräsentatives Beispiel dafür, wie eine dreiphasige Einheit für die Beschaffung präsentiert wird, ist das Unser, wo Übersetzungsverhältnis, Anschlussgruppe, Impedanz und Kühlklasse zusammen erscheinen, da sie gemeinsam ausgewählt werden müssen.
Preise und Kostenfaktoren
Die Preisgestaltung von Transformatoren wird durch ähnliche Faktoren in umgekehrter Richtung beeinflusst, wobei die Richtung der installierten Einheit nicht so wichtig ist wie die Spannungsgruppe oder die Spannungsbewertung.
| Kostenfaktor | Einfluss auf den Preis | Warum |
|---|---|---|
| Leistungsbewertung (kVA oder MVA) | Dominanter Faktor; der Preis steigt schneller als die Bewertung | Mehr Kernstahl, mehr Kupfer, mehr Öl, größerer Tank |
| Spannungsklasse | Hauptfaktor, insbesondere auf der Hochspannungsseite | Isolierung, Abstände und Kosten für Durchführungen steigen steil mit der Spannung |
| Kühlklasse (ONAN, ONAF, OFAF) | Mäßig | Radiatoren, Ventilatoren und Pumpen erhöhen die Kosten, steigern jedoch die nutzbare Bewertung |
| Impedanzspezifikation | Mäßig | Niedrige Impedanz kostet mehr an Material; beeinflusst das Fehlerniveau und die Regelung |
| Abgriffwechsel (außerhalb des Stromkreises oder unter Last) | Bedeutend für unter Last | On-load tap changers are complex mechanisms with their own controls |
| Verlustspezifikation | Significant | Low-loss designs use more active material to reduce operating cost |
| Connection group and neutral arrangement | Minor to moderate | Affects winding configuration and any neutral bushing |
For the buyer, the key factors are that when comparing price offers from multiple suppliers, a product specification should be taken into account, since, after all, cheap price often translates into cheaper voltage class, small cooling margin or higher losses than in a good deal; and that the price of the product is only one part of the total cost, since losses are paid throughout the entire service life of the product. Reconciling capital cost against lifetime energy cost is the central exercise in transformer procurement, and the realistic price bands for each rating and class are set out in the cost structure for electrical transformers.
Can a Step-Down Be Used as a Step-Up?
In theory, it is possible. A transformer is a reversible device and turning the supply towards what is being called its secondary will mean that the voltage on what is being called primary will be higher than expected. On some occasions, this is done on purpose in case of emergency.
However, in reality the following four points define the reason why this is a bad idea unless made as part of a rational engineering choice. They are usually installed on the high-voltage winding which implies that reverse feeding of the transformer will situate them in unsuitable places for voltage adjustment. The insulation and distances were made with the assumption that the high voltage will appear on a certain winding, but back-feeding can expose this voltage to a wiring arrangement not convenient for it. The parameters for cooling and current ratings were set with a certain current distribution through the windings assumed, which will now turn when the power flow gets reversed. The protection and earthing system that would normally be designed for a particular direction of power flow will not be suitable for reversed flow either.
To summarize, reversal is theoretically possible to do, may be appropriate in certain situations, but is better clarified with the manufacturer rather than assumed. If one does require both directions at site, using a transformer properly selected for the job would be a much smarter approach than compromising by using whatever transformer one happens to have.
How to Tell Which You Have
Four tests in an order of reliability.
- Check the rating plate. It states the rated voltage of each winding as identified by terminal markings as well as the rated power, type of connection group, impedance, and the class of cooling. This is the most accurate test and can be carried out within seconds. If it is not possible to identify rating plate because of its illegibility or absence then other tests will become just approximations.
- The next test is to make a comparison of bushings and the clearance. The high-voltage side is identified by the side where bushings are larger and spacing and clearance to the earth are wider.
- Make a check of the size of the conductors whenever it is possible to see it. The heavier conductor belongs to the winding with the higher current and lower voltage.
- Trace the connection. Follow the supply line to find out which winding is the primary one and compare it with the rated voltage of the winding being investigated.
There are two remarks about field identification. If a transformer has a ratio of 1:1, for example, that is the isolation transformer, it does not step-up or step-down voltage and an attempt to identify the transformer by the direction will yield only a wrong result. Moreover, a transformer having many taps can be connected in such a way as to change its nominal ratio. Thus what is shown on the plate may not reflect the actual situation.
FAQ
What is the difference between step-up transformers and step-down transformers?
The differentiation resides in the number of coils in winding. A step-up transformer has a greater number of coils in the secondary coil because of which the voltage of the output is greater than that of the input as well as the current is less proportionately. The purpose of the step-up transformer is to boost the voltage level to ensure the efficiency of power transmission. Meanwhile, a step-down transformer decreases the number of coils in its secondary coil leading to the decrease of voltage and increase of current in the proportion. The step-down transformer is used to lower the voltage to an appropriate level. Though both transformers operate at the same efficiency level, the following equation is true for both types of transformers Vs/Vp = Ns/Np.
What is the disadvantage of a step-up transformer?
There are three drawbacks that should be taken into account. To begin with, with the same power rating, costs tend to be higher than for step-down transformers as the high-voltage winding uses insulated parts and clearance materials that are connected with voltage parameters rather than power output. Next comes the risk that is connected with the potential failure of insulation systems due to the greater power of possible failures in the case of using high voltage equipment. Thirdly, when one uses a step-up transformer supplying a long cable, it is necessary to address voltage rise at the cable ends due to low voltage load conditions. Despite the fact that step-up transformers are quite reliable under normal conditions, all of the indicated factors affect the process of their specification and protection.
Can a step-down transformer be used as a step-up transformer?
In terms of functionality, the transformer can certainly operate in a reverse mode as there are situations where this is done in emergency situations. However, a device that has been intentionally built for use as a step-down transformer will usually not be able to achieve its full capacity when connected to the line in reverse mode because of numerous factors including but not limited to the design of the transformer in terms of winding construction, number of taps in use, and cooling arrangements. In reverse operation, the taps will usually remain on the primary (high voltage) side which may be regarded as inappropriate for operation. It is always advisable to check the reversibility option with the manufacturer and the devices that are made specifically for this purpose should be installed rather than recompleting the one that was not made for reverse operation.
How to tell if it’s a step-up or step-down transformer?
Examine the rating plate, which provides the rated voltage for each winding and is conclusive. In the absence of the rating plate, compare the bushings; the side with the bigger bushings, greater spacing and larger clearance from earth is said to be the high-voltage side, meaning that it is the side to which the transformer steps up and down from. In instances where the conductors are visible, noting the sizes of the conductors is the second clue; since the larger conductor is used for the winding with the higher voltage and lower current. Then follow the supply line to find out which of the windings is in fact the primary, as transformers with various taps may not always be installed in the configurations that results in the effective ratio being same as in the nameplate specifications.
Which transformer is used in a substation?
In both cases, the substation serves the reciprocal function. In the primary substation, transmission voltage is lowered to the level of distribution voltage. Therefore, all transformers in this type of substation are called step-down transformers. In a generation facility, the substation serves a different purpose since it is raising the voltage produced by the generator to the level of voltage transmission by using a step-up transformer. When it comes to interconnection substations, they might work in both modes, as they may contain both step-up and step-down units depending on the direction in which electricity flows most frequently and switching the flow if the flow does not change at the generation and demand points.
Referenzen
- International Electrotechnical Commission — IEC 60076 Power Transformers
- IEEE — Transformer Connections, Voltage Regulation and Loading Guides
- ANSI — ANSI C57 Series Power Transformers, Regulators and Reactors
- NFPA — National Electrical Code, Article 450 Transformers and Transformer Vaults
- U.S. Department of Energy — Transformer Efficiency and Distribution System Losses
Fazit
Step-up and step-down transformers are different sides of the same coin. The only difference is the number of turns in each transformer. In step-up transformers the secondary winding has more turns than the primary winding; thus, the transformer raises voltage and lowers current. Electricity transmission at high voltage is far more effective than doing so at low voltage — which is why the step-up transformer was invented in the first place. The step-down transformer on the other hand has fewer turns on the secondary winding and lowers voltage while raising current. Basically, there is no such thing as a transformer that could be connected to the transmission line. Both transformers transfer the same amount of power except for losses involved, and they obey the same formula Vs/Vp=Np/Ns. They are built in the same manner — the only thing that differentiates them is their position in the electric power transmission system and that makes step-up and step-down units price different. The step-down unit can be used as a step-up transformer but its efficiency will be the lowest because it is designed to work only in one way.