Gießharz-Trockentransformator mit Schutzgehäuse

Gießharz-Trockentransformator

Für Verteilnetzbauer, Schaltanlagenbauer und industrielle Bauherren: Der Gießharz-Trockentransformator von ETENZ deckt 30–2500 kVA bei 10 kV und 20 kV ab, wählbar über die Verlustgenerationen SC(ZB)10 bis SCB18, als Einzelgerät geliefert oder als Betriebsmittel in einer vorgefertigten Energiestation.

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Kennwerte

30–2500kVA
Leistung
10 / 20kV
Spannung
150%
Überlast
IP20 / IP23
Schutzart

Produktmerkmale

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Sechs Stufen

SC(ZB)10, 11, 12 und 13 teilen Spannung, Leistungsstufen und Aufstellmaße; der Unterschied liegt in den Leerlaufverlusten, die bei 630 kVA Stufe um Stufe von 1340 W auf 965 W fallen. Die Lastverluste fallen nur einmal, bei SC(ZB)13, von 5960 W auf 5365 W, und bewegen sich danach nicht mehr. SCB14 und SCB18 sind zwei spätere Generationen, deren Werte je Projekt bestätigt werden. Jahresbetriebsstunden und Strompreis entscheiden, bei welcher Generation man stehen bleibt.

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Sechs Stufen

SC(ZB)10, 11, 12 und 13 teilen Spannung, Leistungsstufen und Aufstellmaße; der Unterschied liegt in den Leerlaufverlusten, die bei 630 kVA Stufe um Stufe von 1340 W auf 965 W fallen. Die Lastverluste fallen nur einmal, bei SC(ZB)13, von 5960 W auf 5365 W, und bewegen sich danach nicht mehr. SCB14 und SCB18 sind zwei spätere Generationen, deren Werte je Projekt bestätigt werden. Jahresbetriebsstunden und Strompreis entscheiden, bei welcher Generation man stehen bleibt.

Produktdetails

Der Schlüssel läuft von links nach rechts in drei Teilen: Bauform, Wicklung und Leistungsstufe. Das führende S steht für dreiphasig, C für gießharzgekapselte Feststoffausführung, ein vorhandenes Z für Regelung unter Last und sein Fehlen für Umsteller ohne Erregung, B für eine Folienspule auf der Unterspannungsseite, und die letzte Ziffer ist der Code der Leistungsstufe. Nach dem Schlüssel folgen Bemessungsleistung und Bemessungsoberspannung, geschrieben als „-Leistung/Spannung" in kVA und kV. SCB13-630/10 liest sich also: dreiphasig, gießharzgekapselt, Folie auf der Unterspannung, Leistungsstufe 13, 630 kVA, 10 kV, Umsteller ohne Erregung.

Typenschlüssel SC(ZB)13 des Gießharz-Trockentransformators Stelle für Stelle aufgeschlüsselt

Die Oberspannungsseite ist eine im Vakuum gießharzgekapselte Feststoffspule: Kupferleiter mit Isolierung der Klasse F als Leiter, Glasfaser-Epoxid-Verbund als Isolierung. Ihre Ausdehnungskoeffizienten liegen dicht beieinander, sodass wechselnde Temperaturen an der Grenzfläche keine Spannungen aufbauen — daher rühren Stoß- und Rissfestigkeit der gekapselten Spule. Glasfaser und Epoxid sind selbstverlöschend, unterhalten keine Verbrennung und setzen keine giftigen Gase frei. Die Unterspannungsseite ist folienbewickelt. Unterspannung bedeutet wenige Windungen und hohen Strom, und in Drahtausführung wird die Durchflutungsverteilung mit wachsendem Strom unruhiger, womit auch die axiale Kurzschlusskraft steigt. Die Folienwicklung hat weder axiale Windungen noch Wickelsteigung: Ober- und Unterspannungsdurchflutung gleichen sich von selbst aus, die axiale Kraft bleibt klein. Die Folienisolierung ist dünner, im gleichen Fenster finden mehrere Kühlkanäle Platz und die thermische Reserve wird größer. Zwischen den Lagen liegt DMD-Isolierung, und die Wicklungsenden werden nach dem Wickeln mit Harz versiegelt und ausgehärtet.

Kornorientiertes kaltgewalztes Elektroblech, durchgehender 45°-Schrägschnitt, Schenkel mit Isolierband bandagiert, Oberfläche mit Isolierharzlack gegen Feuchte und Rost versiegelt, Pressteile und Verschraubungen gesondert oberflächenbehandelt. Geschichtet wird mehrstufig gestuft, der Kern wird von der Schneidlinie automatisch gestapelt, und das obere Joch bleibt beim Zusammenbau ungeschichtet. Leerlaufverluste, Leerlaufstrom und Kerngeräusch gehen gemeinsam zurück, und sie gehen über diese Kernarbeit zurück und nicht über die Wicklungen — deshalb bewegt ein Wechsel der Verlustgeneration bei gleicher Leistung vor allem die Leerlaufspalte der Parametertabelle.

Der intelligente Temperaturregler wirkt stufig nach der Temperatur der in die Wicklungen eingebetteten Fühler: Übertemperaturmeldung, Übertemperaturauslösung, dreiphasige Abfrage sowie Ein- und Ausschalten der Kühllüfter. Die Lüfter sind Querstromlüfter mit Ausblasung nach oben, eine Wahl zugunsten des Geräuschs statt des Drucks. Bei Selbstkühlung arbeitet der Transformator mit Bemessungsleistung; mit laufenden Lüftern trägt er 150% der Bemessungslast. Diese Reserve dient in der Regel nicht der dauernden Vollast, sondern deckt Umschaltungen während der Instandhaltung, saisonale Spitzen oder die vorübergehende Übernahme, wenn ein anderer Transformator außer Betrieb geht.

Das nackte Gerät lässt sich unmittelbar am Lastschwerpunkt aufstellen; kommt ein Schutzgehäuse hinzu, wird die Schutzart zwischen IP20 und IP23 gewählt und der Werkstoff zwischen kaltgewalztem Stahlblech, nichtrostendem Stahl und Aluminiumlegierung. Der Unterspannungsabgang läuft über genormte Stromschienen, seitlich oder nach oben, und lässt sich auch nach der Schienenführung vor Ort auslegen. Ober- und Unterspannung haben je eine obere Einführung und eine untere Kabeleinführung, und die vier Kombinationen entsprechen vier Kabelverlegerichtungen. Wird der Transformator mit einer vorgefertigten Energiestation geliefert, legt ETENZ die Einführungs- und Abgangsrichtungen in der Stufe des Innenaufbaus zusammen mit Kabelträgern und Trassenhöhen fest, sodass vor Ort nur der Anschluss bleibt.

Die sechs Verlustgenerationen teilen Spannung, Leistungsstufen, Aufstellmaße und Unterspannungsklemmen, sodass die Wahl auf das Abwägen zwischen Leerlaufverlusten und Anschaffungspreis hinausläuft. Leerlaufverluste laufen das ganze Jahr ununterbrochen mit, während Lastverluste dem Lastfaktor folgen — wo Jahresbenutzungsdauer und Lastfaktor niedrig sind, wiegt die Leerlaufspalte deutlich schwerer. Die Regelung unter Last ist der andere Zweig. Bei gleicher Leistung bringt sie rund 10% mehr Leerlaufverluste, rund 6% mehr Lastverluste und etwa 100 kg mehr Masse; sitzt der Stufenschalter seitlich, wächst das seitliche Maß um etwa 650 mm, sitzt er vorn, wächst das frontale Maß um etwa 750 mm. Diese Zahlen sind Schätzwerte der Auswahlstufe; die Endwerte folgen der Konfiguration.

Lieferumfang-Optionen

Umfang 1

Lieferung als Einzelgerät oder als Komplettpaket

Transformatoren werden nach Bestellliste als Einzelgeräte geliefert oder als Komplettpaket zusammen mit Schutzgehäuse, Temperaturregler und Kühllüftern. Der Aktivteil wird im Werk gewickelt, montiert und den Stückprüfungen unterzogen und als komplettes Gerät versandt; die Montageschnittstelle des Zubehörs richtet sich nach den Transportbedingungen. Soll der Transformator zusammen mit einer vorgefertigten Energiestation eintreffen, übernimmt die E-House-Linie Gehäuse, Innenaufbau und Fundamentbefestigung; der Transformator wird als darin untergebrachtes Betriebsmittel geliefert.

Umfang enthält:
Einzelgerät oder Komplettpaket
Versand als komplettes Gerät, Montageschnittstelle
Fundament- und Befestigungsschnittstelle
Lieferung in der Station über die E-House-Linie
Umfang 1

Lieferung als Einzelgerät oder als Komplettpaket

Transformatoren werden nach Bestellliste als Einzelgeräte geliefert oder als Komplettpaket zusammen mit Schutzgehäuse, Temperaturregler und Kühllüftern. Der Aktivteil wird im Werk gewickelt, montiert und den Stückprüfungen unterzogen und als komplettes Gerät versandt; die Montageschnittstelle des Zubehörs richtet sich nach den Transportbedingungen. Soll der Transformator zusammen mit einer vorgefertigten Energiestation eintreffen, übernimmt die E-House-Linie Gehäuse, Innenaufbau und Fundamentbefestigung; der Transformator wird als darin untergebrachtes Betriebsmittel geliefert.

Umfang enthält:
Einzelgerät oder Komplettpaket
Versand als komplettes Gerät, Montageschnittstelle
Fundament- und Befestigungsschnittstelle
Lieferung in der Station über die E-House-Linie

Technische Daten

Produktform
Dreiphasiger Trockentransformator für Innenaufstellung mit gießharzgekapselter Feststoffisolierung
Bemessungsleistung
30–2500 kVA
Bemessungsoberspannung
10 kV (6; 6,3; 6,6; 10,5; 11 kV); die 20-kV-Ebene hat eine eigene Tabelle
Bemessungsunterspannung
0,4 kV (0,38; 0,415; 0,433; 0,69 kV)
Umsteller ohne Erregung
±5% oder ±2×2,5%
Regelbereich unter Last
±4×2,5%
Schaltgruppe
Dyn11 oder Yyn0
Isolationspegel
LI75 AC35 / AC5
Kurzschlussspannung
4,0% (≤500 kVA); 6,0% (≥630 kVA); 1600–2500 kVA zusätzlich mit Zeilen zu 8,0%
Leerlaufverluste (630 kVA)
1340 / 1170 / 1070 / 965 W für SC(ZB)10 / 11 / 12 / 13
Lastverluste (630 kVA, 120 °C)
5960 W (SC(ZB)10–12); 5365 W (SC(ZB)13)
Bezugstemperatur der Lastverluste
120 °C
Leerlaufstrom (630 kVA)
0,5% (SC(ZB)10–11); 0,3% (SC(ZB)13)
Schallpegel (630 kVA)
49 dB (SC(ZB)10–11); 46 dB (SC(ZB)12–13)
Kühlung
AN Selbstkühlung; AF Zwangsbelüftung trägt 150% der Bemessungslast
Schutzart
IP20 oder IP23 mit Schutzgehäuse
Gehäusewerkstoff
Kaltgewalztes Stahlblech, nichtrostender Stahl oder Aluminiumlegierung
Unterspannungsabgang
Genormte Stromschienen, seitlich oder oben
Einführungsart
OS oben / OS Kabel unten; US oben / US Kabel unten
Einsatzbedingungen
Innen; Umgebung −5 bis +40 °C, Mittel des wärmsten Monats +30 °C, Höhe nicht über 1000 m
Feuchtebedingungen
Arbeitet bei 100% Feuchte; nach Stillstand keine Vortrocknung nötig
Zuschlag durch Laststufenschaltung (Schätzung)
Leerlaufverluste rund +10%, Lastverluste +6%, Masse +100 kg; +650 mm seitlich oder +750 mm frontal

Produkt-FAQs

Das richtet sich nach Aufstellort und Brandschutzbedingungen. Der Trockentransformator ist feststoffisoliert und für Innenaufstellung, lässt sich unmittelbar am Lastschwerpunkt aufstellen und braucht weder Ölgrube noch Ölwanne noch Ölbrandschutzanlage, was ihm in feuchter Umgebung und in unterirdischen Stationen zugutekommt; seine untere Temperaturgrenze im Betrieb liegt bei −5 °C. Der ölgefüllte ist im Freien aufstellbar, geht bis −25 °C und hat bei gleicher Leistung geringere Leerlaufverluste und meist einen niedrigeren Stückpreis. Die weit überwiegende Zahl der Transformatoren in einer vorgefertigten Energiestation ist trocken, gerade weil dort keine Ölgrube vorgesehen ist.

Spannung, Leistungsstufen, Aufstellmaße und Unterspannungsklemmen sind gleich; der Unterschied liegt in den Leerlaufverlusten — bei 630 kVA fallen sie Stufe um Stufe von 1340 W bei SC(ZB)10 auf 965 W bei SC(ZB)13. Die Lastverluste fallen genau einmal, bei SC(ZB)13, von 5960 W auf 5365 W, und ändern sich danach nicht mehr. Leerlaufverluste laufen das ganze Jahr ohne Pause mit, Lastverluste folgen dem Lastfaktor: Eine höhere Generation amortisiert sich daher schneller, wo die Jahresbenutzungsdauer niedrig ist. SCB14 und SCB18 sind zwei spätere Generationen, deren Werte je Projekt bestätigt werden. Mit Jahresbetriebsstunden, mittlerem Lastfaktor und Strompreis lässt sich die wirtschaftliche Generation rechnen.

Nicht als Dauerbetrieb. Diese Reserve entspricht der Kurzzeitbelastbarkeit mit eingeschalteter Zwangsbelüftung; typisch genutzt wird sie für Umschaltungen während der Instandhaltung, saisonale Spitzen oder die vorübergehende Übernahme, wenn ein parallel laufender Transformator außer Betrieb geht. Dauernder Vollastbetrieb ist nach Bemessungsleistung auszulegen; die Überlastfähigkeit darf nicht dazu dienen, die gewählte Leistung zu drücken. Die zulässige Dauer hängt von Wicklungsübertemperatur, Umgebungstemperatur und Lastgang ab und wird nach den Projektbedingungen gerechnet.

Nein. Feststoffisolierung nimmt keine Feuchte auf, der Transformator arbeitet bei 100% Feuchte und kann nach dem Stillstand ohne Vortrocknung in Betrieb gehen. Der Unterschied zum ölgefüllten Gerät zeigt sich am deutlichsten bei saisonal stillstehenden Anlagen, Reservetransformatoren und Küstenprojekten.

Für 1600, 2000 und 2500 kVA gibt es eigene Zeilen mit 8,0% Impedanz, für Fälle, in denen der Kurzschlussstrom auf der Unterspannungsseite gedrückt werden muss — meist dann, wenn das Ausschaltvermögen der Niederspannungsschaltanlage oder die dynamische Festigkeit der Sammelschiene die Grenze setzt. Der Preis dafür sind höhere Lastverluste (1600 kVA steigt von 11730 W auf 12960 W) und eine schlechtere Spannungsänderung. Vor der Wahl den erwarteten Kurzschlussstrom auf der Unterspannungsseite und die Daten der Schaltanlage prüfen.

Nach den Schätzwerten der Auswahlstufe: Leerlaufverluste rund 10% höher, Lastverluste rund 6% höher, Masse rund 100 kg mehr; sitzt der Stufenschalter seitlich, wächst das seitliche Maß um etwa 650 mm, sitzt er vorn, wächst das frontale Maß um etwa 750 mm. Die beiden Richtungen schließen einander aus, und die Wahl wirkt unmittelbar auf die lichte Gangbreite in der Station oder im Umspannwerk — sie gehört in die Stufe des Aufstellungsplans. Die Endmaße folgen der Konfiguration.

Ja. Reist der Transformator mit der Station, übernimmt die Linie für vorgefertigte Energiestationen Gehäuse, Innenaufbau, Fundamentbefestigung und Lüftungsauslegung, und der Transformator verlässt das Werk als darin untergebrachtes Betriebsmittel; Einführungs- und Abgangsrichtungen, Höhen der Kabelträger und lichte Breite der Wartungsgänge werden in der Stufe des Aufstellungsplans in einem Zug festgelegt, sodass vor Ort nur der Anschluss bleibt. Die Lieferung des Transformators allein ist ebenso möglich.

Nach dem Schallpegel zur gewählten Leistung und Verlustgeneration: bei 630 kVA 49 dB für SC(ZB)10–11 und 46 dB für SC(ZB)12–13. Das ist der Schalldruckpegel des Geräts selbst; der Pegel, der an der Grundstücksgrenze oder an einem empfindlichen Punkt ankommt, hängt zusätzlich von Aufstellort, Raumakustik und Abstandsdämpfung ab und wird je Projekt gesondert gerechnet. Laufen die Lüfter, kommt deren Geräusch hinzu.

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