Transformatoren
voor electriciteitsdistributie
Electriciteit

Een transformator wordt gebruikt om een spanning omhoog of omlaag te transformeren. Een transformator werkt enkel met wisselspanning, en daarom is men honderd jaar geleden overgestapt op wisselspanning in plaats van gelijkspanning. Tegenwoordig kan men ook gelijkspanning gemakkelijk transformeren met schakelende voedingen, maar die bestonden niet in die tijd.
-

-

Een transformator zet een lage spanning om in een hogere spanning of omgekeerd. Omdat het vermogen constant blijft, heeft de lage spanning een hogere stroom dan de hogere spanning. Omdat een hogere stroom meer verliezen teweeg brengt, zal men een zou hoog mogelijke spanning gebruiken voor de electriciteitsdistributie. De spanning wordt dan opnieuw verlaagd voor de eindgebruiker. De transformatorverliezen zijn heel beperkt in vergelijking met de verliezen in de kabels.

Tussen de alternator in de electriciteitscentrale en de eindgebruiker zal men een 5-tal transformatoren aantreffen: één step-up transformator die de generatorspanning opvoert naar de hoogspanning van het transportnetwerk (150kV of 380kV) en een aantal transformatoren die de spanning verlagen naar midden- en laagspanning (70kV, 36kV, 11kV, 6kV en uiteindelijk 230/400V).

Er bestaan verschillende transformatoren die hier niet besproken zullen worden: afgestemde transformatoren die gebruikt worden om hoogfrekwente signalen te versterken (radio, televisie,...), impedantieomvormers die in bepaalde electronische schakelingen gebruikt worden,... We beperken ons hier tot de transformatoren die bij de electriciteitsdistributie gebruikt worden.

Monofasig of driefasig

De stroomverdeling gebeurt driefasig, de meeste transformatoren zijn dan ook driefasig, waardoor er minder ijzer en koper nodig is (met als gevolg minder veliezen). Het is enkel als de transformator zo groot zou moeten worden dat die niet vervoerd kan worden dat men drie monofasige transformatoren gebruikt (step-up transformatoren van electriciteitscentrales, dwarsregeltransformatoren,...).

Als men drie monofasige transfo's gebruikt, dan kan men zich in een eerste fase beperken tot twee transfo's als het verbruik nog laag is, om later de derde transo bij te plaatsen. Dit is enkel mogelijk bij driehoekschakelingen.

Gebruikt men monofasige transformatoren, dan kan men ook het systeen betrouwbaarder maken door een extra transformator te voorzien die dan in gebruik wordt genomen als een transformator onderhouden moet worden.

De meeste transformatoren hebben drie kolommen met een primaire en secundaire wikkeling. Deze worden algemeen gebruikt, maar zijn minder aangeraden als de belasting asymmetrisch kan worden. Men gebruikt dan twee extra kolommen zodat de magnetische flux langs hier kan lopen.

De transformator kan zowel in ster of driehoek aangesloten worden zoals motoren, maar bij transformatoren komt en nog een schakelwijze bij: de zig-zag aansluiting: zie schakeling van transformatoren.

Spaartransformatoren of autotransformatoren

Autotransformatoren hebben een gecombineerde wikkeling die zowel voor het primair als het secundair gebruikt wordt. De transformatieverhouding wordt op dezelfde manier berekend als bij een normale transfo en men kan de spanning verhogen of verlagen. Het voordeel van een spaartransformator is dat men minder metaal moet gebruiken (kopen en ijzer) en dat er minder verliezen zijn.

Een nadeel is dat primair en secundair niet gescheiden zijn. Voor bepaalde toepassingen waarbij het secundair aan de massa moet liggen (audio installaties) moet men transformatoren met gescheiden primair en secundair gebruiken. Transformatoren die een veilige voeding moeten leveren (medische apparatuur, speelgoed, enz) hebben altijd gescheiden wikkelingen.

Autotransformatoren worden zowel monofasig als direfasig gebouwd. Ze hebben vooral nut als de transformatieverhouding eerder beperkt is zoals bij verhuistransfo's (110/220V).

De transformator rechts is een spaartransformator die gebruikt wordt voor het starten van zware motoren, dit is een alternatief op het starten met een ster-driehoekschakeling. Bepaalde motoren, en in het bijzonder de dahlander motor kan niet gestart worden met een ster-driehoekschakeling.

Iedere spoel heeft drie aansluitingen: een gemeenschappelijke aansluiting (neutre) op 0V, een ingang (bijvoorbeeld 400V) en een uitgang (bijvoorbeeld 300V). Dij een ster-driehoek omschakeling is de spanningsverhouding vast (400/230V). Met een spaartransformator kan men een andere verhouding gebruiken. Autotransformatoren worden bijvoorbeeld gebruikt bij zware motoren die onder belasting moeten starten (compressoren op 400/310V). Het normaal starten in ster-driehoekconfiguratie levert bijvoorbeeld een te laag koppel om de motor te doen aanlopen.

Omdat de transfo enkel tijdens het starten gebruikt wordt kan die lichter uitgevoerd worden.

De verliezen in transformatoren worden hier besproken.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's

-