IEC 60076-2 beschreibt die Kühlung flüssigkeitsgefüllter Transformatoren mit einem vierstelligen Buchstabencode: inneres Kühlmedium, dessen Umlauf, äußeres Medium, dessen Umlauf. ONAN — Öl natürlich, Luft natürlich — deckt die meisten Verteiltransformatoren ab, ONAF ergänzt Lüfter, und Gießharztransformatoren verwenden die zweistelligen Codes AN und AF.
Die vier Buchstaben entschlüsseln
Der erste Buchstabe steht für die innere Flüssigkeit: O für Mineralöl oder eine synthetische Flüssigkeit mit einem Brennpunkt bis 300 °C, K für eine Flüssigkeit mit einem Brennpunkt über 300 °C — typischerweise ein synthetischer oder natürlicher Ester — und L für eine Flüssigkeit ohne messbaren Brennpunkt. Der zweite Buchstabe beschreibt den Umlauf: N für natürliche Thermosiphonströmung, F für Pumpenumlauf, D für gepumpte und gezielt durch die Wicklungen geführte Strömung.
Der dritte und vierte Buchstabe wiederholen dasselbe für das äußere Medium: A für Luft oder W für Wasser, dann N, F oder D. KNAN ist demnach ein esterbefüllter Transformator mit natürlichem Umlauf auf beiden Seiten, während ODAF einen großen Leistungstransformator mit gepumpter, gerichteter Ölströmung und lüftergekühlten Radiatoren bezeichnet.
Wofür sich welche Klasse eignet
- ONAN — geräuscharm, ohne Hilfsbetriebe, ohne ausfallende Teile; der Standard für Verteiltransformatoren bis zu einigen MVA.
- ONAF — dasselbe Aktivteil mit Lüftern, im Betrieb typisch 25 – 33 % mehr Bemessungsleistung, zum Preis von Geräusch und Hilfsspannung.
- OFAF und ODAF — gepumptes Öl für große Leistungstransformatoren, bei denen natürliche Strömung die Wärme nicht mehr abführt.
- KNAN und KNAF — Esterflüssigkeit, gewählt wegen Brandsicherheit und biologischer Abbaubarkeit, in Innenräumen oder nahe Gewässern.
- AN und AF — Gießharztrockentransformatoren mit natürlicher oder lüfterunterstützter Luftkühlung; AF bringt typisch rund 40 % mehr Leistung.
- OFWF — wassergekühlt, verbreitet auf Schiffen und in Anlagen mit vorhandenem Kühlkreis.
Doppelbemessung und was sie kostet
Ein doppelt bemessener Transformator wird als ONAN/ONAF mit zwei Leistungsangaben geschrieben, zum Beispiel 1 600/2 000 kVA. Der erste Wert gilt ohne laufende Hilfsbetriebe, der zweite mit eingeschalteten Lüftern. Das ist eine wirtschaftliche Art, künftige Reserve zu kaufen: Kern und Wicklungen sind bereits vorhanden, und Lüfter samt Steuerung lassen sich oft nachrüsten, wenn der Kessel dafür vorbereitet wurde.
Der Haken ist, dass die zweite Bemessung von Einrichtungen abhängt, die ausfallen können. Lüfter benötigen eine Hilfsspannung, einen Wicklungstemperaturregler und regelmäßige Wartung. Legen Sie den Schutz so aus, dass ein Lüfterausfall die zulässige Last reduziert, statt zu unbemerkter Übertemperatur zu führen, und bedenken Sie, dass ONAF-Betrieb Geräusch erzeugt — in städtischen Stationen eine reale Randbedingung.
Die Umgebung entscheidet, ob die Klasse trägt
Eine Kühlungsklasse ist eine Zusage über Wärmeübertragung, und sie hält nur, wenn der Raum mitspielt. Eine Station braucht ausreichend freie Lüftungsfläche, um die Gesamtverluste abzuführen, Freiraum um die Radiatoren und keine Rückführung warmer Abluft zum Eintritt. Die IEC-Bezugsbedingungen sind 40 °C Höchsttemperatur, 30 °C Tagesmittel und 20 °C Jahresmittel; oberhalb von etwa 1 000 m Höhe ist die Bemessungsleistung nach unten zu korrigieren.
Zur Klasse gehören die Übertemperaturgrenzen. Bei Mineralöleinheiten sind das typisch 60 K für das obere Öl und 65 K mittlere Wicklungsübertemperatur. Ihr Überschreiten löst nicht sofort etwas aus — es altert nur das Isolierpapier schneller, weshalb sich eine kontinuierliche Temperaturüberwachung bei jeder wichtigen Einheit bezahlt macht.
Spezifizieren Sie ONAN, wo die Last es zulässt: nichts zu versorgen, nichts zu warten, nichts zu hören. Gehen Sie auf ONAF, wenn die Spitze kurz und gelegentlich ist oder wenn Sie einen dokumentierten Weg zu mehr Leistung auf gleicher Fläche wollen, und erwägen Sie KNAN, wenn Brandlast oder Auslaufrisiko die Entscheidung treiben. Protrafo Insights misst Öl- und Wicklungstemperatur laufend, sodass Sie sehen, ob die gewählte Kühlungsklasse hält, was das Typenschild verspricht.
