Transformator-koelsysteemclassificatie — ONAN, ONAF, OFAF, ODAF volgens IEC 60076-2

De gids over de olie- en wikkeltemperatuurindicator (OTI/WTI) noemt terloops dat een vermogenstransformator "ONAN- of ONAF-koeling" kan hebben, zonder de vierletter-code zelf toe te lichten. Deze gids behandelt die code: het door IEC 60076-2 gestandaardiseerde classificatiesysteem waarmee het koelsysteem van een olietransformator ondubbelzinnig wordt aangeduid, en waarom een transformator vaak meerdere koelstadia heeft die elk een ander vermogen toelaten.

De vierletter-code

IEC 60076-2 kent aan elk koelsysteem een code van vier letters toe, opgebouwd uit twee paren:

Een code als ONAN betekent dus: olie (O) circuleert intern door natuurlijke thermosifon-werking (N), gekoeld door lucht (A) die natuurlijk convecteert (N) — de eenvoudigste en meest voorkomende configuratie, zonder ventilatoren of pompen, bij distributietransformatoren en kleinere vermogenstransformatoren.

Meervoudige koelstadia: hetzelfde vermogen bij lagere kosten

Een groot deel van de vermogenstransformatoren op middelgrote en grote onderstations is uitgerust met meer dan één koelstadium, die achtereenvolgens in bedrijf komen naarmate de belasting en de olietemperatuur toenemen. Een veelvoorkomende combinatie is ONAN/ONAF: bij lagere belasting werkt de transformator volledig passief op natuurlijke convectie (ONAN), en zodra de wikkeltemperatuur een ingestelde drempel overschrijdt, schakelen koelventilatoren automatisch in en gaat de transformator over op geforceerde luchtkoeling (ONAF) — met een hoger toelaatbaar vermogen bij gelijkblijvende temperatuurstijging. Bij grote krachttransformatoren komt ook OFAF (geforceerde oliecirculatie via pompen, geforceerde luchtkoeling via ventilatoren) en ODAF (gerichte oliecirculatie direct langs de wikkelingen, geforceerde luchtkoeling) voor, elk met een navenant hoger toelaatbaar vermogen dan de voorgaande stap.

Het kenplaatje van een dergelijke transformator vermeldt daarom vaak meerdere vermogenswaarden naast elkaar, bijvoorbeeld "40/53/67 MVA ONAN/ONAF1/ONAF2", waarbij elk vermogen hoort bij het bijbehorende koelstadium.

Waarom dit relevant is voor de OTI/WTI

De koelventilatoren en -pompen van de hogere koelstadia worden in de praktijk vaak automatisch aangestuurd door dezelfde olie- en wikkeltemperatuurindicator (OTI/WTI) die ook de alarm- en uitschakelcontacten verzorgt (zie de gids over OTI/WTI): een temperatuurdrempel die het volgende koelstadium inschakelt, ligt doorgaans lager dan de alarmdrempel, die op zijn beurt lager ligt dan de uitschakeldrempel. Het uitvallen van een koelstadium — bijvoorbeeld een defecte ventilatormotor bij een ONAN/ONAF-transformator — beperkt daarmee het maximaal toelaatbare vermogen tot dat van het lagere, nog werkende stadium, ook al meldt de OTI/WTI zelf nog geen temperatuuralarm.

Praktische relevantie

Bij het beoordelen van een vermogenstransformator is het relevant de koelcode op het kenplaatje te herkennen en te controleren of alle vermelde koelstadia daadwerkelijk functioneren: een transformator die volgens het kenplaatje ONAN/ONAF/ONAF is uitgevoerd maar waarvan een ventilatorgroep buiten bedrijf is, kan structureel worden overbelast als de bedrijfsvoering nog steeds uitgaat van het volledige, gespecificeerde vermogen.

Veelgemaakte fouten

1. De koelcode verwarren met een prestatie- of kwaliteitsaanduiding — de code beschrijft uitsluitend het koelprincipe, niet de betrouwbaarheid of het ontwerp van de transformator.
2. Aannemen dat het hoogste vermogen op het kenplaatje altijd beschikbaar is — dat vermogen geldt alleen wanneer het bijbehorende, hoogste koelstadium daadwerkelijk operationeel is.
3. Vergeten dat een uitgevallen koelstadium het toelaatbare vermogen verlaagt zonder dat dit automatisch tot een temperatuuralarm op de OTI/WTI leidt, zolang de belasting is teruggeschaald naar het lagere stadium.
4. De positie van de letters door elkaar halen — de eerste twee letters beschrijven altijd het interne (olie-)systeem, de laatste twee altijd het externe (koel-)medium; verwisseling leidt tot een verkeerde interpretatie van de koelconfiguratie.

Gerelateerd

• Olie- en wikkeltemperatuurindicator (OTI/WTI) van een vermogenstransformator
• Transformatordifferentieelbeveiliging (87T)
• Railsteldifferentieelbeveiliging (87B)