Strømtransformator

Effekttransformere er elektriske transformere, der er designet til høje ydelser i området fra 10.000 kVA til 1000 MVA. Denne type transformer har en meget høj udgangseffekt og er normalt forbundet med højspændingsenheder i elektriske energinetværk, dvs. i elnettet, og bruges til spændingsregulering. Krafttransformere bruges ofte som trefasede transformere i elnettet eller som enfasede transformere til jernbanestrømforsyning. Der gælder forskellige standarder og generelle regler for strømtransformere. I Tyskland/Europa er krafttransformere generelt designet i overensstemmelse med EN eller IEC 60076. Der findes yderligere standarder og bestemmelser, f.eks. for omformertransformatorer.

En transformer består af et magnetisk kredsløb, som kaldes kernen. Kernen i en krafttransformer består af lamineret elektrisk stål. Kernen har mindst to strømførende viklinger, den såkaldte primære vikling og den sekundære vikling. Hvis der tilføres en elektrisk vekselspænding til primærviklingen, begynder der at løbe en vekselstrøm gennem primærviklingen. Denne vekselstrøm genererer et magnetfelt i viklingen, som ændrer styrke og frekvens i takt med vekselstrømskilden. Transformatorens magnetiske flux ændrer sig med vekselspændingens frekvens.

Teknikken til fremstilling af kernen og kvaliteten af den anvendte transformerkerne påvirker det magnetiske kredsløb. Transformatorens magnetiske kredsløb (magnetfelt) skal ideelt set generere lave hvirvelstrømstab og have lave ommagnetiseringstab (hysteresetab). Et andet aspekt er modstanden i en transformers vikling. Kun med lagdelte og ordnede viklinger på primærspolen og sekundærspolen og det bedste viklingsmetal kan du reducere viklingstabene. Spændingen reguleres med antallet af vindinger på spolen. Strømstyrken bestemmer diameteren på det viklede metal.

En transformers nominelle effekt udtrykkes i VA, kVA eller MVA (VA står for volt-ampere og er måleenheden for tilsyneladende elektrisk effekt, kVA for kilovolt-ampere og MVA for megavolt-ampere).

Med undtagelse af sølv har kobber den bedste ledningsevne med γ = 56. Aluminium har på den anden side kun γ = 36. Aluminium følger således med en forskel på ca. 35 procent. Derfor er kobber det bedste metal og aluminium “kun” det næstbedste af de teknisk og økonomisk anvendelige ledermaterialer til elektrisk energi. Alle andre metaller kan ikke betragtes som ledere af elektricitet, og legeringer har generelt en betydeligt lavere ledningsevne end rene metaller. Sølv og guld er helt udelukket på grund af den høje pris.

Krafttransformere fremstilles enten som oliefyldte eller tørre transformere (støbte harpikstransformere). En oliefyldt transformer består af mindst én aktiv del. En aktiv del er kombinationen af viklingen (denne er arrangeret koncentrisk som en cylindrisk vikling eller skivevikling lavet af kobber eller aluminium), kernen (lagdelte elektriske plader med lave hvirvelstrømstab) og pressede dele. Afhængigt af designet kan andre aktive dele f.eks. være drossler til begrænsning af kortslutningsstrøm eller strømbegrænsende drossler til anvendte tapskiftere. En tørtransformator (støbt harpikstransformator) bruges, når olietransformatorer kun kan bruges usikkert på grund af brandbelastning og vandfare. Tørtransformere har lignende komponenter og består af den samme teknologi som en olietransformer. Ligesom i en olietransformer består kernen i en tørtransformer af en lagdelt kerne af elektriske plader. Transformatorens viklinger er udformet som tråd- eller båndviklinger. Viklingerne er ofte støbt i støbeharpiks, hvilket er grunden til navnet støbeharpikstransformer.

Strømtransformere bruges inden for en lang række områder. Anvendelsesområdet varierer afhængigt af transformatorens design. Strømtransformere kan derfor bruges til forskellige løsninger og applikationer. Krafttransformere bruges inden for elproduktion og -transmission som generator-transformere og netadgangstransformere mellem kraftværket og elnettet, som systemtilslutningstransformere i højspændingsstationer og som systemforsyningstransformere til industrielle anvendelser. Da tørre krafttransformatorer generelt ikke er i stand til at bortlede varmetab så godt, er de begrænset til ydelser på op til 40 MVA. Det er derfor, disse transformere mest bruges i mellemspændingsnet. Her bruges den primært som distributionstransformer til at forsyne lavspændingsnetværk i store systemer eller bygningskomplekser.