{"id":26,"date":"2026-08-22T02:34:32","date_gmt":"2026-08-21T18:34:32","guid":{"rendered":"https:\/\/q8bbzjnpm5.wpdns.site\/?p=26"},"modified":"2026-08-29T23:43:24","modified_gmt":"2026-08-29T15:43:24","slug":"how-to-choose-the-right-combined-transformer-for-your-needs","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/subian-electric.com\/de\/news\/how-to-choose-the-right-combined-transformer-for-your-needs\/","title":{"rendered":"Wie w\u00e4hlt man den richtigen Kombi-Transformator f\u00fcr Ihre Bed\u00fcrfnisse aus?"},"content":{"rendered":"

W\u00e4hrend der Durchf\u00fchrung einer Bergbauoperation in Westaustralien hatte der Elektroingenieur ein Problem, die entfernte Brechanlage mit einer geeigneten Stromversorgung zu versorgen. Die Ausr\u00fcstung vor Ort ben\u00f6tigte 415 V Drehstrom f\u00fcr den Betrieb der Motoren des Brechers, 240 V Wechselstrom f\u00fcr die Beleuchtung und Einrichtungen sowie einen neutralen Punkt, der zuverl\u00e4ssig genug f\u00fcr das Erdschluss-Schutzsystem war. Insgesamt w\u00fcrden drei Transformatoren \u2013 Absenktransformator, Hilfstransformator und Erdungstransformator \u2013 die L\u00f6sung in Bezug auf die elektrische Leistung darstellen, aber das abgelegene Betriebsgebiet, der Platzmangel auf einem Gestell sowie die hohen Transport- und Installationskosten separater Transformatoren erlaubten keine Verwendung der Drei-Transformatoren-L\u00f6sung. Die etablierte L\u00f6sung bestand darin, den Transformator mit kombiniertem Design zu verwenden, der es erm\u00f6glichte, die Funktionen der Spannungsumwandlung und der Hilfsspannungsversorgung zu integrieren. Die Transformatoren mit kombiniertem Design trafen als eine einzige Lieferung auf der Baustelle ein, ben\u00f6tigten einen Tag f\u00fcr die Installation und funktionierten sechs Jahre lang einwandfrei. Die Frage, wie man den kombinierten Transformator des erforderlichen Typs ausw\u00e4hlt, stellt die Suche nach einem multifunktionalen Transformator dar, der die Funktionen erf\u00fcllen kann, die ansonsten separat erf\u00fcllt werden m\u00fcssten, anstatt die verf\u00fcgbaren Typen von kombinierten Transformatoren auf dem Markt und deren Anwendungen zu verstehen, die bei der Auswahl ber\u00fccksichtigt werden m\u00fcssen.<\/p>\n

\"How<\/p>\n

Ein kombinierter Transformator ist ein Transformator, der zwei oder mehr elektrische Funktionen gleichzeitig ausf\u00fchrt, die ansonsten zwei Transformatoren erforderten. Die am h\u00e4ufigsten verwendeten Typen von kombinierten Transformatoren sind der Stern-Dreieck-Erdungstransformator, der Zweiwicklungs-Transformator, der Dreiwicklungs-Transformator, der pad-montierte Transformator. .
\nDer Vorteil der Verwendung von kombinierten Transformatoren liegt in der Reduzierung des Platzbedarfs der Ausr\u00fcstung, was zu einer Vereinfachung der Installation und einer geringeren Anzahl von Verbindungen sowie zu niedrigeren Kosten im Vergleich zur Anzahl der Transformatoren f\u00fchrt. Der Nachteil des kombinierten Transformators besteht darin, dass, wenn ein Transformator ausf\u00e4llt, alle seine Funktionen au\u00dfer Betrieb sind und dass es komplizierter ist, \u00c4nderungen und Erweiterungen am kombinierten Transformator vorzunehmen als bei den separaten Einheiten. Der Schl\u00fcssel zu einer erfolgreichen Spezifikation ist, dass alle Funktionen des Transformators genau spezifiziert werden sollten und eine bestimmte Konfiguration gew\u00e4hlt wird, die den Anforderungen entspricht, zusammen mit Typpr\u00fcfungen, die von einem Hersteller durchgef\u00fchrt werden.<\/p><\/blockquote>\n

Was ein kombinierter Transformator ist \u2013 und warum er spezifiziert wird.<\/h2>\n

Ein Kombinationstransformator ist ein Transformator, der zwei oder mehr elektrische Funktionen in einem Ger\u00e4t kombiniert: Spannungsreproduktion, Erdung, Hilfsspannungsversorgung, Schutz von Schaltungen und Messung. Es wird nicht wie eine Produktkategorie mit einem standardisierten Satz von Spezifikationen behandelt. Es ist ein Ansatz f\u00fcr das Design, der die Installation von drei Transformatoren vermeidet, von denen jeder seine eigene Ausr\u00fcstung, seinen eigenen Kern, seine eigene Durchf\u00fchrungen, seinen eigenen Schutz und seine eigene Verkabelung hat. Stattdessen k\u00f6nnen die Ingenieure einen Transformator haben, der alle nicht spannungswandelnden Funktionen gut geeignet hat. Die einfachste und beliebteste Konfiguration der in der Industrie verwendeten kombinierten Transformatoren in zwei und Versorgungsanwendungen ist ein Stern-Dreieck-Erdungstransformator mit einem zus\u00e4tzlichen sekund\u00e4ren Stromkreis. Die sternverbundene Prim\u00e4rwicklung dieses Transformators hat einen Neutralpunkt zur Erdung des Stromkreises, abh\u00e4ngig von der Erdungsart. Die dreieckig verbundenen Sekund\u00e4rwicklungen stellen sicher, dass dreiphasige Hilfsspannung an die station\u00e4ren Lasten geliefert wird, z.B. f\u00fcr Beleuchtungszwecke, und andere Mittel zur Gew\u00e4hrleistung der Kontrolle \u00fcber die Funktionsweise des elektrischen Netzes. Der Kombinationstransformator fungiert nun sowohl als Erdungstransformator als auch als Hilfsspannungstransformator, wodurch die Notwendigkeit entf\u00e4llt, zwei zus\u00e4tzliche Transformatoren zu verwenden. F\u00fcr Ingenieure hat die Verwendung dieser Typen den Vorteil, eine Reduzierung der Fl\u00e4che der Umspannwerke oder Pump- oder Kompressionsanlagen oder entfernten Einheiten zu gew\u00e4hrleisten. All dies tr\u00e4gt dazu bei, den Fundamentbedarf und die ben\u00f6tigten Leitungen zu reduzieren sowie die Anzahl der Sicherheitsvorrichtungen zu minimieren und das Schutzschema zu vereinfachen, ohne die Gesamtkosten der Ausr\u00fcstung erheblich zu erh\u00f6hen, die bis zu 20%\u201330% im Vergleich zur Option des Kaufs von zwei Transformatoren separat betragen.<\/p>\n

Andere Konfigurationen von kombinierten Transformatoren, die verwendet werden, sind der Dual-Wicklungstransformator mit einem integrierten OLTC, der verwendet werden kann, wenn sich die Prim\u00e4rspannung \u00e4ndert und eine gute L\u00f6sung f\u00fcr lange Stromleitungen darstellt, wodurch die Spannung automatisch geregelt wird; der Dreiwicklungstransformator, der au\u00dfer einer Prim\u00e4r- und zwei Sekund\u00e4rwicklungen auf unterschiedlichen Spannungsniveaus zwei unabh\u00e4ngige Lasts\u00e4tze durch den Transformator speist, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen; der pad-mounted Transformator mit integrierter Schaltanlage und Messung wird zum Bau der standardm\u00e4\u00dfigen unterirdischen Verteilungsstationen in Wohngebieten verwendet. F\u00fcr einen \u00dcberblick \u00fcber das gesamte Sortiment an Transformatorarten und -konfigurationen, die f\u00fcr diese und andere Anwendungen verf\u00fcgbar sind, siehe den Produktkatalog bei Subian Electric<\/a>, der kombinierte Transformatoren, Erdungstransformatoren, Verteilungstransformatoren und Spezialleistungstransformatoren umfasst.<\/p>\n

\"Wie<\/p>\n

Wie man die Spannung, die kVA und die Erdungsanforderungen f\u00fcr einen kombinierten Transformator spezifiziert<\/h2>\n

Die Spezifikation eines kombinierten Transformators<\/strong> korrekt erfordert vom K\u00e4ufer, jede elektrische Funktion zu definieren, die der Transformator ausf\u00fchren muss, und dem Hersteller die spezifischen Werte \u2014 die Spannungen, die kVA-Bewertungen, die Impedanz, die Erdungsmethode, den Temperaturanstieg und den anwendbaren Standard \u2014 f\u00fcr jede Funktion bereitzustellen. Die wichtigsten Parameter, die in der Spezifikation enthalten sein m\u00fcssen, sind in der nachstehenden Tabelle f\u00fcr die h\u00e4ufigste Konfiguration von kombinierten Transformatoren zusammengefasst: der Stern-Dreieck-Erdungstransformator mit einem Hilfsstromsekund\u00e4r.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Parameter<\/th>\nWas es definiert<\/th>\nWie man es spezifiziert<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Prim\u00e4rsystemspannung<\/td>\nDie Linien-zu-Linien-Spannung des Systems, an das die Prim\u00e4rwicklung des Transformators angeschlossen wird. Dies bestimmt die Spannungsklasse des Transformators, seine BIL-Bewertung und das Isolationsniveau der Prim\u00e4rwicklungen und Durchf\u00fchrungen.<\/td>\nGeben Sie die Nennsystemspannung und die maximale Systemspannung an. F\u00fcr ein 4.160-Volt-System geben Sie \u201c4.160 V Nenn, 4.800 V maximal\u201d an. Die BIL sollte basierend auf der erwarteten Blitz- und Schaltsto\u00dfumgebung des Systems spezifiziert werden \u2014 typischerweise 60 kV BIL f\u00fcr ein 4.160-Volt-System, 95 kV BIL f\u00fcr ein 13.800-Volt-System.<\/td>\n<\/tr>\n
Erdung kVA und Neutralstrom<\/td>\nDie thermische Kapazit\u00e4t der Erdungs-(Stern-)Wicklung. Dies ist nicht dasselbe wie die Hilfsstrom-kVA. Die Erdung kVA-Bewertung bestimmt, wie viel Erdschlussstrom der Transformator tragen kann und wie lange.<\/td>\nGeben Sie den kontinuierlichen Neutralstrom an (den Strom, den der Neutralleiter unter normalen, unausgeglichenen Bedingungen kontinuierlich tragen kann \u2014 typischerweise ein kleiner Wert, 5\u201310% des System-Nennstroms) und den Kurzzeit-Neutralstrom (den Strom, den der Neutralleiter f\u00fcr die Dauer eines Erdschlusses tragen kann \u2014 typischerweise 10 Sekunden, 30 Sekunden oder 1 Minute). Zum Beispiel: \u201cKontinuierlicher Neutralstrom: 10 A. Kurzzeit-Neutralstrom: 200 A f\u00fcr 10 Sekunden.\u201d<\/td>\n<\/tr>\n
Hilfsstrom kVA und Spannung<\/td>\nDie Leistung, die die Delta-Sekund\u00e4rwicklung an die Stationdienstlasten liefern wird. Dies ist ein standardm\u00e4\u00dfiger dreiphasiger, dreidrahtiger Ausgang.<\/td>\nGeben Sie die kVA-Bewertung und die Sekund\u00e4rspannung an. Zum Beispiel: \u201cHilfsstrom: 150 kVA, 480 V, dreiphasig, dreidrahtig.\u201d Die kVA-Bewertung sollte durch eine Lastberechnung f\u00fcr die Stationdienstlasten bestimmt werden, mit einem Spielraum f\u00fcr zuk\u00fcnftiges Wachstum.<\/td>\n<\/tr>\n
Impedanz<\/td>\nDie Impedanz des Transformators bestimmt den Spannungsabfall unter Last und die Gr\u00f6\u00dfe des Erdschlussstroms. Eine niedrigere Impedanz f\u00fchrt zu einem h\u00f6heren Erdschlussstrom und besserer Spannungsregelung, aber zu einer h\u00f6heren Fehlerstrombelastung der nachgeschalteten Ger\u00e4te.<\/td>\nGeben Sie die Impedanz als Prozentsatz auf der Erdung kVA-Basis an. F\u00fcr ein widerstandsgeerdetes System betr\u00e4gt die Impedanz typischerweise 4\u20136%. Die Impedanz sollte mit dem Erdungswiderstand und dem Schutzrelais-Schema koordiniert werden. Konsultieren Sie einen Elektroingenieur, wenn das System mehrere Quellen oder parallele Transformatoren umfasst.<\/td>\n<\/tr>\n
Erdungsmethode<\/td>\nWie der Neutralpunkt der Sternwicklung mit dem Erdpotential verbunden wird. Die Erdungsmethode bestimmt die Gr\u00f6\u00dfe des Erdschlussstroms und die Art der Schutzrelais, die verwendet werden.<\/td>\nGeben Sie die Erdungsmethode und den Wert des Erdungswiderstands oder -reaktors an. Zum Beispiel: \u201cWiderstandserdung, 20-Ohm Erdungswiderstand, der den Erdschlussstrom auf 200 A bei 4.160 V begrenzt.\u201d Der Erdungswiderstand ist ein separates Ger\u00e4t, aber der kombinierte Transformator muss so ausgelegt sein, dass er mit ihm funktioniert.<\/td>\n<\/tr>\n
Anwendbare Norm<\/td>\nDie Norm, nach der der Transformator entworfen und getestet werden muss. Dies bestimmt die Pr\u00fcfverfahren, die Akzeptanzkriterien und die Dokumentation, die der Hersteller bereitstellen muss.<\/td>\nGeben Sie IEEE C57.12.01 f\u00fcr Trockentransformatoren, IEEE C57.12.00 f\u00fcr \u00f6lgef\u00fcllte Transformatoren oder IEC 60076 f\u00fcr internationale Anwendungen an. Wenn der Transformator in einem bestimmten Land installiert wird, geben Sie die geltende nationale Norm an \u2013 zum Beispiel CSA C9 in Kanada, AS 60076 in Australien.<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Die 80%-Regel und andere Last\u00fcberlegungen f\u00fcr einen kombinierten Transformator<\/h2>\n

Die 80%-Regel f\u00fcr Transformatoren besagt, dass Transformatoren nicht kontinuierlich \u00fcber 80% ihrer KVA-Bewertung betrieben werden d\u00fcrfen, und dies gilt f\u00fcr kombinierte Transformatoren ebenso wie f\u00fcr regul\u00e4re Transformatoren, muss jedoch separat f\u00fcr jede einzelne Funktion des Transformators angewendet werden. Die Erdungswicklung muss f\u00fcr den kontinuierlichen und kurzfristigen Erdschlussstrom ausgelegt sein, den sie im Falle eines Fehlers f\u00fchren wird, und die 80%-Regel gilt nicht f\u00fcr die Erdungswicklung in der gleichen Weise, wie sie f\u00fcr kontinuierliche Lasten gilt, da diese Wicklung nur unter abnormalen Bedingungen arbeitet und die kurzfristige Kapazit\u00e4t wichtiger ist als die kontinuierliche Bewertung. Die Hilfswicklung muss mit 125% der Last bewertet werden, die sie bedient, und die 80%-Regel bedeutet, dass der Transformator nicht \u00fcber 80% seiner Hilfs-KVA-Bewertung betrieben werden darf. Somit ist ein Transformator, der mit einer 150 KVA Hilfswicklung f\u00fcr 120 KVA Lasten arbeitet, akzeptabel, aber wenn er mit einer 150 KVA Hilfswicklung f\u00fcr eine 150 KVA Last verwendet wird, wird er unterdimensioniert \u2013 er wird hei\u00df, die Isolierung altert schneller und die Betriebslebensdauer verringert sich. Die IEEE C57.96-Norm gibt Informationen \u00fcber die Transformatorenlast und deren Beziehung zur Isolationslebensdauer und Temperatur sowohl f\u00fcr \u00d6ltransformatoren als auch f\u00fcr Trockentransformatoren, und ein K\u00e4ufer, der diese Anforderungen in der Entwurfsphase beachtet, erh\u00e4lt einen Transformator, der f\u00fcr die tats\u00e4chliche Last ausgelegt ist.<\/p>\n

\"Effizienz,<\/p>\n

Effizienz, Verluste und die Gesamtkosten des Eigentums<\/h2>\n

A kombinierten Transformators<\/strong> hat sowohl keine Lastverluste (die Kernverluste, die immer vorhanden sind, wenn der Transformator unter Spannung steht) als auch Lastverluste (die Wicklungsverluste, die mit dem Quadrat des Stroms variieren). Die Lastverluste der Hilfsstromwicklung sind die dominierende Verlustkomponente, wenn die Stationierungslasten betrieben werden, und die Verluste der Erdungswicklung sind w\u00e4hrend des normalen Betriebs vernachl\u00e4ssigbar, da die Erdungswicklung nur den kleinen, unausgeglichenen Neutralstrom f\u00fchrt. Der K\u00e4ufer, der Angebote f\u00fcr einen kombinierten Transformator vergleicht, sollte die Verluste mit einer Verlustkapitalisierungsformel bewerten, die die j\u00e4hrlichen Energieverluste in einen Barwertkapitalkosten umwandelt, und sollte die insgesamt bewerteten Kosten \u2013 Kaufpreis plus den kapitalisierten Wert der Verluste \u2013 vergleichen, anstatt nur den Kaufpreis. Die Formel lautet: Gesamtbewertete Kosten = Kaufpreis + (A \u00d7 Keine Lastverluste in Watt) + (B \u00d7 Lastverluste in Watt), wobei A und B die Verlustkapitalisierungsfaktoren in Dollar pro Watt sind. Der A-Faktor spiegelt die Kosten der Energie wider, die kontinuierlich, 24 Stunden am Tag verbraucht wird, und liegt typischerweise zwischen $5 und $10 pro Watt f\u00fcr industrielle und Versorgungsanwendungen. Der B-Faktor spiegelt die Kosten der Energie wider, die unter Last verbraucht wird, und liegt typischerweise zwischen $1 und $3 pro Watt. Der U.S. Ministerium f\u00fcr Energie<\/a> ver\u00f6ffentlicht die standardm\u00e4\u00dfigen Verlustkapitalisierungsfaktoren f\u00fcr verschiedene Arten von Einrichtungen, und der K\u00e4ufer kann diese Werte oder die spezifischen Werte aus seinem eigenen Stromtarif verwenden, um Angebote auf Basis der Gesamtkosten zu vergleichen. Ein kombinierter Transformator mit einem h\u00f6heren Kaufpreis und niedrigeren Verlusten hat oft niedrigere insgesamt bewertete Kosten als einer mit einem niedrigeren Kaufpreis und h\u00f6heren Verlusten \u2013 und der Unterschied kann \u00fcber eine Lebensdauer von 25 bis 35 Jahren erheblich sein.<\/p>\n

H\u00e4ufig gestellte Fragen<\/h2>\n

Was ist die 80%-Regel f\u00fcr Transformatoren?<\/h3>\n

Laut der 80%-Regel darf der Transformator nicht kontinuierlich \u00fcber 80% der NennkVA auf dem Typenschild belastet werden; daher bietet dies thermischen Spielraum, um zu verhindern, dass die Isolierung zu schnell altert, und erleichtert das Lastwachstum, ohne dass ein gr\u00f6\u00dferer Transformator installiert werden muss, und bietet die M\u00f6glichkeit, kurzfristige \u00dcberlastungen zu bew\u00e4ltigen, ohne die Schutzeinrichtungen des Transformators auszul\u00f6sen. Die Regel wird aus dem IEEE C57.96-Ladeleitfaden abgeleitet und dient als Branchenstandard f\u00fcr die Dimensionierung von Transformatoren.<\/p>\n

Wie wei\u00df ich, welchen Transformator ich ben\u00f6tige?<\/h3>\n

Um herauszufinden, welchen Transformator man verwenden sollte, muss man alle Anforderungen notieren, die der Transformator erf\u00fcllen muss, und am Ende die gesamte angeschlossene kVA ableiten. Danach sollte der Transformator basierend auf der Position \u2013 im Freien oder drinnen \u2013 sowie darauf, ob der Transformator ein Trocken- oder \u00d6ltransformator sein muss, gem\u00e4\u00df den Anforderungen des Baugesetzes ausgew\u00e4hlt werden. Danach sollte die Nennleistung des auszuw\u00e4hlenden Transformators (der Standardwert) die obere Grenze sein und die tats\u00e4chliche Last ber\u00fccksichtigt werden, um die 80%-Regel bez\u00fcglich der kontinuierlichen Arbeit des Transformators nicht zu \u00fcberschreiten. Auch die Frequenz sollte ber\u00fccksichtigt werden.<\/p>\n

Wie w\u00e4hlt man den richtigen Stromtransformator aus?<\/h3>\n

Die Auswahl des richtigen Stromtransformators (CT) erfordert, dass Sie den Prim\u00e4rstrom (maximaler Laststrom, den der CT messen muss), den Sekund\u00e4rstrom (ein CT hat normalerweise einen Sekund\u00e4rstrom von 5 A oder 1 A f\u00fcr Mess- und Schutzfunktionen), die Genauigkeitsklasse (definiert den Fehler des CT bei Nennstrom und Last), die Last (Impedanz von Relais, Z\u00e4hlern und Dr\u00e4hten, die mit dem CT verbunden sind) sowie die physikalische Gr\u00f6\u00dfe und den Installationstyp des CT bestimmen. Au\u00dferdem muss der CT f\u00fcr die Spannung des elektrischen Systems und den verf\u00fcgbaren Kurzschlussstrom ausgelegt sein. Es ist wichtig zu erw\u00e4hnen, dass dies ein einzelnes Ger\u00e4t ist, das sich von einem kombinierten Leistungstransformator unterscheidet.<\/p>\n

Wie bestimme ich, welche Gr\u00f6\u00dfe der Transformator ben\u00f6tigt wird?<\/h3>\n

Um zu berechnen, wie gro\u00df ein Transformator sein muss, muss man die kVA aller angeschlossenen Lasten ermitteln, die Nachfragefaktoren f\u00fcr jede Art von Last gem\u00e4\u00df NEC oder lokalen Vorschriften anwenden, alle kontinuierlichen Lasten als 125% der Nennbewertung addieren und die n\u00e4chsth\u00f6here Standard-kVA aus dem berechneten Wert ausw\u00e4hlen. Die Informationen, die notwendig sind, um diese Berechnung korrekt durchzuf\u00fchren, sind ein Laststudienbericht, eine Kopie des NEC Artikels #220 und die kVA-Bewertungstabelle des Herstellers.<\/p>\n

Referenzen<\/h2>\n