Transformer Tap: wat, waarom, hoe te vinden en gedetailleerde feiten

De tap changer of de trafo tap is een speciale techniek om de draaiverhouding te veranderen. Transformatorkranen zorgen voor balans in distributiesystemen door de spanning te variëren volgens de verandering in spanningsniveaus.

Transformatorkranen zijn van vitaal belang omdat het aantal windingen in de HV-wikkeling hoog is en er een grote spanningsvariatie kan zijn. De stroom bij de LV-wikkeling van grotere transformatoren is vrij hoog. De stroom doorbreken is dus een moeilijke taak. Laagspanningswikkeling wordt dichter bij de kern gehouden en hoogspanningswikkeling buiten. 

Wat is een transformatorkraan?

Transformatorkranen zijn een soort spanningsregelmethode die het aantal windingen in één wikkeling van de transformator verandert en dus de draaiverhouding verandert. Omdat de spanning afhangt van de draaiverhouding, kunnen we deze variëren.

Afhankelijk van de vereiste kunnen we zowel aan primaire als secundaire zijde een transformatorkraanwisselaar gebruiken. 

Transformatorkraan
Getapte autotransformator; Afbeeldingscredits: Wikimedia

Wat zijn instellingen voor transformatorkraan?

We kunnen aftakkingen regelen aan het einde van de fasen, op het neutrale punt of ergens tussen de wikkelingen. We kunnen het aantal busisolatoren terugbrengen als we aan het einde van de fasen kranen voorzien.

Als we kranen op het neutrale punt plaatsen, kunnen we de isolatie tussen verschillende componenten van de transformator verminderen. Deze opstelling is kostenbesparend en vooral geschikt voor grote transformatoren. De wikkelverhouding varieert van de ene tap tot de andere, en dus worden bij elke tap verschillende spanningen ontvangen.

Transformatorkraan gebruiken?

Op meerdere punten op de wikkeling zijn transformatoraftakkingen aanwezig. De belangrijkste reden voor het gebruik van een transformatorkraan is om de spanning in verschillende situaties aan te passen. De spanning moet worden aangepast aan de verandering in belasting. 

Spanningsvariatie is noodzakelijk voor distributienetwerken. Transformatorkranen veranderen de draaiverhouding zodat een bepaalde spanning behouden blijft. De andere redenen voor het gebruik van transformatorkraan zijn-

  1. Om de secundaire spanning te variëren indien nodig:
  2. Om het actieve en reactieve vermogen te regelen:
  3. Om de spanning van de consumententerminal aan te passen aan de vereisten:

Veelgestelde vragen

Type transformatorkraan?

Er zijn twee soorten transformator-tap-wisselaars beschikbaar: On-load tap-wisselaar (OLTC) en off-load tap-wisselaar of spanningsloze tap-wisselaar (DETC). Onlangs zijn er ook solid state tap-wisselaars ontwikkeld.

Een on load tap changer wordt gebruikt in complexe en onvermijdelijke leveringsonderbrekingen. Het bestaat uit vele kranen en is vrij duur. Aftakkingswisselaars zonder belasting zijn ideaal voor laagspannings- en laagvermogentransformatoren waar het vaak niet nodig is om de kraan te wisselen. Zoals de naam al doet vermoeden, kan het ook het systeem spanningsloos maken.

Tik bij laden op Wisselaars
Tik op de wisselaar bij het laden; Afbeelding tegoed: IndiaMART
SEW 3 Phase Off Load Tap Changer 11kv & 33kv
Kraanwisselaar zonder belasting; Afbeelding tegoed: IndiaMART

Hoe werkt de transformatorkraan?

De belasting wordt eerst losgekoppeld van de transformator bij het wisselen van de belasting. In één keer wordt een enkele kraan aangesloten om kortsluiting te voorkomen. De transformator moet spanningsloos worden gemaakt zodra het aftappen is voltooid. 

Zoals de naam al doet vermoeden, hoeft de belasting niet te worden losgekoppeld van de transformator bij het wisselen van de belasting. Kranen kunnen resistief of reactief zijn en worden in een oliecontainer geplaatst. Van de 33 tikken verhogen 16 tikken de draaiverhouding, 16 tikken verlagen de draaiverhouding en de resterende één tik is in het midden aanwezig. 

Lees ook verder…Wederzijdse inductantietransformator: gelijkwaardig circuit met wederzijdse inductie en 10+ kritische veelgestelde vragen

Hoe de transformatorkraan te berekenen?

We passen de draaiverhouding aan voor de berekening van de transformatorkraan. Waar de spanning moet worden verhoogd, moet de aftakking omhoog gaan om de primaire windingen (NP) te verminderen. Evenzo moeten we naar beneden gaan om NP te verhogen om de spanning te verlagen. 

De gewijzigde draaiverhouding van de tapwisselaar

CodeCogsEqn

(+ teken voor toenemende spanning, – teken voor afnemende spanning). Stel dat de tapwisselaar op 4 staat, 1 stap omhoog vanaf nominale tap 3 door omhoog te gaan en NP te verlagen. Als To= 3.5 en stap % = 1.25, dan

CodeCogsEqn 2

Aftakkingsbereik transformator?

Het standaardbereik van kraanwisselaars zonder belasting is om kranen te hebben van +5%, +2.5%, 0, -2.5%, -5%. De middelste kraan staat bekend als de nominale kraan. Er kunnen verschillende bereiken zijn, maar meestal is de limiet +/- 10% en minimaal 2.5% per stap. 

Het bereik van een on-load tap-wisselaar kan van alles zijn, afhankelijk van de behoefte. De meest voorkomende waarden zijn +7.5% tot -12.5% in stappen van 1.25% en + 15% tot -15% in stappen van 1.25%. De regeling van elke kraan valt onder het bereik van 1-2% om dode zones te voorkomen. Af en toe wordt ook het tikbereik van 15% -20% gezien. 

Lees meer op...Transformatorspanningsval: wat, waarom, hoe te vinden en gedetailleerde feiten

Berekening transformator tappen?

We zien een 12.4 kV/4050V transformator met vijf aftakkingen op de primaire wikkeling. Het stappenpercentage is 1.25%. Dus de uitgangsspanning bij de nominale kraan (kraan 3) is 4050V. 

Daarom draait verhouding =

CodeCogsEqn 4

Stel dat er een belasting is op de secundaire wikkeling met dezelfde klemspanning als de secundaire spanning. Door enkele verliezen zakt de belastingsspanning naar 4000 V. De tapwisselaar zal zich aanpassen om het 50 V-verlies te compenseren. Dus de secundaire spanning zou moeten toenemen tot 4050+50= 4100 V. De verhogingswaarde= 4100/4050 = 1.012

Vp/Vs = Np/Ns

Aangezien er een toename is in Vs, Np moet met hetzelfde bedrag worden verlaagd. Zoonp' = Np/ 1.012

Dus,

CodeCogsEqn 5

We moeten dus N . verlagenp by

CodeCogsEqn 6

Lees meer over….Multi Tap Transformer: wat, waarom, werken, toepassingen, gedetailleerde feiten

6dTYNFCpX8sdyuizqpMkSIc9e63g2dGBNWOBB4vwxU JSkuST ULa9GIcNr3pSjt

Transformator tikken schakelaar

Transformatorkraanschakelaars zijn meestal van twee typen: keuzeschakelaar en omleidingsschakelaar. De keuzeschakelaars selecteren de positie van de kranen waarnaar de omschakelaar de belastingstroom overbrengt.

De wisselschakelaar is verantwoordelijk voor het maken en verbreken van de belastingsstroom en schakelt de transformatorkranen over. Deze schakelaars zijn vaak gescheiden van het hoofdtransformatorcompartiment om olievervuiling te voorkomen. De keuzeschakelaars werken onbelast en worden dus in hetzelfde compartiment geplaatst.