Beide typen doen fysiek hetzelfde werk — ze brengen energie via een magnetische kern van het ene spanningsniveau naar het andere — maar hun plek in het net bepaalt vrijwel al het overige. Een distributietransformator is de laatste stap voor de gebruiker en zet middenspanning om in bruikbare laagspanning. Een vermogenstransformator staat verder stroomopwaarts en verplaatst grote hoeveelheden energie tussen transport- en distributieniveau.
Waar beide typen in het net staan
Distributietransformatoren brengen middenspanning, meestal tot 36 kV, terug naar de laagspanning die gebouwen, fabrieken en het straatnet gebruiken. Je vindt ze in een trafohuisje aan de stoep, in de kelder van een gebouw of in landelijke netten aan een mast. De vermogens lopen doorgaans van ongeveer 25 kVA tot 4.000 kVA.
Vermogenstransformatoren werken op hogere spanningen en vermogens — vaak enkele MVA tot honderden MVA — in transport- en primaire distributiestations. Een eenheid met 110 kV of 150 kV aan de primaire zijde die een 20 kV-ring voedt, is een vermogenstransformator, ook al komt het vermogen uiteindelijk in distributienetten terecht.
Waarom de ontwerpprioriteiten verschillen
Een distributietransformator staat continu onder spanning, maar wordt zelden tot zijn volle vermogen belast. Zijn verliezen worden gedomineerd door de nullastverliezen in de kern, die 8.760 uur per jaar doorlopen ongeacht de belasting. Daarom scherpt EU EcoDesign Tier 2 juist de nullastverliesgrenzen zo stevig aan, en daarom weegt de keuze van het kernmateriaal hier zwaarder dan bijna ergens anders.
Een vermogenstransformator draait meestal veel dichter bij zijn nominale belasting, waardoor de lastverliezen in de wikkelingen economisch zwaarder wegen. Het ontwerpwerk verschuift naar impedantiebeheersing, kortsluitvastheid, thermisch gedrag onder langdurige belasting en een uitgebreid typebeproevingsprogramma.
De parameters die in de praktijk verschillen
- Vermogen: ruwweg 25 – 4.000 kVA voor distributietransformatoren; vanaf 5 MVA voor vermogenstransformatoren.
- Kortsluitspanning (uk%): doorgaans 4 – 6 % bij distributietransformatoren, 8 – 20 % bij vermogenstransformatoren om kortsluitstromen stroomafwaarts te begrenzen.
- Vectorgroep: Dyn11 is het werkpaard in distributie; YNd11 en klantspecifieke groepen zijn gebruikelijk in transport.
- Regelen: spanningsloze aftakkingen (DETC) bij distributietransformatoren; regelschakelaars onder last (OLTC) bij de meeste vermogenstransformatoren.
- Koeling: ONAN is standaard in distributie; vermogenstransformatoren voegen ONAF-, OFAF- of ODAF-trappen toe.
Ook beproeving en levering lopen uiteen
Beide worden ontworpen en beproefd volgens de reeks IEC 60076, maar de diepgang van het programma verschilt. Distributietransformatoren krijgen stukbeproevingen op elke eenheid plus typebeproevingen op een representatief exemplaar. Vermogenstransformatoren worden meestal op order ontworpen, met een bijgewoonde fabrieksacceptatietest, een opwarmproef en een bliksemstootspanningsproef op precies die eenheid.
Dat verschil zie je terug in de levertijd en in hoeveel van de specificatie je zelf vastlegt. Een distributietransformator kies je grotendeels uit een vastgelegd programma; een vermogenstransformator wordt ontworpen rond jouw spanningen, impedantie, verliesdoelen en opstellingsruimte.
Als vuistregel: voedt de laagspanningszijde direct apparatuur, dan gaat het om een distributietransformator en moet het rendement bij deellast de keuze sturen. Voedt zij een volgende netlaag, dan gaat het om een vermogenstransformator en wegen impedantie, kortsluitvastheid en regelbereik zwaarder. Zit een project op de grens — bijvoorbeeld een industriële aansluiting van enkele MVA — stem de specificatie dan met je leverancier af voordat je het vermogen vastlegt.
