<strong>TECHNISCHE</strong> ERLÄUTERUNGEN<strong>TECHNISCHE</strong> ERLÄUTERUNGENRUHSTRAT-Transformatoren mit festem Übersetzungsverhältnisentsprechen den gültigen DIN VDE- und EN-Vorschriften in einunddreiphasiger Ausführung, als Schenkelkern-Transformatoren.AllgemeinesDieser Katalog enthält eine Übersicht des RUHSTRAT-Standardprogrammsfür Transformatoren mit festem Übersetzungsverhältnis, ausgeführtals Schenkelkern-Transformatoren.Vom Standardprogramm abweichende Applikationen sind unsereStärke! Jedes Produkt kann für Ihre spezielle Anwendung maßgeschneidertwerden.QualitätskontrolleJeder Transformator wird während der Fertigung einer Zwischenprüfungund nach der Fertigung einer eingehenden elektrischen 100%igenEndprüfung nach den jeweils gültigen Verfahrensanweisungen unterzogen.Die Dokumentation der Messergebnisse erfolgt gemäß QualitätsstandardDIN ISO 9001 in entsprechenden Prüfprotokollen.Durch den Einsatz hochwertiger Materialien und der Fachkompetenzder Mitarbeiter ist ein hoher Qualitätsstandard gewährleistet.Technische ErläuterungenDie Transformatoren werden entsprechend den gültigen einschlägigenVDE/EN-Vorschriften gefertigt. Als Kernmaterial wird verlustarmeskaltgewalztes Elektroblech mit magnetischer Vorzugsrichtung verwendet.Die Wicklungen werden aus Kupferrunddraht oder Kupferflachdrahtbzw. je nach Einsatzgebiet aus Kupferband hergestellt. Dieweiteren Isolationsmaterialien werden nach der Temperaturbeständigkeitsklasseausgewählt.LeistungDie Leistung errechnet sich als Produkt aus Sekundärspannung [V]und Sekundärstrom [A] zu [kVA]. Alle Leistungsangaben beziehen sichauf die sekundärseitig abnehmbare Leistung bei:• Dauerbetrieb (S1)• Erregung mit Nennspannung• Nennfrequenz 50/60 Hz• einer Umgebungstemperatur von max. 40 °C und• einer Aufstellhöhe bis 1.000 m über NN• cos. phi = 1ÜberlastungGrundsätzlich können die Transformatoren unter Einhaltung dermittleren Grenztemperatur kurzzeitig mit höheren Strömen belastetwerden. Grenzwerte für den Kurzzeitbetrieb (S2) ergeben sich ausAbb. 3.1.ErwärmungDie zulässigen Grenztemperaturen, die in den entsprechenden VDE/EN-Vorschriften genannt sind, werden bei bestimmungsgemäßemBetrieb der Transformatoren und einer maximalen Umgebungstemperaturvon 40 °C nicht überschritten.Bei einer Umgebungstemperatur über 40 °C darf der Transformatorwegen der möglichen Überschreitung der höchstzulässigen Grenzübertemperaturder Wicklung nicht mit dem vollen Nennstrom belastetwerden.Für eine ausreichende Belüftung bzw. ungehinderten Zutritt derKühlluft am Aufstellungsort des Transformators ist zu sorgen!Umgebungstemperatur [°C] 40 45 50 55 60Isolierstoffklasse B 1,0 0,96 0,92 0,88 0,82Isolierstoffklasse F 1,0 0,97 0,94 0,90 0,86Isolierstoffklasse H 1,0 0,98 0,95 0,92 0,90Tab. 4.1Faktoren zur Korrektur der Nennleistung bei Umgebungstemperaturen über 40 °CAufstellungshöheDie für die Transformatoren angegebenen Nennleistungen gelten füreine Aufstellungshöhe bis 1.000 m über dem Meeresspiegel. Wie beieiner überhöhten Umgebungstemperatur muss auch bei einer Aufstellungshöhevon über 1.000 m über dem Meeresspiegel eine Leistungsminderungvorgenommen werden. Dies ist notwendig, da der geringeLuftdruck zu einer verminderten Kühlung führt.Aufstellungshöhe[m] bis1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500Isolierstoffklasse B 1,0 0,98 0,97 0,93 0,92 0,89Isolierstoffklasse F 1,0 0,98 0,97 0,94 0,93 0,90Isolierstoffklasse H 1,0 0,98 0,97 0,94 0,93 0,91Tab. 4.2 Faktoren zur Korrektur der Nennleistung bei Betrieb in großen HöhenLastartDie aufgeführten Standardtransformatoren beziehen sich auf reineWirklast. Andere abweichende Belastungsarten und Thyristorstellerbetriebder Transformatoren sind bei der Auslegung zu berücksichtigen.IsolationEine wichtige Grundvoraussetzung für eine lange Lebensdauer undhohe Betriebssicherheit eines Transformators ist, dass kein Teil eineunzulässig hohe Temperatur annimmt. Am empfindlichsten gegenWärme ist die Isolation der Wicklungen, die nur eine begrenzte Temperaturbei einer normalen Lebensdauer verträgt.Zulässige WicklungstemperaturDie Wicklungstemperatur darf die von der Isolierstoffklasse abhängigeGrenztemperatur nicht überschreiten. Die Grenztemperatur istdie höchstzulässige Dauertemperatur der Wicklung an der heißestenStelle. Die Grenztemperatur ergibt sich, indem die Umgebungstemperatur(40 °C), die zulässige Grenzübertemperatur und ein Sicherheitszuschlagaddiert werden.IsolierstoffklasseZulässige Grenzübertemperatur[K]Isolierstoffklasse B 80 130Isolierstoffklasse F 100 155Isolierstoffklasse H 125 180Tab. 5.1 Grenzübertemperatur und Grenztemperatur derIsolierstoffklassen B, F, HGrenztemperatur desIsolierstoffsystems [°C]Transformatoren mit getrennter WicklungBei diesen Transformatoren besteht keine elektrisch leitende Verbindungzwischen der Primär- und Sekundärwicklung, da diese galvanischvoneinander getrennt sind.AnzapfungenTransformatoren können sowohl primär- als auch sekundärseitigmit Anzapfungen ausgeführt werden. Anzapfungen der Primärseitedienen der Anpassung des Transformators an verschiedeneNetzspannungstoleranzen.Transformatoren mit SparwicklungSpartransformatoren haben eine aus zwei Teilen bestehende Wicklung.Beide Wicklungsteile, die Reihen- und Parallelwicklung, sind hintereinandergeschaltet und werden vom gleichen magnetischen Flussdurchsetzt. Der Spartransformator hat die gleiche Wirkungsweisewie der Transformator mit getrennter Wicklung, der auch als Volltransformatorbezeichnet wird, und erlaubt ebenfalls das Herauf- undHeruntertransformieren von Spannungen, jedoch keine galvanischeTrennung.Beim Spartransformator wird jedoch im Gegensatz zum Volltransformatornur ein Teil der Ausgangsleistung durch magnetische Induktionvon der Eingangs- zur Ausgangswicklung übertragen. Die Übertragungdes anderen Teils der Ausgangsleistung erfolgt durch unmittelbareStromleitung. Deshalb wird beim Spartransformator zwischenDurchgangsleistung und Bauleistung unterschieden.Die Bauleistung und damit die Baugröße des Transformators verringertsich gegenüber Transformatoren mit getrennter Wicklung beachtlichdurch die Einsparung an Kerneisen und Wicklungskupfer. Sie ist umso größer, je kleiner die Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangsspannungist.SchutzartenJe nach Aufstellungsort und Verwendungszweck müssen die unterSpannung stehenden Teile von Transformatoren gegen zufällige Berührungund gegen das Eindringen von Wasser und Fremdkörperngeschützt sein. Aus diesem Grund werden verschiedene Schutzartenunterschieden. Die Schutzarten werden durch ein Kurzzeichen angegeben,das sich aus zwei Kennziffern für den Schutzgrad zusammensetzt.Die erste Ziffer macht eine Aussage über den Schutzgradgegen Berührung und Eindringen von Fremdkörpern. Die zweite Zifferkennzeichnet den Schutz gegen das Eindringen von Wasser.Schaltgruppen von Drehstrom-TransformatorenAls Schaltgruppe des Drehstrom-Transformators wird die Kombinationder verschiedenen Schaltungsmöglichkeiten von Ober- undUnterspannungswicklung bezeichnet. Die Schaltgruppe besteht ausmindestens einem großen und einem kleinen Buchstaben sowie einerKennzahl. Haben Drehstrom-Transformatoren einen herausgeführtenSternpunkt, wird die Schaltgruppe durch ein „N” oder „n” ergänzt.Der große Buchstabe wird der Eingangswicklung, der kleine der Ausgangswicklungzugeordnet. Je nach Anschluss der Verbraucher anWicklungsanfang oder -ende der Unterspannungsseite ergeben sichzwischen Ober- und Unterspannungen Phasenverschiebungen von 0°bzw. 180° und 150° bzw. 330°. Diese Phasenverschiebung gibt mandurch die Kennzahlen 0, 5, 6 und 11 an, wobei der Phasenverschiebungswinkeldas Produkt aus der Kennzahl und dem Winkel von 30°ist.Der Isolationsaufbau gestattet die Verwendung der Transformatorenin trockenen Räumen. Die Transformatoren werden während des Fertigungsprozesseseiner Harzimprägnierung unter Vakuum mit nachfolgenderOfentrocknung unterzogen. Dadurch sind die Transformatorengegen äußere Einflüsse geschützt.Primär-Spannung2 Primär-SpannungenPrimär-SpannungAbb. 3.1Grenzwerte für Überlastung im KurzzeitbetriebA: Überlastung im KaltzustandB: Überlastung im WarmzustandSekundär-Spannung Sekundär-Spannung Sekundär-SpannungAbb. 5.1Schaltbild Transformator mit getrennter Wicklung und primärseitiger AnzapfungAbb. 5.2Schaltbild Transformator mit Sparwicklung4<strong>Ruhstrat</strong> <strong>GmbH</strong> · Heinestraße 12 · 37120 Bovenden Tel. +49 (0) 55 93 803-0 · Fax +49 (0) 55 93 803-50 E-Mail: info@ruhstrat.com · www.ruhstrat.com<strong>Ruhstrat</strong> <strong>GmbH</strong> · Heinestraße 12 · 37120 Bovenden Tel. +49 (0) 55 93 803-0 · Fax +49 (0) 55 93 803-50 E-Mail: info@ruhstrat.com · www.ruhstrat.com5