Transformatoren hoogspanning

Principe

Eenvoudige onderdelen van de transformator:

- magnetische kern in tinmetaal zonder luchtspleet;

- 2 spoelen met n aantal windingen: primair en secundair.

Werking

Door een sinusvormige wisselspanning toe te passen op de primaire spoel ontstaat een sinusvormige wisselende flux in de kern met dezelfde frequentie. Dit genereert een sinusvormige wisselspanning van dezelfde frequentie in de secundaire spoel. Er bestaan dubbel-spannings-transformatoren waarbij men aan de secundaire zijde 400 V & 230 V kan hebben.

Informatie te vinden op een transformator

P = vermogen (kVA)

I_p = primaire stroom (A)

I_s = secundaire stroom (A)

I_cc = kortsluitstroom secundair (A)

U_cc = kortsluitspanning (%)

De verschillende types transformator

Driefasige olietransformatoren moeten voldoen aan de normen NBN EN 50464-1 (of NBN HD 428-1) en NBN EN 60076-1.

De aansluitklemmen voor hoogspanning van de transformator zijn van het opsteekbare type voor doorvoerisolatoren volgens NBN EN 50180.

De transformatoren moeten uitgerust zijn met wielen die na plaatsing geblokkeerd moeten worden.

Olietransformator

Bij gebruik van een transformator met diëlektrische vloeistof is het verplicht de cabine uit te rusten met een waterdicht opvangbak, aangepast aan de hoeveelheid vloeistof die toevallig uit het toestel kan ontsnappen.

Dit systeem moet dus waterdicht en chemisch inert zijn ten opzichte van de isolatievloeistof van de transformator. Daarnaast moet de geldende regionale wetgeving worden gerespecteerd. Daartoe kan het aangewezen zijn biologisch afbreekbare olie te gebruiken.

Bij de keuring moet ook de algemene staat van de transformator worden gecontroleerd, met bijzondere aandacht voor de koelvinnen. Bij een fout in de transformator kunnen deze opzwellen. Dit is een teken van een beschadigde transformator.

Droge transformator

Het gebruik van droge transformatoren (conform NBN EN 50541-1) heeft volgende bijzonderheden waarmee rekening moet worden gehouden bij het ontwerp van het lokaal:

- Hogere kans op interne fout door de aanwezigheid van actieve delen in de lucht;

- Grote afmetingen;

- Hoger geluids- en trillingsniveau;

- Significant hogere verliezen;

- Noodzaak van bijkomende hindernissen tegen directe aanrakingen.

Naast bovenstaande bijzonderheden moet ook rekening worden gehouden met de volgende installatiebeperkingen:

- Ze mogen niet in hetzelfde lokaal worden geplaatst als materiaal dat door DSO-personeel wordt geëxploiteerd;

- Deze toestellen, met een significant boograisico, moeten worden geïnstalleerd in lokalen die bestand zijn tegen overdruk.

Opmerking: het oppervlak van de wikkelingen moet beschouwd worden als een onder spanning staand deel en is dus niet veilig om aan te raken. Minimumafstanden moeten worden gerespecteerd.

Aanduiding van het type koeling

De koelvloeistof van de transformator wordt aangeduid met 4 letters:

Aard van het diëlektricum:

- O: minerale olie;

- L: askarel;

- G: gas;

- W: water;

- A: lucht;

- S: vaste isolatie;

- X: silicone.

Type koeling:

- N: natuurlijk;

- F: geforceerd;

- D: geforceerd via de wikkelingen.

Betekenis van de letters:

1ᵉ en 2ᵉ letter: diëlektricum in contact met de wikkelingen:

- 1ᵉ letter: aard van de koelvloeistof;

- 2ᵉ letter: aard van de circulatie.

3ᵉ en 4ᵉ letter: diëlektricum in contact met het externe koelsysteem:

- 3ᵉ letter: aard van de koelvloeistof;

- 4ᵉ letter: aard van de circulatie.

Voorbeelden:

Spanningsregeling

De transformatoren zijn uitgerust met een spanningsregelaar met meestal 5 standen:

Bijkomende controles

- Thermografisch onderzoek: jaarlijks;

- Test van afregeling en goede werking van het maximumstroomrelais: elke 2 jaar;

- Meting van de isolatieweerstand: elke 2 jaar.

Meettransformatoren

Spanningstransformator (TP / VT)

Past de waarde van de primaire spanning aan de kenmerken van de meet- of beveiligingsapparatuur aan, door een evenredig verminderde secundaire spanning te leveren. De vermogenscircuits zijn geïsoleerd van het meet- en/of beveiligingscircuit.

Kenmerken — spanningen volgens NBN:

Nauwkeurigheidsklasse

Bepaalt de gegarandeerde foutgrenzen op de transformatieverhouding en op de faseverschuiving onder gespecificeerde voorwaarden van vermogen en spanning.

Faseverschuiving of fasefout: faseverschil tussen primaire en secundaire spanning, in boogminuten (ψ in minuten).

Spanningsfout: fout die de transformator introduceert in de spanningsmeting wanneer de transformatieverhouding verschilt van de toegekende waarde (ε in %).

Nauwkeurigheidsklassen: 0,1 — 0,2 — 0,5 — 1 — 3 — 5.

Transformatieverhouding

Verhouding tussen de primaire en de secundaire spanning, bv. 12 kV / 110 V.

Voorbeeld van typeplaatje:

U_p/U_s: 15.400 V / 110 V — Vermogen: 30 VA — Klasse: 0,2

Stroomtransformator (CT / TI)

Levert aan de secundaire zijde een verminderde stroomwaarde, evenredig met de netstroom waarop hij is geïnstalleerd, voor de voeding van een meetapparaat (bv. 100 A / 5 A).

Kenmerken — spanningen volgens NBN: zelfde tabel als hierboven (6 / 10 / 15 kV).

Nauwkeurigheidsklasse

De nauwkeurigheidsklasse wordt gekenmerkt door een klasse-index gelijk aan de bovengrens van de stroomfout, uitgedrukt in %, voor de primaire nominale stroom en de nauwkeurigheidsbelasting.

Normale nauwkeurigheidsklassen: 0,1 — 0,2 — 0,5 — 1 — 3 — 5.

Transformatieverhouding

Verhouding tussen de primaire nominale stroom en de secundaire nominale stroom, bv. 100 A / 5 A, 200 A / 2 A.

Veiligheidsfactor FS (Security Factor)

De stroomtransformator beschermt het meetapparaat tegen overstromen:

- de overdracht moet maximaal gebeuren tot het punt van een veelvoud van de aangeduide nominale stroom;

- vanaf deze waarde is de transformator in verzadiging en wordt de fout groter dan 10 %.

Voorbeeld van typeplaatje.

Voorschriften (AREI Boek 2 art. 5.3.4.1; 5.3.4.2; 5.3.4.3)

Meetcircuits:

- Het materiaal van de meetcircuits moet conform de norm zijn;

- De meettransformatoren zijn van het eenfasige type;

- Een punt van elke secundaire wikkeling van de meettransformatoren is verbonden met de hoogspanningsaardingsinstallatie (bescherming tegen doorslag van primair naar secundair);

- Afwijking 4.4.3.1: bescherming tegen overbelasting aan de primaire zijde van meettransformatoren mag worden weggelaten;

- Het is verboden de secundaire circuits van stroomtransformatoren te beschermen tegen overbelasting en kortsluitingen.

Minimale doorsnede van de geleiders van de meetcircuits: Synergrid (C2-122).