Ein Verteilungstransformator ist die letzte Umspannstufe, bevor der Strom beim Nutzer ankommt. Er nimmt Mittelspannung aus dem örtlichen Netz auf — typischerweise 10 kV, 20 kV oder bis 36 kV — und setzt sie auf die 400/230 V herab, die Gebäude, Maschinen und Straßenbeleuchtung nutzen. Die Bemessungsleistungen reichen üblicherweise von etwa 25 kVA bis 4.000 kVA.
Wo Sie einen finden
In einer Straßenschaltanlage oder Kompaktstation am Gehweg, im Keller oder Technikraum eines Gebäudes, in ländlichen Netzen auf einem Mast, oder auf einem Industriegelände, wo er die Niederspannungsverteilungen einer Fabrik speist. Zunehmend stehen sie auch an Ladeparks, in Solarparks und an Rechenzentrumsanschlüssen — die Last ist neu, die Funktion unverändert.
Wie er funktioniert
Zwei Wicklungen teilen sich einen geblechten Kern aus kornorientiertem Elektroband. Wechselstrom in der Mittelspannungswicklung erzeugt einen veränderlichen magnetischen Fluss im Kern, und dieser Fluss induziert in der Niederspannungswicklung eine Spannung im Verhältnis der Windungszahlen. Zwischen beiden besteht keine elektrische Verbindung — die Energie geht magnetisch über.
Diese magnetische Kopplung trennt die beiden Netze zugleich galvanisch, weshalb die Niederspannungsseite ihre eigene Erdungsanordnung haben kann. Die Schaltgruppe — bei der großen Mehrheit europäischer Verteilungstransformatoren Dyn11 — beschreibt, wie die Wicklungen verschaltet sind und welche Phasenverschiebung zwischen ihnen liegt.
Die Parameter, die ihn definieren
- Bemessungsleistung in kVA — die Dauerlast, die er unter Bemessungsbedingungen tragen kann.
- Übersetzungsverhältnis, zum Beispiel 20 / 0,42 kV, einschließlich Stufenbereich, üblich plus/minus 2 x 2,5 %.
- Kurzschlussspannung uk%, typischerweise 4 % oder 6 % — sie bestimmt den Kurzschlussstrom auf der Niederspannungsseite und die Parallelschaltbarkeit.
- Leerlauf- und Lastverluste, beide durch EU EcoDesign Tier 2 begrenzt.
- Schaltgruppe, Kühlart (meist ONAN bei Öl, AN bei Gießharz) und Schallleistungspegel.
Warum die Verluste die Spezifikation bestimmen
Ein Verteilungstransformator steht in jeder Stunde des Jahres unter Spannung, wird aber oft weit unter der Hälfte seiner Bemessungsleistung belastet. Die Leerlaufverluste laufen daher durchgehend und kosten über eine Nutzungsdauer von dreißig Jahren häufig mehr als der Transformator selbst. Genau darauf zielen die EcoDesign-Grenzwerte, und deshalb lohnt sich eine Betrachtung der Gesamtkosten statt eines Vergleichs von Anschaffungspreisen.
Lastverluste wiegen dort schwer, wo die Belastung hoch und gleichmäßig ist — Industriestandorte, Rechenzentren, Ladeparks. Das richtige Verhältnis zwischen beiden hängt von Ihrem Lastprofil ab, und ein Lieferant kann alternative Verlustkombinationen dagegen anbieten.
Öl oder Gießharz
Beide werden nach der Reihe IEC 60076 gebaut und geprüft und müssen EcoDesign Tier 2 erfüllen. Ölgefüllte Einheiten bieten die niedrigsten Verluste und die geringsten Kosten je kVA, brauchen aber eine Auffangwanne und entweder einen Außenstandort oder einen brandschutztechnisch qualifizierten Raum. Gießharzeinheiten sind selbstverlöschend und können ohne diese Maßnahmen im Gebäude stehen.
Wenn Sie einen spezifizieren, beginnen Sie mit dem Lastprofil und dem Standort statt mit der kVA-Zahl. Die Bemessungsleistung ergibt sich aus der Last plus Reserve für Wachstum, die Wahl zwischen Öl und Gießharz aus dem Aufstellungsort, und die Verlustkombination daraus, wie viele Stunden im Jahr die Einheit tatsächlich belastet wird. Stimmen diese drei Punkte, schreibt sich der Rest des Datenblatts weitgehend von selbst.
