Transformatoren: Buchsen, Ausgleichbehälter, Sonden und Schutzsysteme

Buchsen für Mittel- und Niederspannung

Beschreibung der Isolatoren

Isolatoren sind Bauteile, die im Deckel und an den Innenleitern angebracht sind, um die Ausgangsklemmen des Porzellankörpers mit den gewickelten Teilen zu verbinden. Sie sind außen glasiert (braun oder andersfarbig). Die Buchsen für die Mittelspannung (MT) sind größer als die für die Niederspannung (BT).

Ausgleichbehälter (Expansionsgefäß)

Funktion und Aufbau

Ein Ausgleichsbehälter ist ein Tank, der oberhalb des Hauptbehälters (Kuba) positioniert ist und durch ein Rohr mit diesem verbunden ist. Er wird auf einem kontrollierten Umgebungsniveau gefüllt, um eine vollständige Füllung zu gewährleisten. Er befindet sich auf der rechten Seite des Hauptbehälters. Wenn das Kühlmittel erwärmt wird und sich ausdehnt, sinkt der Flüssigkeitsstand im Hauptbehälter. Seine Hauptfunktion ist es, einen Raum für die Volumenänderungen des Wassers (oder des Kühlmittels) bereitzustellen.

Temperaturmessung: Die Sonde

Temperaturindikation und moderne Sensoren

Die Sonde liefert die Kühlmitteltemperatur, da diese ein Indikator für die Belastung des Transformators ist. Traditionell werden Glasthermometer mit Alkohol verwendet. Bei modernen, gekapselten Transformatoren mit Zifferblattanzeige (Kugel) und Nadel werden heute PTC-Thermistoren eingesetzt.

Regelung der Ausgangsspannung

Spannungsanpassung unter Last

Die Sekundärspannung hängt von der Last ab. Es ist notwendig, die Sekundärspannung unter Nennlast auf dem Wert der Netzspannung zu halten. Grundsätzlich wird dies durch folgende Bedingungen ermöglicht:

• Betrieb unter Last.
• Unterbrechung des Dienstes (bei Umschaltung).
• Betrieb unter Vakuum.
• Betrieb mit mehreren Primärwicklungen.

Diese Einrichtungen ermöglichen eine Änderung der Sekundärspannung um 2,5 % bis 5 %, selten um 10 %. Viele Unternehmen verlangen, dass das Gerät mehrere Stufen der Primärwicklung umschalten kann. Dies ist exemplarisch, wenn die Primärspannung 24 kV beträgt, muss das Gerät in der Lage sein, 15 kV zu empfangen, ohne die Sekundärspannung zu ändern.

Das Buchholz-Relais

Erkennung von internen Fehlern und Gasentwicklung

Wenn im Hauptbehälter eine Überhitzung auftritt (z. B. durch Kurzschlüsse zwischen Wicklungen, Fehlerströme an jedem Punkt einer Wicklung oder aus anderen Gründen), besteht seine Aufgabe darin, die entstehenden Gase abzusaugen und deren Auftreten zu signalisieren. Es erkennt folgende Zustände:

1. Lichtbogenbildung: Abschaltung und Unterbrechung einer internen Verbindung des Transformators. Das Kühlmittel gasförmig wird.
2. Ableitstrom: Ableitstrom des Transformators zur Masse.
3. Kurzschluss: Kurzschluss zwischen Wicklungen oder eine plötzliche und starke Belastung.
4. Alterung des Kühlmittels: Das flüssige Kühlmittel verliert seine isolierenden Eigenschaften, was interne Entladungen fördert.
5. Mängel im magnetischen Kern: Erzeugung abnormaler Erwärmung durch Wirbelströme (Foucault-Ströme).
6. Kühlmittelleckagen: Lecks durch Fugen oder Risse, was zu einem Absinken des Flüssigkeitsspiegels führt.

Der DGPT-Schutzdetektor

Integrierte Überwachung des Transformators

Der Detektor wird in Trafos mit integraler Füllung an der Spitze des im Hauptbehälter platzierten Fühlers angewendet. Er führt folgende Funktionen aus:

1. Nachweis der Gasemission aus der Kühlflüssigkeit.
2. Nachweis eines zufälligen Absinkens des Flüssigkeitsspiegels im Hauptbehälter.
3. Nachweis eines übermäßigen Druckanstiegs, der durch die Flüssigkeit auf den Hauptbehälter ausgeübt wird.
4. Temperaturerkennung: Es gibt zwei Kontakte für zwei Temperaturgrenzwerte (T°). Beim ersten Kontakt wird ein Alarm ausgelöst, beim zweiten die Trennung (Abschaltung).
5. Anzeige des Füllstands mittels Schwimmer und transparentem Zylinder.