Einführung der Transformatorabmessungen basierend auf IEC 60076

Beziehung zwischen Nennleistung und Abmessungen

Definition der Nennleistung: Gemäß IEC 60076-1 ist die Nennleistung die maximal zulässige Scheinleistung (kVA oder MVA) unter ständigem Lastzustand, die den Anforderungen an die stationäre Temperaturerhöhung und Spannungsregelung entspricht.

Wesentliche Parameter, die die Abmessungen beeinflussen:

• Leerlaufverluste (P₀) und Lastverluste (P_k) beeinflussen direkt die physische Größe des Kerns und der Wicklungen.

• Kurzschlussimpedanz (%) steht in Beziehung zu den Wicklungswicklungen und Isolierabständen; Designs mit höherer Impedanz können größere Abmessungen erfordern.

Wicklungsverbindungstypen und Strukturdesign

• Y-Wicklung: Geeignet für Hochspannungsseiten, kostengünstig und unterstützt Neutralpunktabdichtung. Wird häufig in Dyn11-Konfigurationen verwendet, um die Nullfolgeimpedanz zu reduzieren.

• D-Wicklung: Ideal für Niederspannung, Hochstromszenarien. In Kombination mit Y-Wicklungen optimiert es die Nullfolgestrompfade (z.B. Yd11 oder Dyn11 für 10/0,4kV Verteilungstransformatoren).

Kühlmethoden und physische Abmessungen

Kühltypen:

• AN (Naturkühlung): Basiert auf Radiatoren zur Wärmeabfuhr, kompakt aber begrenzt in der Kapazität.

• AF (Gezwungen Luftkühlung): Erfordert Ventilatoren, erhöht das Volumen, unterstützt aber höhere Kapazitäten.

Beispielmaße (aus technischen Spezifikationen):

Isolationsstufen und Auswirkungen auf die Abmessungen

• Isolationsklassen:F-Klasse oder H-Klasse Isolierungsmaterialien ermöglichen kompaktere Designs aufgrund ihrer höheren Temperaturtoleranz.

• Anforderungen an Isolierprüfungen:Impulsfestigkeitsspannungen (z.B. LI75 AC35 für die Niederspannungsseite und LI170 AC70 für die Hochspannungsseite) beeinflussen die Wicklungsabstände und die Isolierungsdicke.

Spannungsbereich und strukturelle Komplexität

Spannungsschalter: Ein ±2×2,5% Spannungsbereich erfordert eingebaute Spannungsregelwicklungen, was potenziell die axiale Länge erhöhen kann.

Zusammenfassung

Die Abmessungen von Transformatoren werden durch die Nennleistung, Verluste, Kühlmethoden und Isolieranforderungen bestimmt. Praktische Designs sollten den allgemeinen Regeln der IEC 60076-1 und den Lastleitlinien der IEC 60076-8 folgen, kombiniert mit standardisierten Parametertabellen (z.B., ). Es sollte vermieden werden, übervereinfachte Modelle wie „optimale Lastquote“ zu verwenden, wie in den IEC-Standards betont wird.