Was ist der Unterschied zwischen einem Transformator mit festen Spannungsschritten und einem Transformator mit unter Last arbeitendem Spannungsschalter (OLTC)?

Festwandler (Fixed Tap Changer) und Lastwandler (On-Load Tap Changer, OLTC) sind beide Geräte, die zum Regeln der Ausgangsspannung eines Transformatoren verwendet werden. Allerdings unterscheiden sie sich in ihrer Funktionsweise und Anwendungsszenarien. Hier sind die Unterschiede zwischen den beiden Arten von Transformatoren:

Festwandler (Fixed Tap Transformer)

Funktionsprinzip

• Festwandler haben in der Regel nur eine oder wenige vorgegebene Widerstandswerte, die das Verhältnis des Transformatoren bestimmen.

• Wenn das Transformatorverhältnis geändert werden muss, muss die Last getrennt und der Transformator aus dem Betrieb genommen werden. Die Schaltung auf die gewünschte Position erfolgt dann manuell oder mit Hilfsmitteln.

• Diese Umschaltoperation wird normalerweise bei einem Transformatorausfall durchgeführt, daher wird sie auch als Off-Load Tap Changer (OLT) bezeichnet.

Besonderheiten

• Geringere Kosten: Im Vergleich zu Lastwandlern haben Festwandler geringere Kosten.

• Einfache Wartung: Aufgrund der geringen Betriebsfrequenz hat der Festwandler weniger Verschleiß und ist relativ einfach zu warten.

• Anwendungsbeschränkungen: Er ist für Szenarien geeignet, in denen die Last wenig wechselt oder keine häufige Spannungsregelung erforderlich ist.

Lastwandler (On-Load Tap Changer, OLTC)

Funktionsprinzip

• Der Lastwandler kann das Transformatorverhältnis im laufenden Betrieb (d.h. ohne Unterbrechung der Last) anpassen.

• Durch den internen Umschaltmechanismus ist es möglich, zwischen verschiedenen Widerstandswerten zu schalten, um eine kontinuierliche Spannungsregelung zu erreichen.

• Diese Umschaltoperation kann während des Betriebs des Transformators durchgeführt werden, daher wird sie auch als Lastwandler bezeichnet.

Besonderheiten

• Dynamische Regelung: Er kann die Spannung in Echtzeit gemäß den tatsächlichen Bedürfnissen des Stromnetzes anpassen, um die Qualität der Stromversorgung sicherzustellen.

• Hohe Anpassungsfähigkeit: Er ist für Szenarien geeignet, in denen die Last stark schwankt oder die Spannung häufig angepasst werden muss.

• Höhere Kosten: Aufgrund der technischen Komplexität sind die Kosten für einen Lastwandler höher als die für einen Festwandler.

• Komplexe Wartung: Der Lastwandler benötigt regelmäßige Wartung, um eine zuverlässige Funktion aufgrund seiner komplexen internen Struktur im laufenden Betrieb zu gewährleisten.

Vergleich der Anwendungsszenarien

Festwandler

• Anwendungsszenario: Geeignet für Situationen, in denen die Last relativ stabil ist, wie kleine Verteilungsstationen und ländliche Stromnetze.

• Vorteile: Niedrige Kosten, einfache Wartung.

• Nachteile: Unbequeme Anpassung, Störung des Betriebs erforderlich.

Lastwandler

• Anwendungsszenario: Geeignet für Situationen, in denen die Last stark schwankt und die Spannung häufig angepasst werden muss, wie städtische Verteilungsstationen und große Industrieanwender.

• Vorteile: Kann die Spannung dynamisch anpassen, verbessert die Qualität der Stromversorgung.

• Nachteile: Hohe Kosten und komplexe Wartung.

Zusammenfassung

Der Festwandler eignet sich für Situationen, in denen die Last wenig wechselt und die Regelfrequenz gering ist, während der Lastwandler für Situationen geeignet ist, in denen die Last stark schwankt und die Spannung in Echtzeit angepasst werden muss. Die Wahl des Transformatortyps hängt von Faktoren wie spezifischen Anforderungen, Kostenvoranschlag und Wartungsbedingungen ab. Obwohl der Lastwandler teuer und komplex in der Wartung ist, wird er in modernen Stromsystemen wegen seiner Fähigkeit zur Spannungsregelung im laufenden Betrieb weit verbreitet eingesetzt.