Wie wählt man einen Trockentransformator aus?

1. Temperaturregelsystem

Einer der Hauptgründe für Transformatorenfehler ist Isolierungsschäden, und die größte Bedrohung für die Isolierung kommt von Überschreitungen des zulässigen Temperaturlimits der Wicklungen. Daher sind die Überwachung der Temperatur und die Implementierung von Alarmsystemen für in Betrieb befindliche Transformator unerlässlich. Im Folgenden wird das Temperaturregelsystem am Beispiel des TTC-300 vorgestellt.

1.1 Automatische Kühlventilatoren

Ein Thermistor ist an der heißesten Stelle der Niederspannungswicklung vorinstalliert, um Temperatursignale zu erhalten. Basierend auf diesen Signalen wird der Ventilatorbetrieb automatisch angepasst. Wenn die Transformatorenbelastung zunimmt, steigt auch die Temperatur entsprechend. Der Thermistor reagiert auf diese Veränderung: Wenn die Temperatur 110°C erreicht, startet der Ventilator automatisch, um Kühlung bereitzustellen; wenn die Temperatur unter 90°C fällt, erhält der Ventilator das Temperatursignal und hält an.

1.2 Auslöse- und Alarmfunktionen

PTC-Thermistoren werden in der Niederspannungswicklung vorinstalliert, um die Temperatur der Wicklungen und des Kerns zu überwachen und zu messen. Wenn die Wicklungstemperatur 155°C überschreitet, löst das System ein Überhitzungsalarm-Signal aus. Wenn die Temperatur über 170°C ansteigt, kann der Transformator nicht mehr sicher betrieben werden, sodass ein Auslösesignal an den sekundären Schutzkreis gesendet wird, was den Transformator veranlasst, schnell mit einer Auslösung zu reagieren.

1.3 Temperaturanzeige

Thermistoren sind in den Niederspannungswicklungen eingebettet. Die Temperatur wird über den Widerstand gemessen und als 4–20 mA analoges Stromsignal ausgegeben, um sie anzuzeigen. Für die Anbindung an Computer kann eine Kommunikationsschnittstelle hinzugefügt werden, um eine Fernübertragung bis zu 1.200 Meter zu ermöglichen. Darüber hinaus kann ein einzelner Sender gleichzeitig bis zu 31 Transformator überwachen. Die Thermistorsignale lösen auch Überhitzungsalarmsignale und Auslösungen aus, was die Leistung des Temperaturschutzsystems weiter verbessert.

2. Schutzmethoden

Die Auswahl der Gehäuse ist auch wichtig für den Transformatorschutz und sollte sich nach den Schutzanforderungen und dem Einsatzumfeld richten, wodurch verschiedene Gehäusetypen entstehen. In der Regel werden IP20-Gehäuse für Transformator gewählt – eine Standardauswahl, die hauptsächlich dazu dient, Tiere wie Katzen, Ratten, Schlangen und Vögel sowie Fremdkörper mit einem Durchmesser größer als 12 mm daran zu hindern, einzudringen und Kurzschlüsse oder andere schwere Unfälle zu verursachen, um lebende Teile zu schützen. Bei Außentransformatorn ist ein IP23-Gehäuse erforderlich. Neben den oben genannten Funktionen bietet es auch Schutz vor herabfallenden Wassertröpfchen in Winkeln bis zu 60 Grad zur Vertikalen. Dies kann jedoch die Wärmeableitungsfähigkeit des Transformators beeinträchtigen, daher muss auf die Betriebskapazität geachtet werden.

3. Kühlmethoden

Trockentransformatorn umfassen hauptsächlich zwei Arten: natürliche Luftkühlung und erzwungene Luftkühlung. Natürliche Luftkühlung wird hauptsächlich für Transformator verwendet, die kontinuierlich innerhalb ihrer Nennleistung betrieben werden. Erzwungene Luftkühlung kann die Ausgangskapazität des Transformators um 50% erhöhen. Diese Methode wird hauptsächlich für intermittierende Lasten oder Notfallüberlastungen angewendet. Allerdings steigen bei solchen Belastungen sowohl der Impedanzspannung als auch die Lastverluste unnatürlich, was nicht wirtschaftlich ist. Es ist daher nicht ratsam, den Transformator über längere Zeiträume in diesem überlasteten Zustand zu halten.

4. Überlastfähigkeit

Die Überlastfähigkeit eines Transformators wird von mehreren Faktoren beeinflusst, so dass seine Überlastfähigkeit rational geplant und genutzt werden muss. Die folgenden Aspekte sollten berücksichtigt werden:

• Geeignete Reduzierung der Transformatorleistung. Kurzzeitige Einflussüberlastungen, die während des Betriebs von Geräten wie Walzwerken und Schweißmaschinen auftreten, können berücksichtigt werden. Durch die Nutzung der Überlastfähigkeit des Transformators kann die Kapazität reduziert werden – dies ist eine effektive Möglichkeit, die Überlastfähigkeit zu nutzen. Darüber hinaus können für ungleichmäßig belastete Bereiche wie öffentliche Beleuchtung, Unterhaltungs- und Kultur-Einrichtungen, Klimaanlagen und Einkaufszentren die Überlastfähigkeit des Transformators genutzt werden, um dessen Kapazität angemessen zu reduzieren, sodass der Transformator während Spitzenzeiten nahe der Vollast oder intermittierend im Überlastzustand betrieben werden kann.

• Reduzierung der Reservekapazität oder der Anzahl der Einheiten: An manchen Standorten führen hohe Redundanzanforderungen für Transformator dazu, dass in Ingenieurplänen übergroße und überzählige Einheiten ausgewählt werden. Durch die Nutzung der Überlastfähigkeit trockener Transformator kann die Reservekapazität bei der Planung reduziert werden. Auch die Anzahl der Ersatzgeräte kann verringert werden. Wenn ein Transformator unter Überlast betrieben wird, muss seine Betriebstemperatur sorgfältig überwacht werden. Wenn die Temperatur auf 155°C ansteigt (ein Alarm wird ausgelöst), sollten sofort Maßnahmen zur Lastreduktion (z.B. Abschaltung nicht-kritischer Lasten) ergriffen werden, um den sicheren Stromversorgung kritischen Lasten zu gewährleisten.

5. Niederspannungs-Ausgangsmethoden und Schnittstellencoordination für Trockentransformatorn

Trockentransformatorn enthalten kein Öl, wodurch Brand-, Explosions- oder Verschmutzungsrisiken eliminiert werden. Daher erfordern elektrische Vorschriften und Regeln nicht, dass sie in separaten Räumen installiert werden. Besonders für die neueren SC(B)9-Serie, mit erheblich reduzierten Verlusten und Lärmebenen, ist es möglich geworden, trockene Transformator in demselben Schaltgerät-Raum wie Niederspannungspanele zu platzieren.

5.1 Standard-Niederspannungsgeschlossene Busleitung

Wenn das Projekt geschlossene Busleitungen (auch als Steckbusleitungen oder kompakte Busleitungen bekannt) verwendet, kann der entsprechende Transformator mit standardmäßigen geschlossenen Busleiteranschlüssen ausgestattet werden, um eine einfache Verbindung zu externen Busleitungen zu ermöglichen. Für Produkte mit Gehäuse (IP20) wird ein Flansch für die geschlossene Busleitung auf der oberen Abdeckung des Gehäuses bereitgestellt. Für Produkte ohne Gehäuse (IP00) werden nur die Busleiteranschlusskontakte bereitgestellt.

5.2 Standard-Horizontales Seitenanschluss (Niederspannung)

Wenn der Transformator neben einem Niederspannungsschaltgerät platziert wird, können horizontale Seitenanschlüsse am Transformator bereitgestellt werden, um eine bequeme Terminalverbindung zu ermöglichen. Diese Konfiguration wird in der Regel mit Niederspannungspanelen wie GGD, GCK und MNS abgestimmt. Der Transformatorhersteller und der Schaltgerätehersteller müssen eine Koordinierungsvereinbarung unterzeichnen, um detaillierte Schnittstellendimensionen zu bestätigen und eine reibungslose Ortsinstallation sicherzustellen.

5.3 Standard-Vertikales Seitenanschluss (Niederspannung)

Dieser Seitenanschluss verwendet vertikale Busleiter und ist in Prinzip ähnlich wie der horizontale Seitenanschluss. Wenn der Transformator mit Domino-Stil vertikal angeordneten Schaltgerätepaneelen verwendet wird, kann der Transformator niederspannungsseitige Anschlüsse bieten.

China hat eine sehr hohe Produktionsmenge an trockenen Transformatorn auf Basis von Harzisoliermaterialien erreicht und hat jetzt weltweit eine bedeutende Position, wobei die Produktion und Verkaufszahlen weltweit an erster Stelle stehen. Die führende Fertigungstechnologie ist ebenfalls beeindruckend. Die Anwendung und technische Förderung dieser Transformator haben eine sehr vielversprechende Zukunft, dank langfristiger Entwicklungspotenziale in der Fertigung. Die Hauptvorteile lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• Niedriger Energieverbrauch und geringer Lärm: Geringere Verluste von Siliziumblech, strukturelle Vorteile von Foilwicklungen, engere Verbindungen in gestaffelten Kerne im Vergleich zu traditionellen Designs – all dies trägt zu einer höheren Umweltfreundlichkeit im integrierten Design trockener Transformator bei. Mit der weiteren Förderung dieser Technologien, kombiniert mit geringen Lärmpegeln und der Integration neuer Technologien und Prozesse, werden zukünftige Transformator noch leiser, umweltfreundlicher und energieeffizienter sein.

• Hohe Zuverlässigkeit: Produktzuverlässigkeit und -qualität sind wichtige Kundenbedenken geworden. Durch die Forschung in jedem Herstellungsprozess wurde die Zuverlässigkeit der Transformator überprüft und weiter verbessert, was zu einer verlängerten Lebensdauer und erhöhter Zuverlässigkeit beiträgt. Dies zeigt sich besonders in grundlegenden ingenieurwissenschaftlichen Studien.

• Umweltzertifizierung: Der grundlegende Umweltstandard ist HD464. Forschung und Zertifizierung werden durchgeführt für Klimawiderstands-Klassen C0/C1/C2, Umweltbeständigkeit-Klassen E0/E1/E2 und Feuerbeständigkeit-Klassen F0/F1/F2.

• Erhöhte Kapazität: Trockentransformator werden hauptsächlich als Verteiltransformatoren eingesetzt, mit Kapazitäten von 50 kVA bis 2.500 kVA. Ihre Anwendung erweitert sich nun in den Bereich der Netztransformatoren, mit Kapazitäten von 10.000 kVA bis 20.000 kVA. Diese Erweiterung wird durch den wachsenden städtischen Strombedarf und die Ausweitung von Netzen getrieben, was zu mehr städtischen Lastzentren und einer breiteren Nutzung großer Netztransformatoren führt.

• Komplette Funktionalität: Moderne Transformator sind strukturell mit Schutzgehäusen, erzwungener Kühlung, Temperaturmessschnittstellen, Instrumentenwandlern, Energiemessung und anderen Funktionen ausgestattet. Die Entwicklung der Transformator geht in Richtung vollständig integrierter funktionaler Designs.

• Erweiterte Anwendungsgebiete: Das Gebiet, das von Verteiltransformatoren dominiert wird, erweitert sich in multi-feld, groß-plattform-Anwendungen.