Strom ist nicht alles, aber ohne Strom ist nichts

EUROPAbei Nacht

Fachbibliothek von HAAGDie Firma HAAG Elektronische Messgeräte GmbH ist Hersteller hochpräziser Messgeräte zur Erfassung und Analyse aller qualitätsbeschreibenden Eigenschaften der Elektroenergie.

Zu den HAAG-Kompetenzfeldern gehören u. a.

► Netzqualitätsmessgeräte und -schreiber ► Netzanalysatoren und Leistungsmessgeräte

HAAG veröffentlicht regelmäßig eigene Fachbeiträge und und stellt Seminarunterlagen namhafter Fachspezialisten ins Netz.

Zur Auswahl: www.haag-messgeraete.de -> Bibliothek

Grundlagen der elektrischen EnergieversorgungHAAG stellt anschaulich gestaltete Seminarunterlagen über die Grundlagen der elektrischen Energieversorgung zum Download bereit.

Die Seminare werden regelmäßig von Dipl.-Ing. Walter Castor, Stadtwerke Erlangen, veranstaltet und unterliegen seinem Copyright. Die Vervielfältigung und der Druck dieser Unterlagen ist nur mit ausdrücklicher Genehmigung des Autors zulässig.

Dem Leser wird umfassendes Wissen über Grundlagen, Basistechnologien, Fachausdrücke und Wirkungsprinzipien aus dem Fachgebiet der Energie-versorgung vermittelt. Die Seminare richten sich hauptsächlich an Einsteiger in das Fachgebiet, aber auch Profis finden viele neue Informationen. Diese Unterlagen eignen sich hervorragend zur Auffrischung des Grundlagenwissens. Viele interessante Beispiele beleben den Blick in die Praxis.

► Textband - Grundlagen und Theorie (ca. 120 Seiten - 1,2 MB)

► Seminar 1 - Grundlagen (ca. 2.2 MB) ► Seminar 1a - Kraftwerke (ca. 1,5 MB) ► Seminar 2 - Netze (ca. 1,3 MB) ► Seminar 3 - Kabel (ca. 3,4 MB) ► Seminar 4 - Schaltgeräte (ca. 1,7 MB) ► Seminar 5 - Trafo (ca. 2,2 MB) ► Seminar 6 - Schaltanlagen (ca. 7,6 MB) ► Seminar 7 - Fehler (ca. 1,3 MB) ► Seminar 8 - Netzschutz (ca. 1 MB) ► Seminar 9 - Arbeitssicherheit (ca. 1,8 MB) ► Seminar 10 - Störungen, Schaltungen, Kundenanschluss (ca. 2 MB) ► Seminar 11 - Zusammenfassungen (ca. 0,2 MB)

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 11

1831 Prinzip des Transformators durch M. Faraday (1791-1867)1856 Transformator mit geschlossenem Eisenkreis

von Samuel Varley (1832-1921)1885 Ringkerntransformator von Zipernowski,

Déri und Blàthy1890 Drehstromtransformator durch Michael von Dolivo-Dobrowolski (1862-1919)

1891 Elektrotechnische Ausstellung in Frankfurt/ Main

Oskar von Miller (1855-1934) beweist mit der ersten Drehstromübertragung über 175 kmvon Lauffen am Neckar bis Frankfurt die Überlegenheit der Drehstromtechnik.

Die gesamte Industrie von Siemens bis Edison vertrat bis dahin die Gleichstromtechnik

Generator Zementwerk Lauffen: Maschinenfabrik Oerlikon50 V, 40 Hz, ca. 30 PS

Transformator: BBC Dreischenkelkern 100 kVAFernleitung: 15/8,5 kV, 3200 Masten, Cu-Draht-Gewicht: 60 t

Wirkungsgrad der Übertragung: 72,5 %Sternpunkte niederohmig geerdet

Geschichte des Transformators

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 22

Induktion: Entstehen von Spannungendurch Magnetflußänderungen

Michael Faraday1791 - 1867

Spannungsinduktion

29. August 1831

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 33

S1 = U1 x I1

elektr. Energie

magn. Energie

S2 = U2 x I2

elektr. Energie

Induktion: Entstehen von Spannungendurch Magnetflußänderungen

Durch die primäre Wechselspannung U1 fließt in der Primärwicklung der Magnetisierungsstrom Iµ; dieserruft den Wechselfluß hervor. In der Primärwicklung wird die Selbstinduktionsspannung Ui1 und in derSekundärwicklung die Gegeninduktionsspannung Ui2induziert. Die Selbstinduktionsspannung ist ihrer Ursache, dem Magnetisierungsstrom, entgegengerichtet.In den Kernblechen werden Spannungen induziert,die wiederum Wirbelströme hervorrufen (Erwärmung).

HΦΦσ

ΦΗ

Iµ

Ui1

Ui2I2

U1

Transformatorgleichung: 4, 44iU f N∧

= × × ×Φ

Spannungsinduktion

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 44

U20V

1 1U nt

ΔΦ= ×

Δ

(open-circuit)

2 2U nt

ΔΦ= ×

Δ

Nahezu der gesamte magnetische Fluß ist im Eisenkern als Trägerdes magnetischen Flusses. Es entsteht eine feste magn. Kopplung.

4,44iU f N∧

= × × × Φ

Wegen

2

1

2

1

n

n

U

Uü ==

Prinzipielle Wirkungsweise: Leerlauf

n1

n2

Θ1

Φh

I0 Θ2

U1G∼

Eingangs- und Ausgangsseite sind galvanisch voneinander getrennt, d.h. für die Ladungsträger gibt es keinen Weg, direkt in den anderen Stromkreis zu fließen.

Sch

enkel

Joch

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 55

1 2

2 1

U Iü

U I= =

S 3 U I

SI

3 U

= × ×

⇒ =×

1

400kVAI

3 10 kV=

×

25 23,09 A 577 A= × =

23,09 A=

Sekundärstrom

Primärstrom

Prinzipielle Wirkungsweise: LeerlaufWie groß sind die Ströme ?

S = 400 kVAU1 = 10 kV (20 kV)U2 = 400 V

PrimärspannungSekundärspannung

1

400 kVAI

3 20kV=

×11,55A=

1

400 kVAI

3 0, 4kV=

×577 A=

10 kV25

0, 4kV= = 2 1I 25 I= ×

20kV50

0,4 kV= = 50 11,55A 577 A= × =2 1I 50 I= ×

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 66

(load circuit)

Durch den entgegensetzten Fluß wird erzwungen, dass ein Teil des Eingangsflusses das Eisen verlässt und durch die Luft geht.Er wird Streufluss genannt.

Prinzipielle Wirkungsweise: Last

n1 n2

Θ1

Φh

U2U1 Φ1σ

2Φ σ

ΦG

I1 I2

Der Strom in der Ausgangswicklung erzeugt einen magnetischen Flußin entgegengesetzter Richtung.

1

2

2

1

n

n

I

I=

Das Magnetfeld der Eingangswicklung wird geschwächt. Die Wicklung nimmt mehr Strom auf, so dass der ursprüngliche Zustand wiederhergestellt wird.

Θ2

G∼

I0

U20

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 77

(short-circuit)

Maß für die Streuung bzw. den Innenwiderstand und damit für dieSpannungsänderung bei Belastung:

Kurzschlußspannung UZ

Die Kurzschlußspannung UZ ist die Spannung, die bei Nennfrequenz und kurzgeschlossener Ausgangswicklung an der Eingangswicklung liegen muss, damit Nennstrom fließt.Die auf Nennspannung bezogene Kurzschlußspannung wird

„rel. Kurzschlußspannung uZ“ (relative short circuit voltage)genannt und in % angegeben.

Prinzipielle Wirkungsweise: Kurzschluß

früher: UK

A

V

IN

UZ

G

10.000 V 400 V

uZ = 4 %

400 kVA

23,09 A

400 V

G

0

IN

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 88

Prinzipielle Wirkungsweise: Kurzschluß

A

V

IN

UZ

10.000 V 400 V

uZ = 4 %

400 kVA

G

23,09 A

400V

577 A

Wenn bei 4% der Nennspannung (400 V) Nennstrom IR (23,09 A bzw. 577 A) fließt,wie groß ist der Strom bei 100 % Nennspannung (10.000 V) ?

IK = 25 x IR

10.000 V

461 A

14,43 kA

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 99

Beispiel:

Sr = 400 kVA, S = 315 kVA, ϕK=66°, ϕ2 = 25,8°, U20 = 400V

uZ = 4%UW = 5,13 V, US = 11,5 V ΔU= 9,62 V U2 = 390,38 V

vereinfachtes Ersatzschaltbild

uZ = 6%

UW = 7,69 V, US = 17,27 V ΔU= 14,44 V U2 = 385,56 V

Prinzipielle Wirkungsweise: LastSpannungshöhe bei induktiver Last

R XI1

U1 U2´

I2

U2

UR Ux ü = 1

Kapp´sches Dreieck

22 sincos ϕϕ ×+×=Δ SW UUU

20cos UuS

SU KZ

NW ×××= ϕ

20sin UuS

SU KZ

NS ×××= ϕ

ϕ2

x 2U ×sinϕ

R 2U cosϕ×

UΔ

.

UR

UX

U1N = U20´

UZ

U2´

Iind

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 1010

Spannungshöhe bei kapazitiver Last

kapazitive Belastung

ohmsche Belastung

induktive Belastung

U20

Laststrom

Kle

mm

ensp

ann

un

g

Die Phasenlage des Stromeswirkt sich so aus, dass die

Ausgangsspannung erhöht wird !

U1N = U20´U2´

Iind

.

Ikap

UR

UX

UZ

U2´

x 2U ×sinϕ

R 2U cosϕ×

´UΔ

ϕ2

UZ

UR

UX

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 1111

100 rkD

Z

II

u= ×

Beispiel:Ir0,4 kV = 577 A (Sr= 400 kVA)

uZ = 4%,Dauerkurzschlussstrom IkD = 14,43 kA

Dauerkurzschlußstrom(steady short-circuit current)

vereinfachtes Ersatzschaltbild

uZ = 6%Dauerkurzschlussstrom IkD = 9,62 kA

Prinzipielle Wirkungsweise: KurzschlußWie groß ist der Dauerkurzschlußstrom ?

In Deutschland übliche rel. Kurzschlußspannungen:

10 … 20 kV4 – 6 %

110 kV10 … 14 %

380 kV11 … 20 %

40 MVA, 20 kVInenn = 1150 AIkD = 8,25 kA

R XI1

U1 U2´

I2

U2

UR Ux ü = 1

Kurzschlüsse bei spannungssteifen Transformatorensind gefährlicher als bei spannungsweichen !

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 1212

(core)

Bereich der Sättigung

ungesättigt

Eisen

Luft

Flu

ßdi

chte

B →

Feldstärke H →

Der Kern ist der Leiter für den magnetischen Fluss.Er muß magnetisch gut und elektrisch schlecht leiten.

Zur Vermeidung von Wirbelstromverlusten besteht der Kern aus einer Vielzahl von gegeneinander

vollständig isolierter Bleche (Unterbrechung des Stromweges, nur

kleine Wirbelströme). Durch die Walzrichtung erhält das Blech eine

magnetische Vorzugsrichtung, durch die der Magnetisierungsstrombedarf ca. 30%

geringer wird.

Die richtige Pressung der Bleche entscheidet über den Geräuschpegel, die Bleche dürfenaber keiner Druckspannung in Vorzugsrichtung ausgesetzt sein

Prinzipielle Wirkungsweise: Kern I

Der Querschnitt des Kerns wird so gewählt,dass die Flußdichte nahezu konstant ist

und nicht zu nahe an die Sättigungsflussdichte kommt.

Typ. Flussdichten sind 1,75 … 2,03 T

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 1313

200 %0,18amorph1995

140 %

110 %

100 %

Preis

ZDKH 0,23

HiB 0,3

CGO 0,3

Typ

1983

1980

1950

1910

Jahr

2,000,35warm gewalzt

FeSi-Blech

0,60,23Laser-

behandeltes HiB-Blech

0,70,30Kalt gewalzt, HiB

1,000,30Kalt gewalzt, kornorientiert

Verluste(W/kg)

Dicke(mm)

Material

Prinzipielle Wirkungsweise: Kern II

Je besser das Blech, desto höher ist die Induktion und destoniedriger die Leerlaufverluste

Begrenzung der Induktion aufgrund der geräuschspezifischenAnforderungen nötig

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 1414

Aufgenommene Wirkleistung, die von einem mit Nennspannungunter Nennfrequenz versorgtem Transformatoraufgenommen wird, wenn der sekundäreStromkreis offen betrieben wird.

Sie bestehen aus den Verlusten im Eisen-kern und im Dielektrikum und denvom Leerlaufstrom hervorgerufenenVerlusten in den Wicklungen.

Die Verluste im Eisenkern setzen sich aus Hysterese- undWirbelstromverlusten zusammen.

Die Hystereseverluste entstehen durch das Umklappen derElementarmagnete (Mikrokristalle).

Die Wirbelstromverluste werden durch die im Eisen induzierten Spannungen hervorgerufen. Durch die ohm´schen Widerstände des Eisen entstehen Ströme, die in wirbelförmigen Bahnen verlaufen (I2xR). Durch die Verwendung von besonders dünnen, voneinander isolierten Blechen können die Wirbelstromverluste niedrig gehalten werden.

Leerlaufverluste P0 (Eisenverluste)(Core losses, iron losses)

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 1515

Kurzschlußverluste Pk (Kupferverluste)(short-circuit losses, copper losses)

Wirkleistung, die von den Transformatorwicklungen als Wärme abgeführt wird, wenn der Trafo seinenBemessungstrom abgibt.

Die Messung erfolgt am kurzgeschlossenenTransformator und wird auf eine Bezugstemperatur (75°C bei Öltrafos, 120°C bei Gießharztransformatoren)zurückgeführt.

Die Kurzschlußverluste bestehen aus den Stromwärmeverlusten in denohm´schen Widerständen der Wicklung (I2xR) und den Zusatzverlustenhervorgerufen durch Wirbelströme in den Wicklungen und inKonstruktionsteilen (Deckel, Kessel).

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 1616

Wirkungsgrad

Wirkungsgradbei Volllast

20

0

1 100%cos

k

r

P n P

n S Pη

ϕ+ ×

= − ×× × +rS

Sn =Wirkungsgrad

bei Teillast

7875,0400

315==

kVA

kVAn %1,99

3609,04007875,0

35007875,03601

2

=+××

×+−=

WKVA

WWη

maximalerWirkungsgrad bei

kP

Pn 0= 321,0

3500

360==

W

Wn

38,99

128

==×=

ηkVASnS r

ϕη

cos1 0

×+

−=r

k

S

PP

%91,989,0400

5,343,01 =

×+

−=kVA

kWkWη

Teillastfaktor

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 1717

Allgemeine Hinweise für Trafoabmessungen

Allgemein gilt für die Kern-, Wicklungs- und Kesselgeometrie:

P0 ⇓ PK ⇑Kern Ø ⇑ WicklungsØ gleich Kessel Ø ⇑⇔

LWA ⇓ Kern Ø ⇑ WicklungsØ gleich PK ⇑ Kessel Ø ⇑⇔

P0 ⇓ LWA ⇓ Kern Ø ⇑ ⇑PK ⇑ ⇑ Kessel Ø ⇑ ⇑⇔

Kern Ø ⇓ Blechqualität ⇑ P0 ⇒ PK ⇒ Kessel Ø ⇒⇔

Allgemein gilt für die Änderung von uz (B, Φ, AFE, UW, W, AW = konst):

US OS

uz = normal

PK = normalP0 = normal

US

OS

uz = kleiner

Streuspannung kleinerStreukanal kleinerWindungslänge kleiner

PK = kleinerP0 = größerEisenlänge größer

US OS

uz = größer

Streuspannung größerStreukanal größerWindungslänge größer

PK = größerP0 = kleinerEisenlänge kleiner

Trafo wird höher Trafo wird flacher

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 1818

(jährliche Kapitalisierung)

Bewertung der Leerlaufverluste:

{ }l a B0

k (k T ) €/kW

rpB+ ∗

=

Bewertung der Kurzschlußverluste:

{ }2

l a H B rpk

(k ü + k t T ) hB = € / kW

r

∗ ∗ ∗ ∗

Tilgungsfaktor

Zinssatz p ( % ) 6 %

Abschreibungsdauer n (a) 30 a

Leistungskosten kl (€/kW) 100.-- € / kW

Arbeitskosten ka (€/kWh) 0,10 € / kWh

Jahresbenutzungsdauer TB (h/a) 8760 h/a

Überlappungsfaktor ü 1

Belastungsgrad 0,29

(EVU-Last

Arbeitsverlustfaktor tH=0,083m+1,031m2-0,119m3 0,108

rel. Höchstlast hr ( %) 60 %

r pp

p

n

n= ∗+

+ −

( )

( )

1

1 1

{ }{ } { }m

A kWh

S kW T hW

B

=∗max

Belastungsgrad und Arbeitsverlustfaktor berücksichtigen die schwankende Belastung und die damit verbundene Änderung der Verluste. Der Überlappungsfaktor drückt aus, daß zur Zeit der Netzhöchstlast nur ein Teil der Transformatoren ihre Höchstlast aufweisen

Verlustbewertung I

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 1919

{ }l a B k (k T ). € / kW

rkap Leerlaufverluste

+ ∗=

{ }2

l a H B r(k ü + k t T ) hkap. Kurzschlußverluste = €/ kW

r

∗ ∗ ∗ ∗

5.000,00 € 5.500,00 €

9.515,30 € 9.474,60 €

Beispiel:

0,43 kW 2.197,30 €

3,80 kW 2.318,00 €

4.515,30 €

A BHersteller

Anschaffungspreis

Leerlaufverluste Po

Kurzschlußverluste PK

kap. Vergleichspreis

Bewertete Verluste

0,36 kW 1.839,60 €

3,50 kW 2.135,00 €

3.974,60 €

Entscheidungshilfe zur zur Ermittlung des günstigsten Preises

Verlustbewertung II

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 2020

Entscheidungshilfe zur benötigten Trafoleistung400 kVA - 250 kVA

Verlustbewertung III

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 2121

Entscheidungshilfe zur benötigten Trafoleistung400 kVA - 250 kVA

Verlustbewertung IV

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 2222

P = P + P

= k I + P

k = P

V C u F e

0

C u

∗ 2

2nenn

nennI

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

0

10 20 30 40 50 60 70 80 90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

Strom (A)

Ver

lust

leis

tun

g (

kW)

T1 oder T2

T1 und T2

TrafoverlustleistungenUmschaltpunkt:

110 kV bei 114,4 A10 kV bei 1144 A

Knennopt P

PSS 0×=

Entscheidungshilfe zur Optimierung von parallel betriebenen Trafos

Verlustkurven

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 2323

(cooling medium)

Kurzzeichen der Kühlmittel:

A Kern und Wicklung befinden sich nicht in einer IsolierflüssigkeitO Kern und Wicklung befinden sich in Mineralöl mit einem Brennpunkt

< 300 °CL Kern und Wicklung befinden sich in einer synthetischen Isolierflüssigkeit

mit einem Brennpunkt > 300 °C

Kühlmittelbewegung

N Natürliche BewegungF Erzwungene Bewegung

ONAN (Oil Natural Air Natural) Verteil- und Netztransformatoren

ONAF (Oil Natural Air Forced) Netztransformatoren

Kühlarten

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 2424

VAwS (Landesverordnung über Anlagen zumUmgang mit wassergefährdenden Stoffen)

Öl-Trafos mit einer Füllmenge > 100 lsind in öldichte Auffangwannen zu stellen

(Auffangvolumen, Abmessungen, Materialen und Herstellung werden beschrieben)

10 kV 250 kVA ca. 240 kg ca. 210 l400 kVA 340 … 390 kg 300 … 345 l630 kVA 320 … 460 kg 280 … 400 l

110 kV 40 MVA ca. 15.300 kg ca. 13.500 l

Ölvolumina

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 2525

Abdeckung von Ölwannen

Klassische Brandabdeckungmit Schottervorlage

Abdeckung mit Schaumgranulat(„Lichtgitter“)

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 2626

• gute Wärmeleitfähigkeit• hohe Permitivitätszahl• hohe Selbstentzündungstemperatur• niedrige Verbrennungswärme• Verträglichkeit mit festen Isolieranteilen

• hohe elektrische Festigkeit• gute Alterungseigenschaften• hoher Flamm- und Brennpunkt• Temperaturbeständigkeit• wasserunlöslich• niedrige Viskosität

( ) 4r Papierε =

Lebensdauer des Trafos ist abhängig von der elektr. Feldstärke, Temperatur und vom Wassergehalt

0

10

20

30

40

50

60

70

0 20 60 90

Temperatur (°C)

Du

rch

sch

lag

spa

nn

un

g (

kV)

MIDEL 7131 neu

MIDEL 7131 gealtert

Diala D neu

Diala D gealtert

Trafoisolierflüssigkeit

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 2727

Abhängig von:• Vorbelastung• Kühlmitteltemperatur

Beispiel:

SN = 630 kVA, Vorlast = 400 kVAGesucht: zul. Belastung für 4 Stunden

K1 Anfangsbelastung bez. auf SNK2 zulässige Belastung bez. auf SNt Dauer von K2 (in h)

2,0

1,8

1,6

1,4

1,2

1,0

0,8

0,6

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2

t = 0,51

2

4

6

8

12

K2

K1

Kühlmitteltemperatur 20 °C

11

N

S 400 kVAK 0,64

S 630 kVA= = =

1,27

2 2 NS K S 1,27 630 kVA

800 kVA

= × = ×=

(transformer overload)Überlastung von Transformatoren

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 2828

Primärwicklung Sekundärwicklung

Nimmt Energie vom Netz auf.Wicklung wirkt als

Verbraucher.Alle Größen erhalten

den Index 1

Gibt Energie ans Netz ab.Wicklung wirkt als Spannungsquelle.

Alle Größen erhaltenden Index 2

Bezeichnung nach der Energierichtung

Bezeichnung nach der Nennspannung

Oberspannungs-Wicklung OS

Unterspannungs-Wicklung US

Wicklung mit derhöchsten Nennspannung

Großbuchstaben

Wicklung mit derniedrigsten Nennspannung

Kleinbuchstaben

Bezeichnungen

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 2929

(oil-immersed transformer)

Oberspannungswicklung(high-voltage winding)

Unterspannungswicklung(low-voltage winding)

Preßrahmen(clamping frame)

Durchführungen(bushings)

Faltwellenkessel mit Isolierölfüllung(corrugated tank with insulating oil)

Eisenkern(iron core)

Umsteller (off-circuit tap changer)

Ausdehnungsgefäß mitÖlstandsanzeiger(expansion tank)

Aufbau eines Öltransformators

Schaltzeichen

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 3030

Kernbau I

Dreischenkelkern(three-limb-core)

10

0 %

100 %

Fünfschenkelkern bei Großtransformatorenzur Verringerung der Bauhöhe ab 300 MVA

Feldm. Entlastung der Joche durch Rückschlußschenkel

(Säulendurchmesser 1540 mm, Gewicht 263 t (ABB))

• Schnittwinkel der Bleche : 45°, an derinnenliegenden Säule dachförmiger Schnitt

• möglichst bolzenlose Pressung der Kernbleche(unbeeinträchtigter Flußverlauf)

• paarweise versetzt angeordnete Bleche(StepLap)

Das obere Joch wird in der Regel erst nach der Montageder Wicklungsblöcke eingeschachtelt

Kern eines 16-MVA-Gießharztrafo

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 3131

Unterspannungswicklung

Oberspannungswicklung

geblechter Kern

Kühlkanal

Leiter- bzw. Windungsisolation: Papier oder Isolierlack

Lagenisolation: Prepreg (aushärtendes Harz)

Hauptisolation zw. OS und US: Isolierzylinder aus Preßspan (Transformerboard)

Distanzierung: Preßspan, Hartpapier, Holz

Kernbau II

Preßrahmen

0V + UL1 + UL1+ … = 25 UL1

ULage

50UL2 = UL2+ UL2 +…

Lagenisolation

Windungsisolation

400 kVA: 4520 Bleche, Gesamtlänge: 2633 m, Nettogewicht: 497 kg630 kVA: 5000 Bleche, Gesamtlänge: 3297 m, Nettogewicht: 675 kg

…10 V / Wdg

… 4000 V

Typ. Werte:(20 kV, 630 kVA)

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 3232

Berücksichtigung der Lastgeräuscheund der Geräusche der Kühlanlagen !

Geräusche

Vibra-Stopzur Vermeidung der

Körperschallübertragung

„Brummen“ des Transformators durch Streckung der Blecheum wenige µm (Magnetostriktion),

Frequenz 100 Hz + OS

Gemessen wird der Schalldruckpegel LPA (dB(A)), der in Summe mit dem Meßflächenmaß (LS= 10 x lg S/1m2) den vergleichbaren Schalleistungspegel LWA ergibt.(Abstand des Meßpfades vom Trafo: 0,3 m)

Messungen bei Umgebungsgeräuschen:Messung der Schallintensität

DIN 42500630 kVA

0,3 m

≤ 1 mhalbe Trafohöhe

Meßpfad

Bezugspfad

Mikrophone

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 3333

(winding termination)Wicklungsanschluß

1U1 1U2 1V1 1V2 1W1 1W2

2U2 2U1 2V2 2V1 2W2 2W1

L1

L2

L3

L1

L2

L3

N

1U1

1U2

1V1

1V2 1W2

1W1

D

2U1 2V1 2W1

2U2 2V2 2W2

y

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 3434

(phase shift)

12

6

1

2

3

4

57

8

9

10

11

= 5

x 3

0 °

= 1

50

°

Dyn5

OS: L1

US: L1

Zeiger der OS-Wicklungwird als Bezugsgröße

genommen

Die Kennzahl mit 30° multipliziertgibt an, um welchen Winkel

der Zeiger der US dem der OS nacheilt

1. Buchstabe (Groß): Schaltung der OS2. Buchstabe: Schaltung der US

Ein herausgeführter Sternpunkt wird Jeweils durch den Buchstabe „N“ bzw. „n“

gekennzeichnet

Resultat der verschiedenen Verschaltungen von OS und USStets Vielfaches von 30°

Phasenverschiebung

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 3535

(vector groups)

1U

1V

1W

1U 2U

2V

2W 1U

1V

1W 2U

2V

2W

Yy0

1U

1V

1W

1U 2U

2V

2W 1U

1V

1W

2U

2V

2W

Dy5

1U

1V

1W

1U 2U

2V

2W 1U

1V

1W

2U

2V

2W

Yz5

2

1

n

n

j1501

2

ne

3 n°×

×

j1501

2

2 ne

3 n°×

××

2

1

U

USchaltungsbild Zeigerbild

Schaltgruppen

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 3636

(vector groups)

Schaltungsbild

Netztransformatoren(Auslegung nur für 1/√3-fache

Außenleiterspannung)

Sternpunktverschiebung beiunsymmetrischer Belastung

Verteiltransformatoren(Auslegung nur für 1/√3-fachen

Außenleiterstrom)

Keine Sternpunktverschiebung beiunsymmetrischer Belastung

Schaltgruppen

nur für kleine Transformatoren (bis ca. 250 kVA)

typisch für ON-Trafos

volle Sternpunktbelastbarkeit nur mit AW !

Yd5 für Maschinentrafos für Kraftwerkgeneratoren oder in Umspannwerken

1U

1V

1W

1U 2U

2V

2W

Yy0

1U

1V

1W

1U 2U

2V

2W

Dy5

1U

1V

1W

1U 2U

2V

2W

Yz5

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 3737

Typenschilder Verteiltransformatoren

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 3838

Typenschilder Netztransformatoren

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 3939

Rush:Beim Einschalten leerlaufender Transformatoren können Ströme bis zum 15-fachen des Bemessungsstromes auftreten. Sie sind abhängig vom Einschaltaugenblick und der Vormagnetisierung des Eisenkerns. Die Abklingdauer beträgt einige Sekunden. Günstig ist das Maximum der Netzspannung.

Einschalten von Transformatoren

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 4040

Einschalten von Transformatoren (Spannungsverlauf)

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 4141

Ausschalten von Transformatoren (unterspannungsseitig)

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 4242

Transformator 110/10 kV40 MVA

Bau von Netztransformatoren I

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 4343

Step-Lap-Kern

Zur Verlust- und Geräuschminderung werden die

aufeinandergelegten Bleche gegenseitig gestaffelt

Blick in den Kessel eines110-kV-Transformators

Bau von Netztransformatoren II

Älterer Kern (Bj. 1961)ohne Step-Lap

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 4444

(load tap changer)

1 Stammwicklung2 Feinstufenwicklung3 Lastumschalter4 Feinwähler5 Vorwähler6 stromloser Pfad7 stromführender Pfad

3

1

35

4

3 14

10

11

2

7

6

5

4

13

12

9

8

7

6

Einbau im Sternpunkt der OS

Stufenschalter zur Regelung der Ausgangsspannung unter Last

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 4545

Motorantrieb

Stufenschalter von Netztransformatoren

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 4646

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

Jan

96

Mrz

96

Ma

i 96

Jul 9

6

Se

p 9

6

No

v 9

6

Jan

97

Mrz

97

Ma

i 97

Jul 9

7

Se

p 9

7

No

v 9

7

Jan

98

Mrz

98

Ma

i 98

Jul 9

8

Se

p 9

8

No

v 9

8

Jan

99

Mrz

99

Ma

i 99

Jul 9

9

Se

p 9

9

No

v 9

9

Jan

00

Mrz

00

Ma

i 00

Jul 0

0

Se

p 0

0

No

v 0

0

Jan

01

Mrz

01

Ma

i 01

Jul 0

1

Se

p 0

1

No

v 0

1

Jan

02

Mrz

02

Ma

i 02

Jul 0

2

Se

p 0

2

No

v 0

2

Jan

03

Mrz

03

Ma

i 03

Jul 0

3

UW Blh T11S14,3 S/d

UW Dh T11S8,3 S/d

UW Dh T12S8,5 S/d

UW Av T13S13 S/d

UW Av T11S9,9 S/d

UW Blh T12S10 S/d

Intervalle: 100.000 Schaltspiele oder 6 ... 7.Jahre

Schaltspiele Stufenschalter

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 4747

Umsteller in Verteiltransformatoren

1U2

1U4

1U3

1V2

1V4

1V3

1W2

1W4

1W3

1U 1V 1W

Beispiel:

Einstellbarkeit: ± 2,5 % ; ±5 %

Stufe 1: 10.500 V zu 400 VStufe 2: 10.000 V zu 400 VStufe 3: 9.500 V zu 400 V

Stellung Stufe 1:

Oberspannung nur 10.000 V statt 10.500 V

Unterspannung somit 5 % geringer = 380 V

Stellung Stufe 3:

Oberspannung 10.000 V statt 9.500 V

Unterspannung somit 5 % höher = 420 V

Beim Umstellen und bei Trafo-wartungen mehrfach kräftig in beide Endstellungen fahren, um Kontaktoxidation aufzuheben

(tap changer)

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 4848

ÖlfüllstandStufenschalter

BuchholzschutzKessel

ÖlfüllstandKessel

BuchholzschutzDurchführungen

ÖlfüllstandDurchführungen

Temperaturwächter(90°C)

Lastumschalterschutz

Buchholzschutz

Überwachungseinrichtungen an einem Verteiltransformator

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 4949

Überwachungseinrichtungen an einem Ortsnetztransformator

Buchholzschutz undÖlstandsüberwachung

Hermetic-Schutz

Umsteller

Temperaturüberwachung

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 5050

(air drier)

Silicagel-Trockenperlen orange

Indikator: AluminiumoxidSilicagel Trockenperlen blau

Indikator: Cobaltdichlorid (karzinogen) Ölvorlage zur FilterungTrockenmittel zum Feuchtigkeitsentzug

Luftentfeuchter

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 5151

Einschichten des unteren Jochs

Stapelung der geschnittenen Bleche

Längs- und Querteilungder Coils

Bau von Verteiltransformatoren: Kernfertigung

Schneide- undStapelmaschine

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 5252

OS-Lagenwicklung aus Cu (multi-layer windung)

Spulenwicklungen(coil winding )

DrillleiterVertauschen derTeilleiter ⇒

Minimierung der Wirbelstromverluste

Bau von Verteiltransformatoren: OS-Wicklungsfertigung

Spulenwicklung inDoppelspulenschaltung

(> 20 kV)

zweilagigeLagenwicklung

(bis 20 kV)Papierisolierte

Drähte

LackisolierteDrähte

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 5353

US-Bandwicklung (strip winding)

Bau von Verteiltransformatoren: US-Wicklungsfertigung

VerschachtelungUS-Bandwicklung außenOS-Lagenwicklung innen

Leitermaterial: Cuauch Al möglich

nur für Niederspannungsehr gut geeignet für hohe Ströme

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 5454

Faltwellenkesselfertigung

Dichtheitsprüfungmit UV-Lampe

Kesselbau bei Großtrafos

Bau von Verteiltransformatoren: Kesselfertigung

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 5555

Anschluß der Durchführungen an die Wicklungsenden

Montage des Deckels

Bau von Verteiltransformatoren: Montage

Anschluss derDurchführungen

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 5656

Deckeldichtungeneingeschweisstes VA-Blech im Bereich

US-Durchführung zum Vermeidenvon Wirbelströmen

Bau von Verteiltransformatoren: Details Kessel

auch mit Kork, gummierten Korkdauereleastische Silikonmasse

früher: Klingerit

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 5757

Durchführungen, AnschlüsseUS

OS

Anziehdrehmomente:

Bolzen M12 15,5 NmM20 52 Nm

Anschlußstück mit SchraubeM10 40 NmM12 70 Nm

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 5858

Vakuumtrocknung / Ölbefüllung

Bau von Verteiltransformatoren: Lackierung und Befüllung

Trafoöl ist nach IEC 296 genormt und daher ohne Verlust an technischer Qualität mischbar.

Typ. Fabrikate sind:Nynäs, Technol, Shell Diala D, Esso, Gulf

Flutlackierung

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 5959

(cast resin transformer)

Isolation durch festen Isolierstoff(Gießharz (GEAFOL®), Fiberglas (Resibloc®))• schwer brennbar• selbstverlöschend• Einsatz in Versammlungsstätten• Wasserschutzgebieten• bei bes. baulichen Voraussetzungen

Elt-Bau VO

Gießharztransformatoren

In der Regel:Al-Wicklungen

Oberfläche nicht berührungssicher !

(Spannung 3 … 6 kV)

a c

c

b

12012512524

20017017036

5011511512

c (mm)b (mm)a (mm)UM (kV)

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 6060

Vergleich Flüssigkeitsisoliert - Gießharz

hochgeringgeringBetriebsgeräusche

hochgeringgeringRauchdichte

26.000 MJ

350°C

Sehr gut

Nötig (Öl- und Gasanalyse, etc.)

keine bei Hermetic

P0 gering, Pk hoch

Lange, kleine Überlast

Luft (-40°C - +40°C)

Innen und Außen, Ölwanne und lange Kabel erforderlich

Silikonester

Vakuumvergossen Fiberglas

350°C > 470°C

160°CFlammpunkt

2.600 MJ 1.500 MJ30.000 MJBrandlast (1000 kVA)

Sehr gutSehr gutKurzschlussfestigkeit

Praktisch WartungsfreiNötig (Öl- und Gasanalyse, etc.)keine bei HermeticWartung

P0 hoch, Pk geringP0 gering, Pk hochVerluste

Kurze, hohe ÜberlastLange, kleine ÜberlastÜberlast

Luft (-60°C - +40°C)Luft (-40°C - +40°C)Kühlung

Sehr gutSchlechtFeuersicherheit

Innen und außen, keine besonderen Baumaßnahmen, kurze Kabel

Außen, Ölwanne und lange Kabel erforderlichInstallation

GießharzÖlisoliert

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 6161

Typenschild 15-MVA-Gießharztransformator

Ofen zum TE-freienLaminieren

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 6262

Stückprüfung nach VDE (Routineprüfungen):Messung:Wicklungswiderstände Übersetzungsverhältnis, Schaltgruppe Kurzschlußspannung,Kurzschlußverluste Leerlaufverluste, Prüfung:Isolationsprüfung- mit angelegter Wechselspannung 60 sec (Fremdspannungsprüfung

zum Nachweis der Hauptisolation)- mit induzierter Wechselspannung (doppelte Spannung und Frequenz

(Spannungsfestigkeit zwischen benachbarten Windungen und Phasen)Typprüfungen:Erwärmungsmessung (Nachweis der zul. Grenzerwärmung und damit der Lebensdauer)GeräuschmessungStoßspannungsprüfung (Blitzüberspannung „äußere Überspannung“Form: 1,2/50 µs, neg. Polarität Schaltüberspannung „innere Überspannung)Vollwelle und im Rücken abgeschnittene Welle mit TC=2...6 µs

Kurzschlußprüfung Messung der NullimpedanzMessung der Oberschwingungen des Leerlaufstromes, Messung des Eigenverbrauchs der Lüfter, PumpenSonderprüfungen:TE-Messung (z. B. < 5pC bei 2 x UN)

Werkprüfungen an Transformatoren

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 6363

Messung der Verluste(Kurzschluß- undLeerlaufverluste)

Messung des Wicklungs-widerstandes, der Schalt-gruppe und des Übersetzungsverhältnisses

Messung der Isolation(angelegte und induzierteWechselspannung)

Werkprüfungen an Transformatoren (VDE)

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 6464

Geräuschmessung Stoßspannungsprüfung

TE-Messung

Hochspannungskaskade750 kV

Hochspannungskaskade75 kV

Werkprüfungen an Transformatoren (Sonderprüfungen)

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 6565

Spannungsstoß

Stromfluß in der Wicklung

Fehler: Ansprechen einerFunkenstrecke im

Stufenschalter

Fehler: Übertragene Stoß-Spannung von der USAuf die OS

Vergleich des Stromflußes in der Wicklung zwischen Referenz- und Prüfstoß

U: 10µs/divI: 5 µs/div

Aufzeichnungen bei Stoßspannungsprüfungen

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 6666

Ergebnis bei Messtemperaturund Umrechnung auf Bezugstemperatur

75°C bei Öltransformatoren120°C bei Gießharztransformatoren

Verluste und rel. Kurzschlußspannung

Die Abnahme der Transformatorenerfolgt bei der Anlieferung !• Gefahrenübergang• Beginn der Gewährleistung

Prüfnachweis

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 6767

(noise test)Geräuschmessung

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 6868

1. Äußere FehlerBeschädigungen am Gehäusedef. DurchführungenLeckagen

2. Innere FehlerWicklungsunterbrechungIsolationsfehler

Windungsschluß OS oder USKurzschluß zw. OS und USKurzschluß zw. OS und KernKurzschluß zwischen US und KernMesstechnische Überprüfung

IsolationsmessungOS gegen Erde 5 kV, 1minOS gegen US 5 kV, 1minUS gegen Erde 2,5 kV, 1 min

Isolations-Widerstände mind. 10 MΩ / kV( 10 kV ⇒ 10 x 10 MΩ = 100 MΩ)

Spannungs-Verhältnis-Messung(Erkennen von Windungsfehlern)

L1

L2

L3

L1

L2

L3

3 x 10 kV 3 x 400 V

3 x 400 V 3 x 16 V ± 0,5%

ü = 25 WiderstandsmessungWiderstandswerte sehr niedrig undinstabil, daher Messung nur mit spez. Messbrücke.Prüfung mit Ohmmeter nur aufUnterbrechung oder Durchgang.

Prüfungen an Transformatoren vor Ort

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 6969

400 kVA 1210 mm (1290 mm)

870 mm (870 mm) 1390 mm

(1525 mm)

1390 kg(1700 kg)

900 mm (930 mm) 1545mm

(1625 mm)

630 kVA 1450 mm (1510 mm)

2000 kg(2200 kg)

400 kVA630 kVA

Typ. Abmessung eines 10-kV-Transformators (20 kV)

DIN 42500630 kVA

630 kVA 400 kVA

< 1000 mm(lichte Weite Stationstüren !)

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 7070

9200

4600

465

0

385

0

2450

Schienenoberkante

900

Bahnprofil

Abmessungen von 110-kV-Transformatoren

Transportgewicht: ca. 80 t

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 7171

Einbringen ins Umspannwerk

Eisenbahntransport Umladen zum Straßentransport

Berücksichtigung des Transportweges

Transport von 110-kV-Transformatoren

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 7272

Anlieferung neuer Transformatoren

Transport zum Einsatzort

Einbringen in eine Station

Transport von Ortsnetztransformatoren

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 7373

1U 1V 1W

2U 2V 2W

L1

L2

L3

L1

L2

L3

N

2N

Betrieb von Ortsnetztransformatoren:Überprüfung der Phasenlage bei einem Ortsnetztransformator mit dem Voltmeter

V V

L1 – L1

L2 – L2

L3 – L3

Keine Anzeige

L1 – L2

L1 – L3

L2 – L3

Anzeige400 V

L1 – N

L2 – N

L3 – N

Anzeige230 V

Probe:

Gegenprobe:

Versicherung:

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 7474

Betrieb von Ortsnetztransformatoren:Parallelschalten von Transformatoren

Tr 1S1

uz1

Tr 2S2

uz2

gleiche Nennspannung, Frequenzgleiche Schaltgruppenkennzahl (sonst: Ausgleichsströme bereits im Leerlauf)gleiches ÜbersetzungsverhältnisAbweichen der Kurzschlußspannungen um nicht mehr als 10% vomMittelwert der parallel zu betreibenden Einheiten (sonst: ungleiche Leistungsaufnahmen)Nennleistungsverhältnis kleiner 3:1

Parallelgeschaltete Transformatoren nehmen eine solche Teillast auf, dass alle Transformatoren die gleiche mittlere Kurzschlussspannung haben. Wird die Kurzschlussspannung eines Transformators auf eine andere Leistung als seine Nennleistung bezogen, dann ändert sich ihre Größe entsprechend der Leistung. Ein 100-kVA-Transformator mit uzN = 4% hat bei 60 kVA eine Kurzschlussspannung uz:0,6 : 4 = 2,4%.

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 7575

Betrieb von Ortsnetztransformatoren:Beispiel: Parallelschalten von 3 Transformatoren

Transformator 1: SN1 = 100 kVA uzN1 = 4 %

Transformator 2: SN2 = 250 kVA uzN2 = 6 %

Transformator 3: SN3 = 500 kVA uzN3 = 4,5 %

Gesamtscheinleistung S = 850 kVA

N1 N2

z z1 z2

S SS= + +...

u u u

zN1 N2 N3

zN1 zN2 zN3

Su =

S S S+ +

u u u

850 kVA= 4,78%

100 kVA 250 kVA 500 kVA+ +

4% 6% 4,5%

=

Die resultierende Kurzschlußspannung beträgt dann:

Es gilt:

Die von den einzelnen Transformatoren aufgenommene Leistung ist:

z1 N1

zN1

u 4,78%S = S × = 100 kVA × 12=

u 4%0kVA

z2 N2

zN2

u 4,78%S = S × = 250 kVA × = 199 kVA

u 6%

z3 N3

zN3

u 4,78%S = S × = 500 kVA × = 53

u 4,5%1kVA

S = 850 kVA

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 7676

Aufstellhöhe der Verkehrszeichen(Unterkante):

Auf Radwegen mind. 2,2 mAuf Gehwegen mind. 2,0 mAuf Seitenstreifen mind. 1,5 m

Fuß- und Radweg mit lückenlos aufgestellten Leitkegeln absperren

Arbeitsstelle

Längsabsperrung

Leitkegel H = 500 mm, Z 610-40

Längsabstand max. 5 m

Anfang und Ende der Arbeitsstelle

Spitzwinklige QuerabsperrungLeitkegel H = 500 mm,

Z 610-40Längsabstand max. 5 m

Längsabstand 1 - 2 mQuerabstand 0,6 - 1 m

0

50 - 70 m

50 - 70 m

Geh

weg

Z 123

Z 123 Regelplan VIIArbeitsstelle kürzerer Dauer

innerortsTrafotausch

in Trafostationen

0

DIN

425

0063

0 kV

A

Geh

weg

Genehmigungsvermerk

Absprache mitden jeweiligenOrdnungsbehörden(Ordnungsamt,StraßenverkehrsamtPolizei) erforderlich

RSA-Regelpläne

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 7777

Meßwandler

Der direkte Anschluß eines Meßgerätes an das Netzist aus sicherheitstechnischen Gründen beschränkt auf

Spannungen < 500 … 800 V und Ströme < 10 A

Meßwandler sind Transformatoren mit kleiner Leistung.Sie werden weit unterhalb der Sättigung des Eisenkerns betrieben.

Die hohen Werte der Netzgröße (Primärgröße X1) wird gewandelt undgalvanisch getrennt auf niedrige Werte (Sekundärgröße X2). Die

Abbildung erfolgt amplituden- und phasengetreu.

Nennübersetzung:

1

2n

XK

X=

20.000200

100U

VK

V= =

600120

5I

AK

A= =

U I

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 7878

(voltage transformer)L1

L2

L3

u12 u23

u31

Aron-Schaltung

Spannungswandler nie sekundär kurzgeschlossen betreiben !Sehr kleines uZ, Schutz durch Sicherungen im Sekundärkreis

Aus Sicherheitsgründen immersekundärseitig erden!

typ. sek. Größe:100 V

x

L1

L2

L3

U V

u v

zweipolig

U

X

u

einpolig

OS

US

Schaltzeichen

DIN 40900

früher

Spannungswandler

zweipolig isoliert

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 7979

(current transformer)

Holmgreen-Schaltung

P1 P2

S1 S2

L1

L2

L3 P1 (K) P2 (L)

1S1 (k) 1S2 (l)

Erzeuger Verbraucher

Klemmenbezeichnungen (alte Bez. In Klammern)

Stromwandler nie sekundär offen betreiben !Der magn. Fluß der Primärseite wird durch den Strom in der sek. Seite geschwächt,die Spannung auf der Sekundärseite bleibt gering, nie im Sekundärkreis absichern

Aus Sicherheitsgründen immersekundärseitig erden!

Auf Einbaurichtung achten !

typ. sek. Größen:5 A, 1A

Schaltzeichen

DIN 40900 früher

Stromwandler

©© W. Castor, 2007W. Castor, 200703 03 8080

(capazitive voltage divider)

System Ansprechwert Stecksystem

HR hochohmig 70-90V / 36-42,2 MΩ 19 mm / zweipoligLR niederohmig 4 – 5V / 2 – 2,4 MΩ 6,3 mm Klinke (Koax)

Spannung vorhanden: 45 – 120 % der Nennspannung (I> 3,2 μA)

Phasenvergleich: 60 – 300 ° phasenungleich0 – 15 ° phasengleich

345 – 360 °

U =

4 k

V

C1

C2U2

= 9

0 V

2,5 μA

36 MΩ

Wiederholungsprüfung erforderlich !

Kapazitive Spannungsanzeige