Beskrivelse
Kernen i denne forskel ligger i isolationsniveauet af transformatorens neutrale punkt.
I. Fuldt isoleret transformer
1. Definition
En fuldt isoleret transformer, også kaldet en "ikke-graderet isolationstransformator," er en, hvor viklingens neutrale punkt og linjeklemmerne har samme isolationsniveau. Med andre ord er neutralpunktet og de tre-faselinjeterminaler (fase A, B og C) designet til at modstå det samme niveau af lynimpulsspænding og strømfrekvensmodstandsspænding.
2. Nøglefunktioner
Ensartet isoleringsniveau: Isoleringsstyrken er den samme, uanset om den er i starten af viklingen (linjeterminaler) eller i slutningen (neutralt punkt).
Fleksibel neutralpunktdrift: Neutralpunktet kan jordes direkte, jordes gennem en Petersen-spole eller endda efterlades ujordet. Dens isolering er stærk nok til, at selvom det neutrale punkt ikke er jordet, vil en enkelt-fasefejl ikke bringe isoleringen i fare på trods af stigningen i neutralpunktspotentialet.
Overspændingsbeskyttelse: Er primært afhængig af afledere til at begrænse indkommende lynoverspændinger.
3. Hovedapplikationsscenarier
Hovedapplikationen er i spændingsniveauer på 110kV og derunder.
Det bruges almindeligvis i systemer, hvor neutralpunktet enten er ujordet eller jordet gennem en Petersen-spole (dvs. jordede systemer med lav-strøm), hvilket er meget almindeligt i 10kV-35kV distributionsnetværk og kan forbedre strømforsyningens pålidelighed.
II. Delvist isolerede transformere (graderet isoleringstransformere)
1. Definition
En delvist isoleret transformer, formelt kendt som en "graderet isolationstransformator", er en, hvor isolationsniveauet af viklingens neutrale punkt er væsentligt lavere end linjeterminalernes. Isoleringsniveauerne falder trin for trin fra linjeklemmerne til neutralpunktet.
2. Nøglefunktioner
- Ujævne isoleringsniveauer: Isolationsniveauet er højest ved ledningsterminalerne og lavest ved neutralpunktet. For eksempel i en 500 kV transformer kan isolationsniveauet i neutralpunktet svare til niveauet for en 110 kV eller 66 kV transformer.
- Det neutrale punkt skal være direkte jordet: Dette er dets vigtigste operationelle krav. Da neutralpunktet har svagere isolering, hvis det ikke er forsvarligt jordet under drift, kan der udvikles højspænding ved nulpunktet i tilfælde af systemfejl eller lynnedslag, hvilket let nedbryder den skrøbelige isolering og forårsager transformatorskade.
- Høj økonomisk effektivitet: Dette er hovedformålet med at bruge graderet isolering. Ved at sænke isoleringsniveauet i neutralpunktet kan transformatorens størrelse reduceres betydeligt, vægten reduceres og materialeforbruget (især isoleringsmaterialer) minimeres og dermed sænke omkostningerne. I applikationer med ultra-højspænding og ekstra-højspænding er denne økonomiske fordel meget betydelig.
3. Hovedapplikationer
- Almindelig brugt i ultra-højspændings- og ekstra-højspændingssystemer på 110 kV (især 220 kV) og derover.
- Kan kun bruges i jordede systemer med høj-strøm, hvor neutralpunktet er direkte jordet.
Oversigt
- Må ikke forveksles: Neutralpunktet på en klasse-isoleret transformer må under ingen omstændigheder efterlades ujordet eller jordet gennem en lysbuedæmpningsspole. Dette er ekstremt farligt og kan direkte føre til isolationsnedbrud og transformatorskader.
- Udvælgelsesgrundlag: Valget af transformertype er ikke vilkårligt afgjort af brugeren; det bestemmes af system-niveaudesign som f.eks. spændingsniveauet for elnettet og nulpunktsjordingsmetoden. Typisk bruges fuldt-isolerede transformere til lav-distributionssystemer, mens klasse-isolerede transformatorer bruges til højspændingstransmissionssystemer.
- Vedligeholdelsesoperationer: Ved idriftsættelse, inspektion eller vedligeholdelse af en transformer er det vigtigt at være klar over transformatorens isoleringsstruktur, især isolationsniveauet af neutralpunktet, for at sikre driftssikkerheden.
