Aussetzender Betrieb
Bei Aussetzbetrieb wird die erforderliche Typenleistung wie folgt berechnet:
Die Typenleistung entspricht der Leistung im Dauerbetrieb.
Dauerbetrieb (DB)
Alle Listenangaben gelten für Dauerbetrieb.
Drosselspulen
Wechselstromdrosseln zur Strombegrenzung, Spannungsminderung, Dämpfung von Schaltstößen usw. werden nach dem Produkt aus Induktivität und Stromstärkequadrat ausgelegt. Glättungs- und Siebdrosseln in Gleich-stromkreisen können wegen der Vormagnetisierung nur mit geringeren Induktionen betrieben werden. Sie sind daher etwas größer als reine Wechselstromdrosseln.
Kurzzeitbetrieb (KB)
Im Kurzzeitbetrieb kann dem Transformator bis zum Erreichen seiner Grenztemperatur eine höhere Leistung entnommen werden. In den Betriebspausen kühlt er bis auf die Umgebungstemperatur ab.
Leistungstransformatoren
Für Leistungstransformatoren gilt DIN VDE 0532 „Transformatoren und Drosselspulen“. Transtech baut Leistungs-transformatoren ausschließlich in Gießharztechnik. Die Verluste entsprechen den vorgegebenen Werten nach DIN 42 523.
Nennleistung
Die Nennleistung eines Transformators ist das Produkt aus Nenn-Ausgangsspannung und Nenn-Ausgangsstrom. Besitzt der Transformator mehr als eine Ausgangswicklung, so besteht die gesamte Nennleistung aus der Summe der einzelnen Nennleistungen. Die angegebenen Nennleistungen gelten für Dauerbetrieb mit ohmscher Last (cos j = 1). Bei induktiver oder kapazitiver Last (Spulen, Motoren, Ladegleichrichter usw.) ist die effektive Scheinleistung der Verbraucher in VA für die Wahl der richtigen Transformatorgröße maßgebend. Diese kann unter Umständen ein Mehrfaches der Wirkleistung in Watt betragen, besonders bei Speisung von Gleichrichtern mit nachgeschalteten Kondensatoren. Im Zweifelsfall geben Sie bitte den Verwendungszweck und die möglichst genauen elektrischen Daten des Verbrauchers an.
Voraussetzung für die dauernde Entnahme der vollen Leistung ist die ausreichende Kühlung des jeweiligen Transformators. Bei mangelhafter Lüftung, z.B. beim Einbau des Transformators in ein geschlossenes Gehäuse, kann der Transformator nur mit Teillast betrieben werden. Die Nennleistung eines Transformators wird für eine Umgebungstemperatur von 40°C angegeben. Die nutzbare Leistung hängt von der verwendeten Isolierstoffklasse sowie von der Temperatur ab und kann mit folgenden Faktoren bestimmt werden.
| Umgebungs- temperatur |
Faktor für Isolier-stoffklasse B (130°C) | Faktor für Isolier-stoffklasse F (155°C) | Faktor für Isolier-stoffklasse H (180°C) |
| 25°C | 1,17 | 1,13 | 1,11 |
| 40°C | 1 | 1 | 1 |
| 50°C | 0,89 | 0,91 | 0,93 |
| 60°C | 0,78 | 0,83 | 0,86 |
| 70°C | 0,67 | 0,74 | 0,79 |
| 80°C | 0,56 | 0,65 | 0,71 |
| 90°C | 0,44 | 0,57 | 0,64 |
Beispiel:
Welche maximale Leistung kann einem 500 VA Transformator der Isolierstoffklasse F bei einer
Umgebungstemperatur von 60°C entnommen werden?
S = 500 VA x 0,83 = 415 VA
Die o.g. Korrekturfaktoren gelten nur angenähert. Gemeinsame Angaben für alle Typen sind nicht möglich, weil das Verhältnis der Eisen- zu den Kupferverlusten unterschiedlich ist. In der vorliegenden Liste mit technischen Daten sind die Verlustleistungen angegeben. Die Eisenverluste (Leerlaufverluste) bleiben bei allen Belastungen gleich. Die Kupferverluste ändern sich mit dem Quadrat der Belastung. Diese Leistung wird in Wärme umgesetzt und muß abgeführt werden.
Sicherheitstransformatoren (Schutztransformatoren)
werden nach DIN EN 60 742 (VDE 0551-1) „Trenntransformatoren und Sicherheitstransformatoren“ gebaut. Die Nennleistung ist bei Einphasentransformatoren auf 10 kVA und bei Mehrphasentransformatoren auf 16 kVA begrenzt. Die Leerlauf- und die Nennausgangsspannung dürfen einen Wert von 50 Veff AC nicht überschreiten. Sicherheitstransformatoren müssen bedingt kurzschlußfest, also mit Sicherungen oder Überstromauslösern ausgerüstet sein. Ortsveränderliche Sicherheitstransformatoren dürfen nur für eine Primärspannung gebaut sein. Ortsfeste Sicherheitstransformatoren dürfen nur mit Werkzeug auf andere Spannungen umklemmbar sein.
Die Ausgangsseite darf nicht geerdet sein. Sie werden verschärften Prüfbedingungen unterworfen. Sicherheitstransformatoren sind durch das Symbol
bei geschlossenen und
bei offenen Transformatoren gekennzeichnet. Außerdem tragen sie die Angabe der maximalen Umgebungstemperatur und der Isolierstoff-Klasse.
Beispiel:
T40B
B = Grenztemperatur des Isoliersystems in °C (130°C bei B)
40 = 40°C max. Umgebungstemperatur
Sicherungen
Beim Einschalten eines Transformators kann im ungünstigsten Fall ein Stromstroß von bis zum 60fachen Nennstrom auftreten. Obwohl dieser Stoß nach ca. 10 Millisekunden abgeklungen ist, kann er flinke Sicherungen und Magnetauslöser von Schutzschaltern auslösen. Bis zur Größe EI 78 ist der dämpfende Widerstand der Primärwicklung groß genug, um die Absicherung mit einer trägen Sicherung in Höhe des Nennstromes zu ermög-lichen. Bei größeren Transformatoren wird zweckmäßig die Sekundärseite gegen Überlast abgesichert, am besten durch einen Bimetallauslöser. Die Primärseite wird durch träge Sicherungen in der Größe des 3-5fachen Nenn-stromes gegen Kurzschluß gesichert. Bei Bedarf fordern Sie bitte unsere kostenlose Informationsschrift Einschaltstoß an.
Spannungsverhalten
Bei mehreren Primärspannungen liegt die Nennleistung unter der listenmäßigen Typenleistung, und zwar um so mehr, je größer der primäre Spannungsbereich ist. Die sekundäre Nennspannung wird von Steuertransformatoren bei Vollast, von allen anderen Transformatoren bis 16 kVA bei 75% der Nennlast erreicht. Ab 16 kVA ist nach VDE 0552 die Nennspannung die Leerlaufspannung. Besonders zu beachten ist, daß der Spannungsabfall etwa linear mit der Leistung zunimmt und bei kurzzeitig hoher Überlastung sehr hoch werden kann.
Spartransformatoren
mit nur einer Wicklung mit Abgriffen sind vorteilhaft, wenn eine galvanische Trennung der Ausgangs- von der Eingangsspannung nicht erforderlich ist, und das Übersetzungsverhältnis 3 : 1 nicht übersteigt. Sie gestatten bei gleicher Leistung den Einsatz einer kleineren Type und zeichnen sich durch einen geringeren Spannungsabfall aus. Spartransformatoren lassen sich um so vorteilhafter einsetzen, je näher die Eingangs- und Ausgangs-spannung beieinander liegen.
Berechnung der erforderlichen Transformatorgröße:
Steuertransformatoren
zur Speisung von Steuerstromkreisen nach VDE 0113 haben Primäranzapfungen von ± 5 %. Sie müssen so ausgelegt sein, daß die Anzugsleistung aller im ungünstigsten Fall gleichzeitig schaltenden Schütze zuzüglich der Leistung der anderen Verbraucher die Anzugsleistung des Transformators nicht übersteigt. Sonst wird der Spannungsabfall größer als 5%, die Schütze „flattern", Transformator und Schütze können zerstört werden. Die Anzugsleistungen sind in Abhängigkeit vom cosj der Summe der Verbraucher angegeben. Bei kleinen Spulen kann ein cosj von etwa 0,6 angenommen werden, bei größeren Spulen fällt er auf 0,5 - 0,4. Genaue Angaben können den Listen der Schützhersteller entnommen werden.
Thermische Klasse der Isolationsmaterialien
Alle Transtech-Transformatoren werden bis einschließlich 16 kVA nach VDE 0550 bzw. 0551 und ab 16 kVA nach VDE 0532, Wärmeklasse B, F oder H gebaut und im Vakuumdruckverfahren mit Harz getränkt. Die dadurch verbesserte Wärmeableitung in Verbindung mit hochwertiger Isolation und verlustarmen Eisenkernen ermöglicht eine kleine, kompakte Bauweise. Die Transformatoren und Drosseln sind für 50 Hz ausgelegt, können aber ohne weiteres an 60 Hz betrieben werden. Durch Harztränkung besteht erhöhter Schutz gegen Luftfeuchtigkeit. Wenn Tropenfestigkeit verlangt wird, werden die Schnittkanten des Kerns mit einem Speziallack überzogen.
Trenntransformatoren
werden nach DIN EN 60 742 (VDE 0551-1) „Trenntransformatoren und Sicherheitstransformatoren“ gebaut. Die Nennleistung ist bei Einphasentransformatoren auf 25 kVA und bei Mehrphasentransformatoren auf 40 kVA begrenzt. Die Leerlauf- und die Nennausgangsspannung dürfen einen Wert von 1000 Veff AC nicht überschreiten. Trenntransformatoren sind zur Schutztrennung nach VDE 0100 erforderlich (z.B. für Arbeiten in Kesseln und Stahlkonstruktionen, für Betonrüttler, Maßschleifmaschinen usw.) Sie müssen mit Sicherung oder Schutzschalter ausgerüstet sein. Bei ortsfesten Trenntransformatoren muß das Gehäuse geerdet werden. Ortsveränderliche (tragbare) Trenntransformatoren müssen schutzisoliert sein (Schutzklasse II) und dürfen keinen Schutz-leiteranschluß haben. An einem Trenntransformator darf nur ein Verbraucher angeschlossen werden. Trenntransformatoren sind durch das Symbol
gekennzeichnet.
Überlastung
Jeder Transformator ist kurzzeitig mit der mehrfachen Nennleistung belastbar (s. Kurzzeitbetrieb).
Transformatoren im Schutzgehäuse
Alle Transformatoren dieser Liste sind mit Stahlblechgehäusen in folgenden Schutzarten lieferbar:
IP 20 - Schutz gegen Fremdkörper mit mehr als 12 mm Æ kein Wasserschutz
IP 23 - Schutz gegen Fremdkörper mit mehr als 12 mm Æ und gegen Tropfwasser bis 60° von der Senkrechten
IP 44 - Schutz gegen Fremdkörper mit mehr als 1 mm Æ und gegen Spritzwasser aus allen Richtungen
IP 55 - Schutz gegen Staubablagerungen im Inneren und gegen Strahlwasser aus allen Richtungen
Für die Schutzart IP 55 muß mit erheblichen Leistungsminderungen gerechnet werden. In den nachfolgenden Listenblättern sind die entsprechenden Leistungen für jede Type angegeben. Transformatoren mit Luftkanälen erfordern je nach Gehäusegröße eine Erhöhung der Typenleistung von bis zu 60% bei gleicher Leistung. Noch wesentlich ungünstigere Werte ergeben sich beim Einsatz von geschlossenen Kunststoffgehäusen.