Was wir Ihnen bieten können

Sämtliche Transformatoren werden nach den gültigen VDE-Vorschriften (VDE 0570/ EN 61558 bzw. VDE 0532 / EN 60076) hergestellt. Hervorzuheben ist, dass die Transformatoren lagenweise isoliert werden. Dadurch wird eine hohe Spannungsfestigkeit der Wicklungen untereinander sowie eine lange Lebensdauer erreicht. Ebenso werden die Transformatoren wechselseitig geschachtelt. Im Gegensatz zu geschweißten Blechpaketen ergibt sich ein geringerer Blindstromanteil sowie geringere Leerlaufverluste.

Leistung
Die Leistungsangabe bezieht sich auf die im Dauerbetrieb sekundärseitig abnehmbare Leistung in VA oder kVA. Unsere Transformatoren werden standardmäßig wie folgt ausgelegt:

• Isolationsklasse B oder F
• Aufstellhöhe bis 1000m über NN
• 40°C Umgebungstemperatur
• cos φ = 1 (ohmsche Belastung)

Spannung
Bei Drehstrom ist darauf zu achten, daß die Nennspannung die Spannung ist, die zwischen den drei Außenleitern gemessen wird (verkettete Spannung).

Frequenz
Die in diesem Katalog aufgeführten Transformatoren sind für eine Frequenz von 50-60 Hz ausgelegt. Auf Anfrage fertigen wir auch Transformatoren für andere Frequenzen.

Betriebsart S1
Sofern nicht anders gekennzeichnet sind sämtliche Transformatoren für Dauerbetrieb ausgelegt. Diese Betriebsart wird als S1 bezeichnet und entspricht 100% Einschaltdauer (ED).

Betriebsart S3
Bei vielen Anwendungen werden die Transformatoren nicht dauernd mit Nennlast betrieben. Dadurch lässt sich die Baugröße teilweise erheblich reduzieren.
Bei der Betriebsart S3 wird von einer Spieldauer von 10 Minuten ausgegangen. Weicht die Spieldauer von diesem Wert ab, so muss dies bei der Dimensionierung des Transformators berücksichtigt werden. Eine abweichende Spieldauer wird auf dem Leistungsschild in Minuten angegeben.

Beispielrechnung für Kurzeitbelastung nach Betriebsart S3:

Spieldauer = Dauer der Pause + Dauer der Belastung

Bestimmung der Typenleistung bei Kurzeitbetrieb nach Betriebsart S3 (N_T = Typenleistung):

Abweichende Aufstellhöhe
Die Leistung muss bei abweichenden Aufstellhöhen nach dem folgenden Diagramm reduziert werden.

Abweichende Umgebungstemperatur
Die Leistung muss bei abweichenden Umgebungstemperaturen nach dem folgenden Diagramm reduziert werden.

Die Leistungsreduktion muss vorgenommen werden, da bei Höhen von 1000m über N.N. und höheren Umgebungstemperaturen der Wärmeaustausch mit der Umgebung schlechter wird. Dies bedeutet, dass sich der Transformator bei Nennleistung unzulässig erwärmen würde.

Überlastbetrieb von Transformatoren
Der Überlastbetrieb von Transformatoren kann dem folgenden Schaubild entnommen werden.

Temperaturen

Unter Nennbedingungen entstehen in einem Transformator Verluste, die Wärme erzeugen. Die hieraus entstehende Übertemperatur ist an bestimmte Grenzwerte gekoppelt und innerhalb der Isolierstoffklassen festgelegt.

In den Isolierstoffklassen ist ebenfalls festgelegt, dass der Hotspot, der im Inneren der Wicklung entsteht,  zwischen der Klasse A und der Klasse H um 5 bis 15 K über der Endtemperatur liegt.

Die Isolierstoffklasse H fertigen wir nur auf Anfrage.

Kurzschlußfestigkeit

Die in diesem Katalog aufgeführten Transformatoren sind nach EN 61558 nicht kurzschlussfest bzw. kurzschlussfest nach EN 60076-5. 

Kurzschlussfester Transformator

Der kurzschlussfeste Transformator ist ein Transformator, bei dem die Temperatur festgelegte Grenzwerte nicht überschreitet, wenn der Transformator überlastet oder kurzgeschlossen wird, und der nach dem Entfernen der Überlast oder des Kurzschlusses weiterhin alle Anforderungen der EN 61558 erfüllt.

Man unterscheidet:

Bedingt kurzschlussfester Transformator

• ist ein Transformator, der mit einer Schutzeinrichtung ausgerüstet ist, die den Eingangs- oder Ausgangsstromkreis öffnet, oder den Strom im Eingangs- oder Ausgangsstromkreis verringert, wenn der Transformator überlastet oder kurzgeschlossen wird.
• Schutzeinrichtungen sind beispielsweise Sicherungen, Überlastauslöser, Temperatursicherungen, selbsttätig oder nicht selbsttätig zurückstellende Temperaturbegrenzer, Kaltleiter und automatisch auslösende Schutzschalter.

Unbedingt kurzschlussfester Transformator

• ist ein Transformator ohne Schutzeinrichtung, bei dem die Temperatur bei Überlast oder Kurzschluss auf Grund der Konstruktion festgelegte Grenzwerte nicht überschreitet, und der nach Entfernen der Überlast oder des Kurzschlusses weiterbetrieben werden kann

Nicht kurzschlussfester Transformator

Der nicht kurzschlussfeste Transformator ist ein Transformator, der dazu bestimmt ist, gegen übermäßige Temperatur durch eine Schutzeinrichtung geschützt zu werden, die nicht im Transformator eingebaut ist.

Fail-Safe Transformator

Der Fail-Safe Transformator ist ein Transformator, der bei nicht bestimmungs-mäßigem Gebrauch durch eine Unterbrechung des Eingangsstromkreises bleibend ausfällt, aber für den Anwender und die Umgebung keine Gefahr darstellt.

Basisisolierung
Die Basisisolierung ist die Isolierung spannungsführender Teile zum grundlegenden Schutz gegen elektrischen Schlag.

Zusätzliche Isolierung
Die Zusätzliche Isolierung ist eine unabhängige Isolierung zusätzlich zur Basisisolierung. Sie schützt bei Versagen der Basisisolierung vor elektrischen Schlag.

Doppelte Isolierung
Die Doppelte Isolierung besteht aus Basisisolierung und zusätzlicher Isolierung besteht.

Verstärkte Isolierung
Die Verstärkte Isolierung ist eine einzige Isolierung spannungsführender Teile, die unter den in den einschlägigen Normen genannten Bedingungen den gleichen Schutz gegen elektrischen Schlag wie eine doppelte Isolierung bietet.

Verschmutzungsgrad 1 (P1)
Keine oder Verschmutzung ohne Einfluß.

Verschmutzungsgrad 2 (P2)
Keine leitfähige Verschmutzung, nur gelegentliche Leitfähigkeit durch Betauung.

Verschmutzungsgrad 3 (P3)
Leitfähige Verschmutzung.

Schutztrennung
Trennung zwischen Stromkreisen durch Basisisolierung plus zusätzlicher zusätzliche Isolierung oder Schutzschirm oder durch eine äquivalente Schutzmaßnahme (z.B. verstärkte Isolierung). 

Körper
Im Sinne von EN 61558 ist ein Körper eine allgemeine Bezeichnung für alle berührbaren Metallteile, Achsen, Handgriffe, Knöpfe, Hebel und dergleichen. Auch berührbare metallische Befestigungsschrauben und Metallfolien auf berührbaren Isolierstoffoberflächen. 

Schutzschirm
Trennung von gefährlichen aktiven Teilen mit Hilfe einer dazwischen angeordneten leitenden Abschirmung, die über einen Anschluss für einen äußeren Schutzleiter verfügt.

SELV (safety extra-low voltage)
Spannung eines Stromkreises, der vom Versorgungsnetz z.B. durch einen Sicherheitstrafo getrennt ist und die Spannung 50 V Wechselspannung oder 120 V geglättete Gleichspannung nicht überschreitet.

SELV-Stromkreis (vormals Schutzkleinspannung)
Mit Schutztrennung von anderen Stromkreisen getrennter ELV-Stromkreis, der ohne Anschlüsse zum Erden des Stromkreises oder der berührbaren leitfähigen Teile ausgestattet ist. 

PELV-Stromkreis (Funktionskleinspannung mit sicherer Trennung)
Mit Schutztrennung von anderen Stromkreisen getrennter ELV-Stromkreis, der aus Funktionstechnischen Gründen geerdet sein darf, und/oder dessen berührbare leitfähige Teile geerdet sein dürfen.

Schutzklasse I
Der Schutz gegen elektrischen Schlag beruht nicht allein auf einer Basisisolierung sondern zusätzlich auf einer Erdungsklemme zur Verbindung mit dem Schutzleiter in festen Installationen.

Schutzklasse II
Der Schutz gegen elektrischen Schlag beruht außer der Basisisolierung auf einer doppelten oder verstärkten Isolierung ohne Erdungsklemme. Dadurch besteht Unabhängigkeit von Schutzmaßnahmen der festen Installation. Erlaubt sind durchgeschleifte und gegen den Trafo isolierte Schutzleiterverbindungen. 

Anforderungen an die Isolation
In der unten aufgeführten Tabelle sind die Mindestforderungen an die Isolation für die entsprechenden Schutzmaßnahmen aufgeführt.

Wir möchten ausdrücklich darauf hinweisen, dass unsere Transformatoren alle mit doppelter oder verstärkter Isolation gefertigt werden, um eine zusätzliche Sicherheit und eine hohe Lebensdauer zu gewährleisten.

Transformatoren mit getrennter Wicklung
Bei dieser Wickelart besteht zwischen der Eingangs- und der Ausgangswicklung keine leitende Verbindung, sie sind galvanisch getrennt. Die Typenleistung entspricht der Nennleistung.

Transformatoren mit gemeinsamer Wicklung - Sparwicklung -
Bei dieser Wickelart besteht zwischen der Eingangs- und der Ausgangswicklung eine leitende Verbindung. Deshalb gilt für den Wicklungsteil mit der kleineren Spannung das gleiche Potential gegen Erde wie für die Wicklung mit der größeren Spannung.
Die Einschränkungen nach VDE 0100 und VDE 0101 sind weiterhin zu beachten. Je nach Übersetzungsverhältnis kann hier eine erhebliche Materialeinsparung erzielt werden.

In der gezeigten Übersicht sind die wichtigsten Schaltgruppen für Drehstromtransformatoren mit Zeigerbild, Übersetzung, Kennzahl und Schaltung angegeben. Dabei bezeichnet man die Wicklung mit der betriebsmäßig höchsten Spannung als Oberspannungswicklung und kennzeichnet sie durch die vorgestellte Ziffer 1 vor den Anschlussbezeichnungen U,V,W. Dementsprechend bezeichnet man die Wicklung mit der betriebsmäßig niedrigsten Spannung  als Unterspannungswicklung und kennzeichnet sie durch die vorgestellte Ziffer 2 vor den Anschlussbezeichnungen U,V,W.
Die Wicklungen können im Dreieck: D,d im Stern: Y,y oder im Zickzack: Z,z geschaltet sein, wobei Großbuchstaben für die Oberspannungswicklung und Kleinbuchstaben für die Unterspannungswicklung stehen und in dieser Reihenfolge als Schaltgruppe des Drehstromtransformators bezeichnet werden. Ist in der jeweiligen Spannungsebene der Sternpunkt herausgeführt, so wird dies durch ein nachgestelltes N,n verdeutlicht. Darüber hinaus wird durch die anschließende Kennzahl die Phasenverschiebung der Unterspannung gegenüber der namensgleichen Oberspannung als Vielfaches von 30° angegeben.

Phasenverschiebung der Spannungen zwischen Ober- und Unterseite eines Drehstrom-Transformators in Abhängigkeit von seiner Kennzahl

Kennzahl: 0
Phasenverschiebung: 0°

Kennzahl: 5
Phasenverschiebung: 150°

Kennzahl: 6
Phasenverschiebung: 180°

Kennzahl: 11
Phasenverschiebung: 330°

Belastbarkeit des Sternpunktes
Drehstromtransformatoren werden vorwiegend in Stern-Stern-Schaltung Yy0, in Stern-Zickzack-Schaltung Yz5 oder in Dreieck-Stern-Schaltung Dy5 ausgeführt.

Beispiel Stern-Stern-Schaltung mit ausgeführtem Sternpunkt auf der Ausgangsseite Yyn0:
Da der Mittelpunkt der Eingangsseite des Transformators nicht mit dem Sternpunkt der Energiequelle verbunden ist, darf der Sternpunkt der Ausgangsseite mit Rücksicht auf die Spannungssymmetrie nur mit max. 10% des Transformator-Nennstromes dauernd belastet werden.

Beispiel Stern-Stern-Schaltung mit ausgeführtem Sternpunkt auf der Eingangs- und Ausgangsseite YNyn0:
Da der Mittelpunkt der Eingangsseite des Transformators mit dem Sternpunkt der Energiequelle verbunden ist, darf der Sternpunkt der Ausgangsseite mit Rücksicht auf die Spannungssymmetrie mit 100% des Transformator-Nennstromes dauernd belastet werden. Hierbei wird vorausgesetzt, dass bei der Verbindung des eingangsseitigen Mittelpunktes des Transformators mit dem Sternpunkt der Energiequelle die Nullimpedanz der Energiequelle hinreichend klein ist.

Beispiel Stern-Zickzack-Schaltung mit ausgeführtem Sternpunkt auf der Ausgangsseite Yzn5:
Bei der Stern-Zickzack-Schaltung darf der ausgangsseitige Sternpunkt des Transformators mit 100% des Transformator-Nennstromes belastet werden. Die Zickzack-Wicklung muß auf der Ausgangsseite liegen. Bei dieser Schaltung verteilt sich, wie bei der Dreieckschaltung, eine unsymmetrische Belastung einer Phase des Transformators auf sämtliche drei Phasen. Hierbei liegt jede Phasenwicklung je zur Hälfte auf zwei verschiedenen Schenkeln des Transformators. Bei unsymmetrischer Belastung z.B. zwischen 2U – 2V durchfliesst der symmetrische Stromanteil daher vier Wicklungshälften, die auf sämtlichen drei Schenkeln des Eisenkerns liegen, davon auf einem Schenkel zwei Wicklungshälften, auf den beiden anderen Schenkeln je eine Wicklungshälfte. Hierbei erfolgt der Lastausgleich über die Joche des Kernes, durch die die drei Schenkel magnetisch parallel geschaltet sind. Eine absolut gleichmäßige Belastung der einzelnen Phasen des Eingangs-Netzes ist durch Stern-Zickzack-Schaltung oder auch durch Dreieck-Stern-Schaltung nicht zu erzielen.

Beispiel Dreieck-Stern-Schaltung mit ausgeführtem Sternpunkt auf der Ausgangsseite Dyn5:
Bei der Dreieck-Stern-Schaltung darf der ausgangsseitige Sternpunkt des Transformators mit 100% des Transformator-Nennstromes belastet werden. Diese Schaltung ist geeignet bei Einphasen-Belastungen der Außenleiter eines Dreiphasen-Transformators mit verschiedenen hohen Stromstärken durch Leistungsabnahmen zwischen Außenleiter und Sternpunkt.
Die unsymmetrische Belastung einer Phase verteilt sich auf alle drei Phasen, weil bei der Dreieckschaltung jede Phasenwicklung parallel mit den beiden anderen in Reihe liegenden Phasenwicklungen liegt. Somit können die Ausgleichsströme innerhalb des geschlossenen Kreises der drei Wicklungen auftreten und den Lastausgleich auf sämtliche drei Wicklungen bewirken.

Parallelbetrieb von Transformatoren
Reicht die Leistung eines Transformators für die Versorgung der angeschlossenen Verbraucher nicht mehr aus, dann muß ein weiterer Transformator zu dem ersten parallel geschaltet und betrieben werden.
Für diese Parallelschaltung sind folgende Bedingungen einzuhalten:

1. Gleiches Leerlaufübersetzungsverhältnis (eine prozentuale Abweichung der Übersetzung von bis zu 1/20 der relativen Kurzschlußspannung ist noch zulässig - z.B.: uK eines Transformators beträgt 10% - seine Übersetzung darf um 0,5% von der eines parallellaufenden Transformators abweichen)
2. Gleiche Kurzschlußspannung (max. 10% zulässige Abweichung)
3. Gleiche Schaltgruppe
4. Nennleistungsunterschied zwischen den Transformatoren nicht größer als Faktor 3

Nur bei Einhaltung der Bedingungen 1. - 3. ist garantiert, dass im Leerlauf keine Ausgleichsströme fließen und dass sich unter Last die Ströme der Größe nach prozentual richtig auf beide Transformatoren aufteilen. Die Einhaltung der Bedingung 4. verhindert, dass der leistungsschwächere Transformator überlastet wird. Ausserdem wird beim Parallelschalten unterschiedlich leistungsstarker Transformatoren darauf geachtet, dass die Kurzschlußspannung des leistungsschwächeren Transformators die Größere ist.
Um die Richtigkeit der Parallelschaltung zweier Drehstrom-Transformatoren zu überprüfen (damit gewährleistet ist, dass die Phasenlage der sekundären Spannungen beider Transformatoren übereinstimmt), kann die untere Schaltung verwendet werden. Die Spannungsmesser dürfen keine Spannung anzeigen. Wenn dies zutrifft, kann Tr 2 unbedenklich dreipolig sekundärseitig zu TR 1 zugeschaltet werden.

Die Kurzschlußspannung UK ist die Spannung, die auf der Primärseite eines auf der Sekundärseite kurzgeschlossenen Transformators angelegt werden muss, damit sowohl in der Primär- als auch in der Sekundärwicklung der jeweilige Nennstrom fliesst.
Die relative Kurzschlußspannung uK ist das Verhältnis aus Kurzschlußspannung UK zur primären Nennspannung U1N multipliziert mit 100 in Prozent:

uK = UK/U1N*100%

Dabei sind UK und U1N die Effektivwerte der Leiter-Leiter-Spannungen zwischen den Anschlußklemmen des Transformators.

Überprüfung der Phasenlage