Hochspannungstransformatoren: Anwendungen Merkmale & zukünftige Trends

Hochspannungstransformatoren (über 10 kV) werden in verschiedenen Sektoren, von Wohngebieten bis hin zu Industriefeldern, weit verbreitet eingesetzt. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Übersicht über ihre Hauptanwendungsszenarien und technischen Merkmale:

1. Städtische und zivile Anwendungen
1.1 Wohnkomplexe und Einkaufszentren

Der kombinierte Transformator mit einer Spannung von 10 kV, der wegen seiner kompakten Größe und vollständig versiegelten Struktur geschätzt wird, wird in neuen Wohnkomplexen, Einkaufszentren und Hochhäusern weit verbreitet eingesetzt. Sein Design ist sehr platzsparend – nur etwa ein Drittel der Größe eines europäischen integrierten Transformers mit der gleichen Kapazität – und fördert eine effiziente Nutzung des Grundstücks. Darüber hinaus stellt die Dyn11-Schaltkonfiguration die Spannungssicherheit sicher und verringert Probleme im Zusammenhang mit dem Verschieben des Neutralpunkts.

1.2 Städtische öffentliche Einrichtungen

Diese Transformatoren finden auch Anwendung in städtischer Infrastruktur wie Straßenbeleuchtungsnetzwerken, Parkgestaltung und Straßen. Ästhetische Kastentransformatoren können angepasst werden, um nahtlos in die Umgebung zu passen. Zudem reduziert ihr vollständig isoliertes Design den Bedarf an zusätzlichen Sicherheitsabständen, was sie für Bereiche mit hoher Fußgängerfrequenz geeignet macht.

2. Industrie- und Energiebereiche
2.1 Industrieparks und schwere Industrien (Bergbau und Fertigung)

In industriellen und bergbaulichen Unternehmen mit hochkomplexen Stromlasten ist eine zuverlässige Stromversorgung von größter Wichtigkeit. Kombinierte Transformatoren in diesen Umgebungen bieten eine flexible Schaltung zwischen Ringnetz- und Endpunkt-Konfigurationen und sind mit einem Doppelsicherungsschutz ausgestattet, um die Wartungskosten zu senken. Sie sind so konstruiert, dass sie unter extremen Bedingungen zuverlässig arbeiten, mit einem Betriebstemperaturbereich von -30°C bis +40°C. Ölgetränkte Transformatoren werden in schweren Industrien häufig verwendet, während trockene Transformatoren in Bergbaubereichen bevorzugt werden, die eine hohe Explosionsfestigkeit erfordern.

2.2 Erneuerbare Energiesysteme

In erneuerbaren Energiesystemen wie Photovoltaik-Kraftwerken und Windparks besteht der Bedarf, die erzeugte Niederspannung auf Netzniveau zu steigern. So werden beispielsweise 10-kV-Kastentransformatoren typischerweise in verteilten Photovoltaikanlagen für das Netzanschluss verwendet, während extra-hochspannungsfähige Transformatoren für langstreckige Stromübertragung zur Minimierung von Verlusten entscheidend sind. Der photovoltaische Steigerungskastentransformator ist beispielsweise eine Schlüsselkomponente in erneuerbaren Energieprojekten.

3. Verkehr und Infrastruktur
3.1 Bahnsysteme und Ladesäulen für Elektrofahrzeuge

Städtische U-Bahn-Systeme und Hochgeschwindigkeitsbahnen verlassen sich auf stabile Stromversorgungen. In Umspannwerken installierte Kastentransformatoren versorgen die Oberleitungen, die in diesen Systemen verwendet werden. Ähnlich verwenden Ladesäulen für Elektrofahrzeuge Transformatoren, um die 10-kV-Hochspannung in die spezifische Spannung umzuwandeln, die von den Ladegeräten benötigt wird, wodurch schnelles Hochstrom-Laden ermöglicht wird.

3.2 Netzausbau und Smart-Grid-Anwendungen

Extra-hochspannungsfähige Transformatoren (mit einer Spannung von 330 kV und darüber) spielen eine entscheidende Rolle bei der regional übergreifenden Stromübertragung. Die kontinuierliche Entwicklung von Smart Grids treibt die Nachfrage nach digitalen Transformatoren mit Fernüberwachungs- und Fehlerdiagnosefunktionen an. Umformertransformatoren sind beispielsweise wesentliche Komponenten in ultra-hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungssystemen (UHVDC).

4. Spezielle Szenarien
Notfall- und Reservestromversorgung

Kritische Einrichtungen wie Krankenhäuser und Rechenzentren erfordern redundante Transformatoren, um einen ununterbrochenen Strom zu gewährleisten. Designs, die Hochflammpunktöle verwenden, verringern das Brandrisiko und machen diese Transformatoren für Installationen in Gebäuden geeignet, in denen Sicherheit eine oberste Priorität ist.

5 Technische Anpassungsfähigkeit
5.1 Umwelttoleranz

Die meisten Transformatormodelle sind so konstruiert, dass sie unter herausfordernden Umweltbedingungen arbeiten können, einschließlich Höhen von bis zu 1000 Metern, relativer Luftfeuchtigkeit von bis zu 95%, Windgeschwindigkeiten von bis zu 34 m/s und Erdbeben.

5.2 Effizienzmerkmale

Merkmale wie niedrigverlustige Siliziumstahlkerne und doppelte empfindliche Sicherungen helfen, die Betriebskosten zu senken. Darüber hinaus sind diese Transformatoren mit einer Überlastkapazität gebaut, um plötzliche Lastspitzen abzudecken.

6 Zukünftige Trends

Mit der sich entwickelnden Landschaft von Smart Grids und erneuerbarer Energie stehen Hochspannungstransformatoren vor dem Ziel, höheren Effizienz und intelligenteren Betriebsmodi zu erreichen. Zukünftige Entwicklungen werden die Integration von IoT-Sensoren für Echtzeitüberwachung und Diagnose sowie die Verwendung umweltfreundlicher Materialien wie biologisch abbaubarer Isolieröle zur Förderung der Nachhaltigkeit beinhalten.