Beschrijving
De kern van dit verschil ligt in het isolatieniveau van het neutrale punt van de transformator.
I. Volledig geïsoleerde transformator
1. Definitie
Een volledig geïsoleerde transformator, ook wel een 'niet--gegradeerde isolatietransformator' genoemd, is een transformator waarbij het neutrale punt van de wikkeling en de lijnaansluitingen hetzelfde isolatieniveau hebben. Met andere woorden: het neutrale punt en de drie-faselijnterminals (fasen A, B en C) zijn ontworpen om hetzelfde niveau van bliksemimpulsspanning en netfrequentie te weerstaan.
2. Belangrijkste kenmerken
Uniform isolatieniveau: De isolatiesterkte is hetzelfde, ongeacht of deze zich aan het begin van de wikkeling (lijnterminals) of aan het einde (neutraal punt) bevindt.
Flexibele werking van het neutrale punt: Het neutrale punt kan direct worden geaard, geaard via een Petersen-spoel of zelfs ongeaard blijven. De isolatie is zo sterk dat zelfs als het neutrale punt niet geaard is, een enkele- fasefout de isolatie niet in gevaar zal brengen, ondanks de stijging van het neutrale puntpotentieel.
Overspanningsbeveiliging: vertrouwt voornamelijk op afleiders om binnenkomende bliksem-overspanningen te beperken.
3. Belangrijkste toepassingsscenario's
De belangrijkste toepassing is bij spanningsniveaus van 110 kV en lager.
Het wordt vaak gebruikt in systemen waarbij het neutrale punt niet geaard is of geaard is via een Petersen-spoel (dat wil zeggen, geaarde systemen met lage{2}} stroom), wat heel gebruikelijk is in 10 kV-35 kV-distributienetwerken en de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening kan verbeteren.
II. Gedeeltelijk geïsoleerde transformatoren (gegradueerde isolatietransformatoren)
1. Definitie
Een gedeeltelijk geïsoleerde transformator, formeel bekend als een "gegradueerde isolatietransformator", is er een waarbij het isolatieniveau van het neutrale punt van de wikkeling aanzienlijk lager is dan dat van de lijnterminals. Vanaf de lijnklemmen tot aan het neutrale punt nemen de isolatieniveaus stapsgewijs af.
2. Belangrijkste kenmerken
- Ongelijke isolatieniveaus: het isolatieniveau is het hoogst bij de lijnaansluitingen en het laagst op het neutrale punt. In een 500 kV-transformator kan het isolatieniveau op het neutrale punt bijvoorbeeld gelijkwaardig zijn aan dat van een 110 kV- of 66 kV-transformator.
- Het neutrale punt moet direct geaard zijn: dit is de belangrijkste operationele vereiste. Omdat het neutrale punt een zwakkere isolatie heeft, kan er, als het tijdens bedrijf niet veilig geaard is, in het geval van een systeemfout of blikseminslag een hoge spanning op de nulleider ontstaan, waardoor de kwetsbare isolatie gemakkelijk kapot gaat en de transformator beschadigd raakt.
- Hoge economische efficiëntie: dit is het belangrijkste doel van het gebruik van gegradeerde isolatie. Door het isolatieniveau op het neutrale punt te verlagen, kan de grootte van de transformator aanzienlijk worden verkleind, het gewicht worden verlaagd en het materiaalverbruik (vooral isolatiematerialen) worden geminimaliseerd, waardoor de kosten worden verlaagd. Bij toepassingen met ultra-hoge spanning en extra-hoge spanning is dit economische voordeel zeer aanzienlijk.
3. Belangrijkste toepassingen
- Vaak gebruikt in ultra-hoogspannings- en extra-hoogspanningssystemen van 110 kV (vooral 220 kV) en hoger.
- Kan alleen worden gebruikt in geaarde systemen met hoge- stroom waarbij het neutrale punt direct geaard is.
Overzicht
- Zorg voor verwarring: onder geen enkele omstandigheid mag het neutrale punt van een klasse-geïsoleerde transformator ongeaard blijven of geaard worden via een boogonderdrukkingsspoel. Dit is uiterst gevaarlijk en kan direct leiden tot kapotte isolatie en schade aan de transformator.
- Selectiebasis: De keuze van het transformatortype wordt niet willekeurig bepaald door de gebruiker; het wordt bepaald door ontwerpen op systeem-niveau, zoals het spanningsniveau van het elektriciteitsnet en de aardingsmethode op het neutrale punt. Normaal gesproken worden volledig-geïsoleerde transformatoren gebruikt voor laag-distributiesystemen, terwijl klasse-geïsoleerde transformatoren worden gebruikt voor- hoogspanningstransmissiesystemen.
- Onderhoudswerkzaamheden: Bij het in bedrijf stellen, inspecteren of onderhouden van een transformator is het essentieel om duidelijk te zijn over de isolatiestructuur van de transformator, met name het isolatieniveau van het neutrale punt, om de operationele veiligheid te garanderen.
