У практичном раду избора трансформатора, фундаментално, али кључно питање се често поставља пред инжењере и набавке: да ли изабратиједнофазни{0}}трансформаторили атрофазни{0}}трансформатор? Иако ова два типа трансформатора раде на истом принципу и прате закон електромагнетне индукције, они имају суштинске разлике у структури, ефикасности, сценаријима примене и економичности. Једнофазни-трансформатор има само један комплет гвозденог језгра и намотаја, који се користи за једнофазна -кола наизменичне струје; Тро-фазни трансформатор се састоји од три једнофазна-намотаја која деле гвоздено језгро са три стуба, који се користи у трофазним -системима наизменичне струје. Разумевање разлике између њих не само да се односи на то да ли опрема може да испуни захтеве оптерећења, већ утиче и на оперативну ефикасност, квалитет електричне енергије и инвестициону цену целог система напајања. Дакле, које су предности, а које мане једнофазних-и трофазних трансформатора-? На које специфичне електричне сценарије су применљиви? Како направити одговарајуће изборе у стварним пројектима?
Структурно, гвоздено језгро једнофазног трансформатора- обично је у облику отвора или шкољке, са једноставном и компактном структуром, релативно малом запремином и тежином, лако се транспортује и инсталира, а може се чак и директно окачити на стуб. Трофазни трансформатор интегрише намотаје три фазе на исто гвоздено језгро, при чему су три стуба са гвозденим језгром распоређена у једнакостранични троугао и повезана гвозденим јармовима да формирају затворено магнетно коло. Овај заједнички дизајн језгра значајно повећава стопу искоришћења материјала тро-фазних трансформатора у поређењу са једно-фазним трансформаторима - у поређењу са тро-групом која се састоји од три једнофазна-фазна трансформатора истог капацитета, једног трофазног трансформатора -може да уштеди око 20 до 30% материјала у језгру и смањи губитак материјала у језгру и смањи губитак од 30 процената бакра отисак стопала. Због тога, са становишта потрошње расутог материјала и трошкова опреме, трофазни трансформатори имају природне економске предности у сценаријима великог-капацитета и великих{15}}напајања.
У погледу оперативних перформанси, тро-фазни трансформатори и једнофазни-трансформатори се прилагођавају веома различитим карактеристикама оптерећења. Тро-фазни трансформатор може да произведе тро-фазни симетрични напон са фазном разликом од 120 степени, који може директно да покреће индустријску опрему као што су тро-фазни асинхрони мотори, фреквентни претварачи, исправљачи, итд., а такође може да обезбеди једно-фазно осветљење на излазу са звездом или утичницу за напајање у исто време (ледећа утичница). Када је трофазно оптерећење уравнотежено, трофазни трансформатор ради најефикасније, струја неутралне линије је близу нуле, композитни магнетни флукс у гвозденом језгру је константан, а губици на хистерези и вртложни струји су такође на ниском нивоу. Ако трофазни дисбаланс оптерећења премашује одређену границу, то ће узроковати трофазну асиметрију напона и девијацију неутралне тачке, што ће утицати на нормалан рад опреме и повећати губитке у линији. Једнофазни-трансформатор нема проблем трофазног дисбаланса -, он се првобитно користи за једнофазно-фазно оптерећење и треба да се фокусира само на напон и квалитет струје једне фазе. Што се тиче регулације напона, рад измењивача једнофазних трансформатора је једноставнији, али за ситуације које захтевају трофазну електричну енергију великог капацитета, три једнофазна трансформатора се морају користити паралелно, што не само да повећава цену и отисак, већ захтева и координацију фазе и прилагођавање конзистентности излаза и значајно повећање рада три уређаја, управљање сложеношћу три уређаја.
Из перспективе ефикасности, тро-фазни трансформатор са истим укупним капацитетом обично има већу ефикасност од комбинације три једнофазна-трансформатора, јер заједничко језгро смањује дужину магнетног кола и размак између спојева, што резултира мањом струјом побуде и мањим губитком гвожђа. У индустријским окружењима са високим стопама оптерећења, предност трофазних-фазних трансформатора ће бити додатно појачана. Ефикасност једнофазних-фазних трансформатора се не разликује много од оне трофазних-фазних трансформатора када је капацитет мали (као што је неколико десетина киловолт ампера или мање), али како се капацитет повећава, потрошња материјала по јединици капацитета се повећава, а економија постепено заостаје за трофазном шемом. Ово објашњава зашто тро-фазни трансформатори скоро доминирају у пољу дистрибуције и преноса великог{10}капацитета.
Дакле, која је вредност постојања моно{0}}фазних трансформатора? Његове основне предности леже у флексибилности и доброј прилагодљивости једнофазним-оптерећењима. У многим сценаријима, сама електрична опрема је једнофазна-фазна - као што су осветљење, фрижидери, клима уређаји, телевизори, као и уличне светиљке, сигнална светла, мала пољопривредна механизација итд. у стамбеним кућама. За ову врсту оптерећења, најједноставније и најдиректније решење је директно коришћење једнофазног-трансформатора за црпљење струје из једнофазне-мреже или једнофазно -фазно напајање из једне фазе трофазног трансформатора-. Нарочито у удаљеним областима, мрежа за напајање може да има само једнофазне-водове или је корисницима потребна само мала количина једнофазног напајања-. У овом случају, једнофазни{15}}трансформатор малог капацитета је довољан да реши проблем. Поред тога, једнофазни-трансформатори се широко користе у систему за напајање вуче електрификованих железница, пошто систем контакта изнад главе захтева једнофазно -фазно напајање наизменичном струјом. Трофазна електроенергетска мрежа се претвара у два једнофазна{21}}вода преко Сцотт везе или Вв везе за напајање возова на горе и доле. У неким сценаријима високе поузданости који захтевају Н-1 редундантност, као што су делимично напајање у центрима података или болницама, три једнофазна-трансформатора се користе да би се формирала трофазна група{27}}. У случају квара на једном од трансформатора, В-В веза може да се користи за одржавање трофазног напајања (смањење капацитета на две-трећине), што је флексибилније од потпуног нестанка струје након што је цео тро-фазни трансформатор оштећен. Међутим, овај приступ је усвојен само у специфичним ситуацијама високе поузданости, а општи индустријски корисници неће одустати од трофазних трансформатора ради редундансе.
У поређењу сценарија примене, граница између њих се може јасно дефинисати. Трофазни трансформатори су стандардна опрема у индустријској производњи, окосници електричне мреже, великим комерцијалним комплексима и централизованим електранама нове енергије - које се скоро увек користе на местима где су потребни трофазни мотори-, опрема са варијабилном фреквенцијом велике-снаге, централни системи климатизације и дистрибуција јавне електричне мреже. Једнофазни трансформатори доминирају у сценаријима као што су стамбено напајање електричном енергијом, улично осветљење, железничка вуча, инструментациони и контролни трансформатори и пољопривредна дистрибуција електричне енергије малог капацитета. У урбаним стамбеним срединама, трофазни дистрибутивни трансформатор се обично користи за смањење 10кВ на 400В, а затим се уводи у свако домаћинство преко три фазне линије и једне неутралне линије. Свако домаћинство узима струју из једне фазе и дели неутралну линију, која не само да испуњава укупну равнотежу три фазе, већ и остварује једнофазно{10}}фазно напајање домаћинства. Односно, улога једнофазних{12}}трансформатора није увек независна. У великој већини савремених система за напајање, они су замењени трофазним трансформаторима и нисконапонским-дистрибутивним мрежама и појављују се само као независни уређаји у одређеним терминалима или посебним апликацијама.
За спољнотрговинско особље предузећа за производњу трансформатора, када препоручују производе купцима, треба да помогну купцима да одговоре на следећа питања: Да ли је систем напајања електричне опреме једнофазни- или трофазни-? Ако постоје оба, колики је укупан трофазни капацитет-и укупан једнофазни капацитет? Да ли већ постоји трофазно -напајање на локацији? Који су захтеви за даљину напајања и пад напона? Какав је будући простор за проширење капацитета? Да ли је корисников буџет и простор за инсталацију довољни? У већини случајева, пожељно решење за снабдевање електричном енергијом новоизграђених фабрика, тржних центара, пословних зграда или стамбених зона је несумњиво трофазни дистрибутивни трансформатор, пошто цео нисконапонски-систем захтева тро-четворофазни систем како би задовољио потребе за напајањем и осветљењем. Само када купац изричито изјави да постоји само једно-фазно оптерећење или да је сама мрежа за напајање једнофазни вод, треба препоручити једнофазни-трансформатор. На пример, ако су пумпе за наводњавање и мала количина осветљења на удаљеној фарми једнофазна-опрема, а локална електроенергетска мрежа обезбеђује само једно-фазне водове, онда је једнофазни трансформатор-на стубу најекономичнији и најразумнији избор.
Што се тиче извозне сертификације, и једнофазни{0}}и трофазни- трансформатори треба да прате стандардни систем циљног тржишта. ИЕЦ 60076 серија је применљива на оба, али ставке за тестирање перформанси су исте. Постоје мале разлике у УЛ/ЦСА сертификацији за једно-фазне дистрибутивне трансформаторе (обично са капацитетом не већим од 100кВА) и трофазне дистрибутивне трансформаторе на северноамеричком тржишту и потребно је посебно потврдити применљиве стандардне верзије (као што је УЛ 1561 за суве{{9}0} трансформаторе, укључујући трансформаторе опште намене, {{9}0} једнофазни-и трофазни-фазни). Захтеви за енергетску ефикасност се не могу занемарити - УС ДОЕ је поставио границе губитака и за једнофазне{15}}и трофазне-разводне трансформаторе, а директива ЕУ ЕрП такође покрива две врсте производа. Када извозите мале трансформаторе као што су контролни трансформатори и изолациони трансформатори, једнофазни трансформатори{18}}такође морају да испуне специјализоване стандарде као што је серија ИЕЦ 61558. Без обзира на врсту, спровођење бенчмаркинга дизајна производа и испитивања типа унапред како би се осигурала усклађеност са прописима о обавезној сертификацији и означавању енергетске ефикасности земље увознице је предуслов за несметано царињење и стицање поверења купаца.
Укратко, једно{0}}фазни трансформатори и тро-фазни трансформатори имају своје незаменљиво техничко и економско позиционирање. Трофазни трансформатори доминирају узводним и средњим везама од производње електричне енергије до дистрибуције, као и код велике већине индустријских корисника, због својих предности високе ефикасности, компактности и великог капацитета; Једнофазни трансформатори служе једнофазним терминалима за оптерећење и посебним вучним пољима са својим предностима једноставности, флексибилности и ниске цене. Не постоји трансформатор који може да доминира светом. Суштина избора је да одговара карактеристикама оптерећења, условима напајања и економском буџету. Када се купци суоче са дилемом да ли да користе једнофазну-фазну или трофазну-фазну, као професионално спољнотрговинско особље, најбољи савет је да прво на лицу места сортирају списак све електричне опреме, израчунају однос тро-фазних према једнофазним-фазним оптерећењима, а затим комбинују тренутну ситуацију горенаведеног циљаног плана за напајање и услове будућег експанзионисања мреже недостаци два трансформатора један по један. Одговор ће се природно појавити у подацима.
