Netwerkverdelingstransformatoren voor grid- en pleknetwerken

Geplaatst in kluizen
Netwerktransformatoren, die dienstdoen als distributietransformatoren voor netwerken en plaatselijke netwerken, zijn grote driefase-eenheden.

Volgens ANSI C57.12.40 - 1982 worden netwerkeenheden meestal ingedeeld als kluis- of metrotypen:

• Kluis-transformatoren: Geschikt voor incidenteel onder water opereren.

• Metro-transformatoren: Geschikt voor frequente of continue onder water operatie.

Netwerktransformatoren worden ook gebruikt in gebouwen, meestal in de kelder. In zulke gevallen kunnen kluis-transformatoren worden gebruikt, mits de ruimte goed is ingericht en beveiligd voor dit doel. Energiebedrijven kunnen ook kiezen voor droogtype eenheden en eenheden met minder brandbare isolerende olie.

Technische kenmerken

Een netwerktransformator is uitgerust met een driefase primaire zijde schakelaar, die in staat is om de primaire zijde verbinding met de aarde te openen, sluiten of kortsluiten. De standaard secundaire zijde spanningen zijn 216Y/125 V en 480Y/277 V. Tabel 1 hieronder vermeldt de standaardspecificaties.

Transformatoren met een nominale capaciteit van 1000 kVA of minder hebben een impedantie van 5%; voor transformatoren met een nominale capaciteit die 1000 kVA overschrijdt, is de standaard impedantie 7%.
Het reactantie-weerstandverhouding (X/R) ligt meestal tussen 3 en 12. Transformatoren met lagere impedantie (zoals die met 4% impedantie) vertonen lagere spanningdalingen en hogere secundaire zijde foutstromen. (Hogere secundaire zijde foutstromen zijn gunstig voor het elimineren van fouten in het netwerk.) Echter, lagere impedantie heeft ook nadelen – het leidt tot hogere circulerende stromen en slechtere belastingbalans tussen transformatoren.

Transformatoren met een nominale capaciteit van 1000 kVA of minder hebben een impedantie van 5%; voor transformatoren met een nominale capaciteit die 1000 kVA overschrijdt, is de standaard impedantie 7%. Het reactantie-weerstandverhouding (X/R) ligt meestal tussen 3 en 12. Transformatoren met lagere impedantie (zoals die met 4% impedantie) vertonen lagere spanningdalingen en hogere secundaire zijde foutstromen. (Hogere secundaire zijde foutstromen zijn gunstig voor het elimineren van fouten in het netwerk.) Echter, lagere impedantie heeft ook nadelen – het leidt tot hogere circulerende stromen en slechtere belastingbalans tussen transformatoren.

Aardingverbindingen 
De meeste netwerktransformatoren zijn verbonden als delta-geaarde wye. Door de nulreeksstroom te blokkeren, houdt deze verbinding de aardingstroom op de primaire kabels op een laag niveau. Hierdoor kan een zeer gevoelige grondfoutrelais worden gebruikt op de substation circuitbreker. Het blokkeren van de nulreeksstroom vermindert ook de stroom op de kabelneutraals en kabelmantels, inclusief nulreeks harmonischen, voornamelijk de derde harmonische. Bij een primaire lijn-naar-aarde fout springt de voederlijn circuitbreker, maar de netwerktransformatoren blijven de fout terugspeuren totdat alle netwerkbeveiligingen werken (en sommige kunnen mislukken). Op dat moment voeden de netwerktransformatoren de primaire voederlijn als een ongeaard circuit.
In een ongeaard circuit veroorzaakt een enkele fase lijn-naar-aarde fout een verschuiving van het neutraal punt, wat de fase-naar-neutraal spanning van de niet-defecte fasen verhoogt naar het fase-naar-fase spanningniveau. Niet-netwerklasten die fase-naar-neutraal zijn aangesloten, worden blootgesteld aan deze overspanning. Sommige netwerken gebruiken de geaarde wye-geaarde wye verbinding.

Deze verbinding is geschikter voor combinatievoeders. Bij een primaire lijn-naar-aarde fout springt de voederlijn circuitbreker. Voor de terugspeuringsstroom naar de primaire via het netwerk biedt de wye-wye verbinding nog steeds een aardingreferentiepunt, waardoor de kans op overspanning wordt verminderd. De geaarde wye-geaarde wye verbinding vermindert ook de kans op ferroresonantie bij het uitvoeren van single-pole switching.
De meeste netwerktransformatoren zijn van het kern type, met de kernstructuur als driedelig (driefase, driezuil) of vijfdelig (driefase, vijfzuil). De driedelige kern, of het nu een gestapelde kern of een gewonden kern is, is geschikt voor een delta-geaarde wye verbinding (maar niet voor een geaarde wye-geaarde wye verbinding vanwege tankverwarmingsproblemen). Een vijfdelige kern transformator is geschikt voor beide bovengenoemde verbindingstypen.