Installation von Verteilungs- zu Nutzspannungs-Wandlern

A. Luftaufhängung

A1. Einheitkapazitäten, Montageverfahren und -arten

Für die Luftaufhängung von Transformern können Drehstrom- oder gebankte Einphasen-Einheiten verwendet werden. Transformer, ob einzeln oder gebankt, mit einer Einzel- oder Gesamtkapazität von mehr als 300 kVA dürfen nicht an einem einzelnen Holzmast montiert werden. Für Einmast-Montagen mit einer Kapazität von mehr als 100 kVA sind besondere strukturelle Überlegungen erforderlich.

Mastplattformmontage (Zweimaststruktur) wird nur dann verwendet, wenn andere Montageverfahren nicht machbar sind. Für gebankte Transformer ist Gruppenmontage gegenüber Querarmmontage bevorzugt, da sie optisch ansprechender ist. Ebenso können für die Montage von Überspannungsschutzgeräten und Auslösern Gruppenmontage oder Drehstromhaltermontage verwendet werden, sofern sie von der für den Betrieb und die Wartung der Transformer verantwortlichen Nutzungsbehörde genehmigt wurden.

Abbildung 8-1 und 8-2 illustrieren die Montageverfahren für gebankte Transformer. Selbstgeschützte Transformer haben interne Primär-Sicherungen, die durch Fachpersonal ersetzt werden müssen. Daher werden selbstgeschützte Transformer nicht empfohlen.

A2. Lage

Luftaufgehängte Anlagen können mehrere Gebäude versorgen. In solchen Fällen sollen die Transformer am Maststandort in der Nähe des Gebäudes mit der höchsten Last installiert werden. Wenn der Spannungsabstand nicht 125 Fuß überschreitet, sollte die Sekundärleitung direkt zu den versorgten Gebäuden führen; andernfalls sind Zwischenmasten erforderlich.

B. Bodenmontage

B1. Arten und Kapazitäten

Bodenmontage kann entweder die flachmontierte Abteilungstyp- oder die Unterstationstyp-Form sein. Abbildung 8-3 zeigt eine typische flachmontierte Abteilungstransformerinstallation.

Die Verwendung von herkömmlichen (mastmontierten) Transformern mit separaten primären und sekundären Schutzeinrichtungen ist nicht zulässig. Dies liegt daran, dass solche Installationen gefährlicher, im Allgemeinen schwieriger zu warten, mehr Platz erfordern und selten bedeutende Kosteneinsparungen erzielen, da ein Zaun erforderlich ist.

Flachmontierte Abteilungstransformer sollten ausschließlich im Freien verwendet werden, auch wenn sie für innen- und außenmontierte Installationen konzipiert sind. Unterstationstransformer können sowohl im Innen- als auch im Außenbereich verwendet werden.

B2. Flachmontierte Abteilungstransformer mit Flüssigkeitsisolierung

Dreiphasige flachmontierte Abteilungstransformer können in ANSI-Standardgrößen bis zu 2500 kVA angeboten werden, dürfen jedoch nicht verwendet werden, wenn die Primärspannung 15 kV übersteigt oder wenn der Fehlerstrom so groß ist, dass Standardausrüstung die erforderliche primäre Unterbrechungskapazität nicht erfüllen kann.

Bei der Wahl zwischen flachmontierten Abteilungstransformern und Unterstationen (mit integrierten oder nicht-integrierten Lastzentrumstransformern) sind folgende Faktoren zu berücksichtigen: Anwendungsfall, Erweiterungspotenzial, Koordination von Kurzschluss- und Schutzeinrichtungen, fundierte Ingenieururteile, anerkannte Branchenpraktiken sowie folgende Überlegungen zum Betrieb, Wartung und Zuverlässigkeit:

• Wenn Betreiber häufig Instrumente und Schalter verwenden müssen, sollten Unterstationen und integrierte oder nicht-integrierte Lastzentrumstransformer gewählt werden. Bei flachmontierten Abteilungstransformern befinden sich Instrumente und Bedienelemente in einem verschlossenen Abteil und sind nicht leicht zugänglich.

• Flachmontierte Abteilungstransformer erfordern die Verwendung eines isolierten Bedienstabs, um das Schaltmechanismus auszulösen und das Kabel zu trennen (aufgrund der Totfront-Anforderung). Die im Allgemeinen in Unterstationen verwendeten Hochspannungsschalter erfordern jedoch keine speziellen Werkzeuge und sind einfacher zu bedienen.

• Unterstationen und integrierte Lastzentrumstransformer verfügen über Lüfterkühlungsfunktionen, die bei einer Temperaturanstiegsbedingung von 55/65 Grad Celsius eine zusätzliche Kapazität von 12 % bieten. Im Gegensatz dazu haben selbstgekühlte flachmontierte Abteilungstransformer diese Funktion nicht, und Lüfter können nicht hinzugefügt werden, um die Kühlleistung zu verbessern.

B3. Versorgung von Wohngebieten

Flachmontierte Transformer werden in der Regel für die Stromversorgung von Wohngebieten und kleinen Gewerbebetrieben verwendet.

B4. Industrielle Stromversorgung

Flachmontierte Transformer können für industrielle, kommerzielle oder industriebezogene Anwendungen verwendet werden, sofern die folgenden Bedingungen erfüllt sind: Sie versorgen nur ein Gebäude; Messgeräte und sekundäre Schaltanlagen können innerhalb dieses Gebäudes installiert werden; und die Koordinierungsanforderungen für Kurzschluss- und Schutzeinrichtungen werden erfüllt.

B5. Versorgung großer Lasten

Unterstationen und integrierte und/oder nicht-integrierte Lastzentrumstransformer werden in industriellen, großflächigen kommerziellen und institutionellen Anwendungen eingesetzt, die große Lasten, die Versorgung mehrerer Gebäude und die Notwendigkeit von sekundären Busbarschutzeinrichtungen beinhalten.

B6. Sekundäre Unterstationen

Sekundäre Unterstationen mit integrierten oder nicht-integrierten Ausgangssektionen sollten verwendet werden. Da keiner der beiden Typen vor Manipulation geschützt ist, ist ein Zaun erforderlich, und die Höhe des Zäunes muss den Anforderungen des National Electrical Safety Code (NESC) entsprechen. Für 480Y/277V-Versorgungssysteme sollten Transformer mit einer Kapazität von mehr als 1500 kVA vermieden werden; für 280Y/120V-Versorgungssysteme sollten Transformer mit einer Kapazität von mehr als 500 kVA vermieden werden, unter Berücksichtigung der Größe des sekundären Fehlerstroms.

In einigen Fällen kann es jedoch sinnvoller und kostengünstiger sein, 480Y/277V-Versorgungssysteme mit 2000-kVA-Transformern auszustatten und strombegrenzende Sicherungen in Verbindung mit Schaltgeräten zu verwenden, um den sekundären Fehlerstrom zu begrenzen. Die Nutzungsbehörde (wie etwa die Host/REQ CMD der US Air Force) wird die Anforderungen für Lastmesser festlegen.

B7. Lage

B7-1 Flüssigkeitsgefüllte Transformer im Freien installiert

Außenaufbauten müssen dem National Electrical Code (NEC), MIL-HDBK-1008A und dem National Electrical Safety Code (NESC) entsprechen. Der Installationsort des Transformers muss sicherstellen, dass bei einem Transformerbrand die Verbrennungsprodukte nicht in den Luftzugang des Heiz-, Lüftungs- und Klimasystems (HVAC) benachbarter Gebäude gezogen werden.

Der Standort flachmontierter Transformer muss dem architektonischen Designkonzept entsprechen und vor Fahrzeugbeschädigungen geschützt sein. Die Koordination mit der Architektur kann durch geeignete Planung der relativen Position zur Landschaft, Pflanzung von Sträuchern um den Transformer oder Verwendung von abgedeckten Zäunen erreicht werden. Die Primärversorgungsleitungen für flachmontierte Transformer müssen unterirdisch sein. Für die sekundäre Verbindung zum Gebäude können unterirdische Kabel oder Busschächte verwendet werden, aber nicht mehr als sechs unterirdische Kabel pro Phase parallel, da überkomplexe Verbindungen zu Wartungs- und Raumproblemen führen können.

B7-2 Flüssigkeitsgefüllte Transformer im Innenraum installiert

Innenaufbauten müssen dem National Electrical Code (NEC) und MIL-HDBK-1008A entsprechen. Der Transformatorkeller muss an der Außenwand des Gebäudes liegen, Abluftöffnungen nach außen haben und normalerweise nur von außerhalb des Gebäudes zugänglich sein.

Die Zuluftventilatoren und Gitter des Heiz-, Lüftungs- und Klimasystems (HVAC) müssen mit Rauchmeldern und Rate-of-Rise-Detektoren im Transformatorkeller und/oder in den zugehörigen Räumen gekoppelt sein. Sollte es in dem Transformatorkeller und/oder den zugehörigen Räumen zu einem Brand kommen, müssen diese Detektoren die Zuluft des HVAC-Systems deaktivieren. Ist die Zuluft des HVAC-Systems jedoch auf dem Dach des Gebäudes oder auf der gegenüberliegenden Seite vom Transformatorkeller, ist eine solche Kopplung nicht erforderlich.

An den Zugangstüren des Transformatorkellers müssen Hinweisschilder angebracht werden, die die geeigneten Löschmittel und Verfahren anzeigen. Rohre und Schächte dürfen nicht über innenliegende Transformer verlegt werden.