Giethars transformator

Giethars transformatoren zijn vermogenstransformatoren en zijn elektrische transformatoren die ontworpen zijn voor hoge vermogens in het bereik van 100 kVA tot 6 MVA. Giethars transformatoren worden vaak gebruikt als driefasige transformatoren in het elektriciteitsnet of als eenfasige transformatoren voor spoorwegvoedingen. Er zijn verschillende normen en algemene voorschriften van toepassing op energietransformatoren. In Duitsland/Europa worden vermogenstransformatoren over het algemeen ontworpen in overeenstemming met EN of IEC 60076. Er bestaan nog meer normen en voorschriften, bijvoorbeeld voor transformatoren.

Een transformator bestaat uit een magnetisch circuit, dit wordt de kern genoemd. De kern van een giethars transformator bestaat uit gelamineerd elektrisch staal. De kern heeft ten minste twee stroomvoerende wikkelingen, de zogenaamde primaire wikkeling en de secundaire wikkeling. Als er een wisselspanning op de primaire wikkeling wordt gezet, begint er een wisselstroom door de primaire wikkeling te lopen. Deze wisselstroom genereert een magnetisch veld in de wikkeling, dat van sterkte en frequentie verandert met de wisselstroombron. De magnetische flux van de transformator verandert met de frequentie van de wisselspanning.
De productietechniek voor de kern en de kwaliteit van de gebruikte transformatorkern beïnvloeden het magnetische circuit. Het magnetische circuit van een transformator (magnetisch veld) zou idealiter lage wervelstroomverliezen moeten genereren en lage hermagnetiseringsverliezen (hysteresisverliezen) moeten hebben. Een ander aspect zijn de weerstanden in de wikkeling van een transformator. Wikkelverliezen kunnen alleen worden verminderd met gelaagde en geordende wikkelingen op de primaire en secundaire spoelen en het beste wikkelmetaal. De spanning wordt geregeld door het aantal windingen op de spoel. De stroomsterkte bepaalt de diameter van het wikkelmetaal.
Het vermogen van een transformator wordt uitgedrukt in VA, kVA of MVA (VA staat voor voltampère en is de meeteenheid voor schijnbaar elektrisch vermogen, kVA voor kilovoltampère en MVA voor megavoltampère).
Met uitzondering van zilver heeft koper de beste geleiding met γ = 56. Aluminium daarentegen heeft slechts γ = 36. Aluminium volgt dus met een gat van ongeveer 35 procent. Koper is dus het beste metaal en aluminium “slechts” het op één na beste van de technisch en economisch bruikbare geleidende materialen voor elektrische energie. Alle andere metalen kunnen niet worden beschouwd als geleiders van elektriciteit, en legeringen hebben over het algemeen een aanzienlijk lager geleidingsvermogen dan zuivere metalen. Zilver of goud zijn helemaal uitgesloten vanwege de hoge prijs.

Vermogenstransformatoren worden vervaardigd als met olie gevulde of droge transformatoren (giethars transformatoren). Een met olie gevulde transformator bestaat uit minstens één actief deel. Een actief deel is de combinatie van de wikkeling (deze is concentrisch aangebracht als een cilindrische wikkeling of schijfwikkeling van koper of aluminium), de kern (gelaagde elektrische platen met lage wervelstroomverliezen) en geperste onderdelen. Afhankelijk van het ontwerp kunnen andere actieve onderdelen bijvoorbeeld smoorspoelen voor kortsluitstroombegrenzing of stroombegrenzende smoorspoelen voor tapwisselaars zijn. Een transformator van het droge type (giethars transformator) wordt gebruikt wanneer olietransformatoren alleen onveilig gebruikt kunnen worden vanwege de brandbelasting en het watergevaar. Giethars transformatoren hebben vergelijkbare onderdelen en bestaan uit dezelfde technologie als een olietransformator. De kern van een giethars transformator bestaat, net als bij een olietransformator, uit een kern die bekleed is met elektrische platen. De wikkelingen van de transformator zijn ontworpen als draad- of bandwikkelingen. De wikkelingen worden vaak in giethars gegoten, waar de naam giethars transformator vandaan komt.

Het toepassingsgebied varieert afhankelijk van het ontwerp van de transformator. Giethars transformatoren kunnen daarom voor verschillende oplossingen en toepassingen worden gebruikt. Ze worden gebruikt op het gebied van stroomopwekking en -transmissie als generator step-up transformatoren en nettoegangstransformatoren tussen de energiecentrale en het net, als systeemverbindingstransformatoren in hoogspanningsstations en als systeemvoedingstransformatoren voor industriële toepassingen. Omdat vermogenstransformatoren van het droge type over het algemeen warmteverliezen niet zo goed kunnen afvoeren, zijn ze beperkt tot vermogens tot 40 MVA. Daarom worden deze transformatoren meestal gebruikt in middenspanningsnetten. Hier wordt de werking voornamelijk gebruikt als distributietransformator om laagspanningsnetwerken in grote systemen of gebouwencomplexen te voeden.