Dreiphasiger Öl-Erdungstransformator

Ein dreiphasiger Öl-Erdungstransformator bietet einen Sternpunkt für dreiphasige, dreiadrige Stromsysteme, die keinen zugänglichen Sternpunktanschluss haben. Es wird häufig mit Neutralleiter-Erdungswiderständen, Lichtbogenunterdrückungsspulen und Erdschlussschutzsystemen verwendet.

Der Transformator verwendet eine Zickzack-Wicklungsanordnung (Z-Typ), um bei Erdschlussbedingungen einen definierten Nullsystempfad bereitzustellen. In Anlagen, die zusätzliche Stationsleistung benötigen, kann der Erdungstransformator auch mit einer Hilfswicklung für lokale Lasten ausgeführt werden.

Aufgrund der Isolierung und Kühlung im Öl eignet sich diese Konfiguration für Mittel- und Hochspannungs-Umspannwerke, Außeninstallationen und Anwendungen, bei denen relativ hohe kurzzeitige Fehlerströme berücksichtigt werden müssen.

Typische Systemspannungsbereiche umfassen 6–110 kV, wobei die tatsächliche Nennspannung, Kapazität, Nullimpedanz, Erdungsanordnung und Isolationsniveau aus der Projektspezifikation ermittelt werden.

So funktioniert der Erdungstransformator

Ein dreiphasiges Dreileitersystem bietet nicht unbedingt einen Sternpunkt für die Erdung von Geräten. Durch die Zick-Zack-Wicklung entsteht eine künstliche Neutralleiterverbindung, die an das ausgewählte Erdungsgerät angeschlossen werden kann.

Während des normalen ausgeglichenen Betriebs begrenzt die Wicklungsanordnung die Auswirkung des Nullflusses. Wenn ein Einphasen-Erde-Fehler auftritt, stellt der Transformator einen Pfad für Nullstrom durch den Erdungskreis bereit.

Abhängig von der Systemauslegung kann der Sternpunkt angeschlossen werden an:

· Eine Lichtbogenunterdrückungsspule

· Ein neutraler Erdungswiderstand

· Andere neutrale Erdungsgeräte

· Erdschlussschutzausrüstung

Der Erdungstransformator ist daher Teil des gesamten Erdungssystems und fungiert nicht als eigenständiges Gerät zur Fehlerbeseitigung.

Hauptkonstruktion

Zick-Zack-Wicklung

Die Primärwicklung verwendet eine Zick-Zack-Verbindung, bei der die Phasenwicklungsabschnitte so angeordnet sind, dass die erforderlichen Nullsystemeigenschaften bereitgestellt werden.

Je nach Nennspannung, Strom und Kurzzeitfehleranforderungen werden Kupferleiter und mechanisch unterstützte Wicklungsstrukturen eingesetzt.

Magnetischer Kern

Der Kern besteht aus Elektroblechlamellen. Der Magnetkreis ist auf die erforderlichen Anforderungen an Spannung, Impedanz, Verlust, thermische Leistung und Fehlertoleranz ausgelegt.

Ölgetauchte Isolierung und Kühlung

Der Aktivteil ist in einem ölgefüllten Stahltank eingebaut. Isolieröl sorgt für dielektrische Isolierung und überträgt Wärme von den Wicklungen und dem Kern zum Tank und zu den Kühlflächen.

Die Kühlanordnung wird entsprechend der Transformatorleistung und den Installationsbedingungen ausgewählt.

Tank- und Schutzzubehör

Je nach Konfiguration und Leistung kann das Gerät ausgestattet sein mit:

· HV/LV-Buchsen

· Konservator

· Druckentlastungsgerät

· Buchholz-Staffel

· Ölstandsanzeige

· Öltemperaturanzeige

· Temperatursensoren

· Ablass- und Probenahmeventil

· Erdungsklemmen

· Hebe- und Transportvorrichtungen

Die tatsächliche Zubehörliste sollte der genehmigten technischen Spezifikation entsprechen.

Technische Spezifikationen

Hinweis: Erdungstransformatoren werden normalerweise anhand der Anforderungen des gesamten Erdungssystems spezifiziert. Die Nennkapazität allein definiert nicht das richtige Produkt. Auch Nullimpedanz, Erdungsstrom, Fehlerdauer, Isolationspegel und die Frage, ob eine Hilfslast erforderlich ist, sollten berücksichtigt werden.

Erdungstransformator mit oder ohne Hilfslast

Der Erdungstransformator kann nur für den Erdungsbetrieb konfiguriert oder mit einer Hilfsstromfunktion kombiniert werden.

Die geeignete Konfiguration hängt von der Erdungsmethode und den Hilfsstromanforderungen der Station ab.

Wo es verwendet wird

Typische Anwendungen sind:

· 35-kV-, 66-kV- und 110-kV-Freiluft-Umspannwerke

· Umspannwerke für die Versorgungsverteilung und -übertragung

· Wind- und Photovoltaik-Stromsammelsysteme

· Umspannwerke für erneuerbare Energien

· Große Industrieumspannwerke

· Metallurgische Anlagen

· Bergbau-Energiesysteme

· Stromnetze der chemischen Industrie

· Dreiphasige Dreileitersysteme ohne zugänglichen Sternpunkt

Bei Projekten im Freien sollte der Entwurf Umgebungstemperatur, Höhe, Verschmutzungsgrad, Isolierungskoordination, Gehäuseanforderungen und örtliche Installationsbedingungen berücksichtigen.

Ölgetauchte Konstruktion für Hochleistungsanwendungen

Die in Öl getauchte Konstruktion bietet sowohl elektrische Isolierung als auch Wärmeübertragung, was nützlich ist, wenn die Ausrüstung eine relativ hohe Nennleistung hat oder kurzzeitigen Erdungsströmen standhalten muss.

Im Vergleich zu einer Trockenbauweise bringt die ölgefüllte Bauweise auch zusätzliche Anforderungen an die Öleindämmung, Inspektion, Brandschutz und Ölwartung mit sich.

Die Wahl zwischen Ölbad- und Trockenkonstruktion sollte daher auf der elektrischen Nennleistung, dem Fehlerbetrieb, der Installationsumgebung, den Brandschutzanforderungen und den Wartungsbedingungen basieren und nicht darauf, dass eine Konstruktion allgemein vorzuziehen ist.

Fertigungs- und Testkapazitäten

Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. wurde 1999 gegründet und stellt Leistungstransformatoren, Ofentransformatoren, Gleichrichtertransformatoren, Drosseln und andere kundenspezifische elektrische Geräte her.

Yulan verfügt über Fertigungskapazitäten, die Geräte bis zur 110-kV-Klasse abdecken, mit etwa 35.000 m² Standortfläche und 15.000 m² Werkstattfläche.

Zu den relevanten Produktions- und Prüfgeräten gehören:

· 80-Tonnen-Hebezeug

· 400 kW Kerosin-Dampfphasen-Vakuumtrocknungssystem

· 1200-kV-Impulsprüfgerät

· 400-kV-Netzfrequenz-Spannungsprüftransformator

· 300-kV-Induktionstestgeneratorsatz

· Computergesteuerte Vertikalwickelanlage

· Ausrüstung zum Kernschneiden und Querschneiden

· Hydraulische Pressausrüstung

· Folienwickelausrüstung

Das Unternehmen betreibt die Managementsysteme ISO 9001:2015, ISO 14001 und ISO 45001:2018.

Für einzelne Projekte können Werksprüfungen und Dokumentationen gemäß der vereinbarten technischen Spezifikation und den geltenden Normen durchgeführt werden.

Käuferinformationen für ein Angebot

Um einen Erdungstransformator auszuwählen, sollten Käufer Folgendes bereitstellen:

1. Systemspannung

2. Maximale Systemspannung

3. Häufigkeit

4. Erdungsmethode

5. Erforderlicher Erdungsstrom

6. Kurzzeitige Fehlerdauer

7. Anforderungen an die Nullimpedanz

8. Erforderliche Transformatorkapazität

9. Ob eine Hilfswicklung erforderlich ist

10. Isolationsniveau

11. Installation im Innen- oder Außenbereich

12. Umgebungstemperatur und Höhe

13. Anwendbare IEC/GB- oder lokale Normen

14. Erforderliche Werkstests und Dokumentation

Ein Einliniendiagramm ist besonders nützlich, da es zeigt, wie der Erdungstransformator an die neutrale Erdungsausrüstung angeschlossen wird.

Häufig gestellte Fragen

Was ist ein Erdungstransformator?

Ein Erdungstransformator schafft einen nutzbaren Sternpunkt in einem Stromnetz, das keinen zugänglichen Sternpunkt hat. Der Neutralleiter kann dann an Erdungsgeräte wie eine Lichtbogenunterdrückungsspule oder einen Erdungswiderstand angeschlossen werden.

Warum wird eine Zick-Zack-Wicklung verwendet?

Die Zick-Zack-Verbindung stellt den erforderlichen Nullpfad für das Erdungssystem bereit und behält gleichzeitig das beabsichtigte Verhalten im symmetrischen Dreiphasenbetrieb bei.

Ist ein Erdungstransformator dasselbe wie ein Erdungstransformator?

Ja. In der internationalen Fachterminologie werden Erdungstransformator und Erdungstransformator üblicherweise für die gleiche allgemeine Funktion verwendet. Je nach Markt kann auch ein „Neutral-Erdungstransformator“ verwendet werden.

Kann es mit einer Lichtbogenunterdrückungsspule funktionieren?

Ja. Ein Erdungstransformator kann den für eine Lichtbogenunterdrückungsspule erforderlichen Sternpunkt bereitstellen, wenn das Stromnetz keinen zugänglichen Sternpunkt hat.

Kann es an einen neutralen Erdungswiderstand angeschlossen werden?

Ja. Der Sternpunkt kann mit einem Erdungswiderstand verbunden werden, wenn für das Stromnetz eine Widerstandserdung gewählt wird.

Kann der Transformator auch Hilfsenergie liefern?

Es kann mit einer Hilfswicklung ausgestattet werden, wenn das Projekt sowohl Erdung als auch Stromversorgung für die Stationsversorgung erfordert. Die Hilfslast muss in die anfängliche Elektroplanung einbezogen werden.

Was bestimmt die erforderliche Kapazität?

Die Kapazität hängt von der Erdungsleistung und gegebenenfalls der Hilfslast ab. Kurzzeitiger Erdungsstrom, Fehlerdauer, thermische Anforderungen und Hilfsstromanforderungen sollten alle berücksichtigt werden.

Kann es bei 110 kV verwendet werden?

Eine Anwendung der 110-kV-Klasse kann unter Berücksichtigung des erforderlichen Isolationsniveaus, des Erdungsstroms, der Nullsystemeigenschaften, des Kurzzeitbetriebs und der geltenden Normen entworfen werden.

Welche Norm kann für einen Erdungstransformator gelten?

IEC 60076-6 schließt insbesondere Erdungstransformatoren (Neutralkoppler) in ihren Anwendungsbereich ein. Die genauen Standard- und Compliance-Anforderungen sollten anhand der Projektspezifikation und des dokumentierten Produktdesigns bestätigt werden.

Über Yulan Transformer

Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. wurde 1999 gegründet und stellt Transformatoren und Reaktoren für Versorgungs-, Industrie- und Energieprojekte her.

Die Produktions- und Testressourcen des Unternehmens unterstützen kundenspezifische elektrische Geräte bis zur 110-kV-Klasse, einschließlich Produkten, die spezielle Wicklungsanordnungen, Isolationssysteme, Erdungseigenschaften und Werkstests erfordern.

Bei einem Erdungstransformatorprojekt kann Yulan vor der Erstellung der technischen Spezifikation die Systemspannung, den Erdungsstrom, die Nullsystemanforderungen, die Hilfslast, die Installationsbedingungen und die geltenden Normen überprüfen.