Kurze Diskussion zur Auswahl von Erdungstransformatoren in Boosterstationen

Erdungstransformatoren, oft auch als "Erdungstransformatoren" oder einfach "Erdungsgeräte" bezeichnet, arbeiten unter normalen Netzbetriebsbedingungen ohne Last und erfahren Überlastungen bei Kurzschlussstörungen. Basierend auf dem Füllmedium werden sie in ölgefüllt und trocken geteilt; basierend auf der Phasenzahl können es Drehstrom- oder Einphasen-Erdungstransformatoren sein.

Ein Erdungstransformator erzeugt künstlich einen neutralen Punkt zur Verbindung eines Erdwiderstands. Bei einem Erdfehler im System bietet er hohen Widerstand für positive und negative Folgeströme, aber geringen Widerstand für Nullfolgestrom, wodurch eine zuverlässige Funktion des Erdfehlerschutzes gewährleistet wird. Die richtige und sinnvolle Auswahl von Erdungstransformatoren ist von großer Bedeutung für die Bogenlöschung bei Kurzschlüssen, die Eliminierung elektromagnetischer Resonanzüberspannungen und die Sicherstellung des sicheren und stabilen Betriebs des Stromnetzes.

Die Auswahl von Erdungstransformatoren sollte auf der Grundlage folgender technischer Kriterien umfassend bewertet werden: Typ, Nennleistung, Frequenz, Spannungs- und Stromwerte, Isolationsstufe, Temperaturanstiegskoeffizient und Überlastfähigkeit. Umweltbedingungen müssen ebenfalls sorgfältig berücksichtigt werden, einschließlich Umgebungstemperatur, Höhe, Temperaturschwankungen, Verschmutzungsgrad, Erdbebenintensität, Windgeschwindigkeit und Luftfeuchtigkeit.

Wenn der neutrale Punkt des Systems direkt zugänglich ist, wird ein Einphasen-Erdungstransformator bevorzugt; andernfalls sollte ein Drehstrom-Erdungstransformator verwendet werden.

Auswahl der Leistung des Erdungstransformators

Die Leistungsauswahl eines Erdungstransformators hängt hauptsächlich von seinem Typ, den Eigenschaften der an den neutralen Punkt angeschlossenen Geräte und der Existenz einer Sekundärseitebelastung ab. Allgemein ist bereits ausreichender Spielraum in die Leistungsberechnung der neutralen Anlagen (z.B. Bögenlöscher) integriert, so dass bei der Auswahl keine zusätzliche Reduzierung oder Sicherheitsfaktor erforderlich ist.

In Photovoltaikanlagen versorgt die Sekundärseite des Erdungstransformators in der Regel Hilfsbelastungen. Daher erklärt der Autor kurz, wie die Leistung des Erdungstransformators bestimmt wird, wenn eine Sekundärbelastung vorhanden ist.

Unter diesen Bedingungen wird die Leistung des Erdungstransformators hauptsächlich auf der Grundlage der Leistung des an den neutralen Punkt angeschlossenen Bögenlöscher und der Sekundärbelastung bestimmt. Die Berechnung erfolgt mit einer 2-Stunden-Nennzeit, die der Leistung des Bögenlöscher entspricht. Für wichtige Belastungen kann die Leistung auch auf der Grundlage der kontinuierlichen Betriebszeit bestimmt werden. Der Bögenlöscher wird als Blindleistung (Qₓ) behandelt, während die Sekundärbelastung durch Trennung von Wirkleistung (Pf) und Blindleistung (Qf) berechnet wird. Die Berechnungsformel lautet wie folgt:

Bei der Verwendung von Erdfehlerschutz auf der Grundlage der rückläufigen aktiven Komponente des Nullfolgestroms wird ein Erdwiderstand von passendem Wert entweder auf der Primär- oder Sekundarseite des Bögenlöscher hinzugefügt, um die Empfindlichkeit und Selektivgenauigkeit des Erdenschutzes zu erhöhen. Obwohl dieser Widerstand während des Betriebs Wirkleistung verbraucht, ist seine Nutzungsdauer kurz und die daraus resultierende Stromerhöhung gering; daher ist keine zusätzliche Leistungssteigerung des Erdungstransformators erforderlich.