Wat is de functie van de on-laadtapwisselaar?

Gedetailleerde uitleg

Om de functie ervan te begrijpen, gaan we kijken waarom het nodig is en hoe het werkt.

1. Het kernprobleem: spanningsschommelingen

In een elektrisch energiesysteem is de spanning op een bepaald punt niet constant. Het fluctueert als gevolg van:

Variërende belastingen: Wanneer een grote industriële motor start, trekt deze een enorme stroom, waardoor een tijdelijke spanningsval (een "sag") ontstaat voor andere klanten op dezelfde lijn. Omgekeerd, wanneer de belasting plotseling wordt verwijderd, kan de spanning pieken.

Lijnverliezen: Terwijl elektriciteit lange afstanden door hoogspanningsleidingen aflegt, veroorzaakt de inherente weerstand van de draden een spanningsval. De spanning aan het einde van een lange voedingslijn zal lager zijn dan aan het onderstation.

Klanten en apparatuur hebben een relatief stabiele spanning nodig om correct en efficiënt te kunnen werken. Een te hoge of te lage spanning kan apparatuur beschadigen of de levensduur ervan verkorten.

2. De oplossing: de bochtverhouding aanpassen

Een transformator werkt volgens het principe van elektromagnetische inductie, waarbij de spanningsverhouding evenredig is met de windingsverhouding tussen de primaire en secundaire wikkelingen:

V_primair / V_secundair ≈ N_primair / N_secundair

Een OLTC verandert deze windingsverhouding (N_primair / N_secundair) fysiek door verbinding te maken met verschillende "aftakkingen" (verbindingspunten) op de transformatorwikkeling. Door een andere aftakking te selecteren, wordt het aantal actieve windingen in de wikkeling effectief vergroot of verkleind, waardoor de uitgangsspanning wordt verhoogd of verlaagd.

Om de secundaire spanning te VERHOGEN: De kraanwisselaar selecteert een kraan die het aantal windingen in de primaire wikkeling vermindert (of verhoogt in de secundaire).

Om de secundaire spanning te VERLAGEN: De kraanwisselaar selecteert een kraan die het aantal windingen in de primaire wikkeling verhoogt (of verlaagt in de secundaire).

3. De belangrijkste uitdaging: de verandering 'On-Load' doorvoeren

De grote technische uitdaging is dat je het circuit niet zomaar kunt openen om van kraan te wisselen terwijl de transformator belastingstroom levert. Als het circuit onder belasting wordt verbroken, ontstaat er een krachtige boog, waardoor de kraanwisselaar wordt vernietigd en mogelijk een explosie ontstaat.

 

Hoe een OLTC dit oplost:
Een OLTC is een complexe mechanische schakelaar met een geavanceerd overgangsmechanisme. De meest gebruikelijke methode maakt gebruik van omschakelschakelaars en overgangsweerstanden.

Het overbrugt kortstondig twee aangrenzende kranen.

Het maakt gebruik van weerstanden om de circulatiestroom tussen de aftakkingen tijdelijk te beperken.

Vervolgens wordt de belastingsstroom van de oude kraan naar de nieuwe kraan overgedragen.

Tenslotte sluit hij de oude kraan af.

Dit hele proces gebeurt in een fractie van een seconde, waardoor een soepele overgang wordt gegarandeerd zonder de stroomstroom te onderbreken.

 

Belangrijkste functies en doeleinden samengevat:

Spanningsregeling: de primaire functie. Het handhaaft een stabiele secundaire uitgangsspanning ondanks schommelingen in de primaire spanning of de belasting.

Controle van reactief vermogen: Door de spanning te regelen, helpt de OLTC indirect de stroom van reactief vermogen in het netwerk te beheersen, wat cruciaal is voor de systeemstabiliteit.

Power Quality Assurance: Het zorgt ervoor dat klanten spanning ontvangen binnen een gespecificeerde tolerantie (bijvoorbeeld 230V ±10%), waardoor hun apparaten en machines worden beschermd.

Systeemstabiliteit: Door spanningsprofielen in het elektriciteitsnet te beheren, wordt het instorten van de spanning voorkomen, een toestand die tot wijdverbreide stroomuitval kan leiden.

 

Waar worden OLTC's gebruikt?

OLTC's zijn vrijwel altijd te vinden op:

Stroomtransformatoren in transmissie- en distributiestations.

Grote distributietransformatoren die industriële complexen of grote gebieden bevoorraden.