Beide Bauarten erfüllen dieselbe physikalische Aufgabe — sie übertragen Energie über einen magnetischen Kern zwischen zwei Spannungsebenen -, doch ihr Platz im Netz bestimmt fast alles Weitere. Ein Verteilungstransformator ist die letzte Stufe vor dem Kunden und wandelt Mittelspannung in nutzbare Niederspannung um. Ein Leistungstransformator steht weiter oben im Netz und bewegt große Energiemengen zwischen Übertragungs- und Verteilungsebene.
Wo die beiden Bauarten im Netz stehen
Verteilungstransformatoren setzen Mittelspannung, typischerweise bis 36 kV, auf die Niederspannung herab, die von Gebäuden, Fabriken und dem Straßennetz genutzt wird. Sie stehen in Ortsnetzstationen am Gehweg, im Keller eines Gebäudes oder in ländlichen Netzen auf einem Mast. Die Bemessungsleistungen reichen üblicherweise von etwa 25 kVA bis 4.000 kVA.
Leistungstransformatoren arbeiten mit höheren Spannungen und Bemessungsleistungen — oft mehrere MVA bis zu Hunderten von MVA — in Übertragungs- und Primärverteilungs-Umspannwerken. Eine Einheit mit 110 kV oder 150 kV Oberspannung, die einen 20-kV-Verteilring speist, ist ein Leistungstransformator, auch wenn ihre Leistung letztlich in Verteilnetzen ankommt.
Warum die Auslegungsschwerpunkte auseinandergehen
Ein Verteilungstransformator steht dauerhaft unter Spannung, wird aber selten bis zur Bemessungsleistung belastet. Seine Verluste werden von den Leerlaufverlusten im Kern dominiert, die unabhängig von der Last 8.760 Stunden im Jahr anfallen. Deshalb verschärft EU EcoDesign Tier 2 gerade die Leerlaufverlustgrenzen so deutlich, und deshalb ist die Wahl des Kernmaterials hier wichtiger als fast irgendwo sonst.
Ein Leistungstransformator wird in der Regel deutlich näher an seiner Bemessungsleistung betrieben, sodass die Lastverluste in den Wicklungen wirtschaftlich stärker ins Gewicht fallen. Der Auslegungsaufwand verschiebt sich zu Impedanzregelung, Kurzschlussfestigkeit, thermischem Verhalten unter Dauerlast und einem ausführlichen Typprüfprogramm.
Die Parameter, die sich in der Praxis unterscheiden
- Bemessungsleistung: rund 25 – 4.000 kVA bei Verteilungstransformatoren; ab 5 MVA aufwärts bei Leistungstransformatoren.
- Kurzschlussspannung (uk%): typischerweise 4 – 6 % bei Verteilungstransformatoren, 8 – 20 % bei Leistungstransformatoren, um nachgelagerte Kurzschlussströme zu begrenzen.
- Schaltgruppe: Dyn11 ist das Arbeitspferd der Verteilung; YNd11 und kundenspezifische Gruppen sind in der Übertragung üblich.
- Stufenschaltung: Umsteller im spannungslosen Zustand (DETC) bei Verteilungstransformatoren; Laststufenschalter (OLTC) bei den meisten Leistungstransformatoren.
- Kühlung: ONAN ist Standard in der Verteilung; Leistungstransformatoren ergänzen ONAF-, OFAF- oder ODAF-Stufen.
Auch Prüfung und Lieferung unterscheiden sich
Beide werden nach der Reihe IEC 60076 ausgelegt und geprüft, doch der Umfang des Programms ist nicht derselbe. Verteilungstransformatoren durchlaufen Stückprüfungen an jeder Einheit sowie Typprüfungen an einem repräsentativen Exemplar. Leistungstransformatoren werden in der Regel auftragsbezogen konstruiert, mit begleiteter Abnahmeprüfung, Erwärmungsprüfung und Blitzstoßspannungsprüfung an genau dieser Einheit.
Dieser Unterschied zeigt sich in der Lieferzeit und darin, wie viel der Spezifikation Sie selbst festlegen. Ein Verteilungstransformator wird weitgehend aus einem definierten Programm ausgewählt; ein Leistungstransformator wird um Ihre Spannungen, Impedanz, Verlustziele und Aufstellfläche herum entworfen.
Als Faustregel gilt: Speist die Unterspannungsseite unmittelbar Betriebsmittel, sprechen wir von einem Verteilungstransformator, und der Wirkungsgrad bei Teillast sollte die Wahl bestimmen. Speist sie eine weitere Netzebene, sprechen wir von einem Leistungstransformator, und Impedanz, Kurzschlussfestigkeit und Stufenbereich wiegen schwerer. Liegt ein Projekt auf der Grenze — etwa ein Industrieanschluss von wenigen MVA -, stimmen Sie die Spezifikation mit Ihrem Lieferanten ab, bevor Sie die Bemessungsleistung festschreiben.
