Laststufenschalter für Leistungstransformatoren
Laststufenschalter (OLTCs) sind unverzichtbar bei der Regelung von Leistungstransformatoren, die in elektrischen Energienetzen und Industrieanwendungen eingesetzt werden.
In diesem Beitrag werden die technischen Entwicklungen von OLTCs mit Überschaltwiderstand (Widerstandstyp) und mit Überschaltdrossel (Reaktortyp) behandelt. Es werden die allgemeinen Schaltprinzipien erörtert und Anwendungen bezüglich OLTCs vorgestellt.
Heutige OLTC-Konstruktionskonzepte, einschließlich der Vakuumschalttechnik, werden beschrieben. Die in den OLTCs eingesetzte Vakuumschalttechnik ist heute und in naher Zukunft der „Stand der Technik”. Anhand von Beispielen von OLTC-Konstruktionen und der entsprechenden Schaltprinzipien wird das Anwendungsspektrum von Vakuumschaltröhren aufgezeigt.
Historie
Leistungstransformatoren mit OLTCs sind schon seit fast 100 Jahren die Hauptkomponenten von Stromnetzen und industriellen Anwendungen. OLTCs ermöglichen Spannungsregelung oder Phasenverschiebung, indem sie das Transformator-Übersetzungsverhältnis unterbrechungsfrei unter Last verändern.
Seit die Gebrüder Scheubeck 1929 für Dr. Jansen den ersten Prototyp eines Laststufenschalters anfertigten, ist das Unternehmen MR eine Triebkraft, wenn es um Weiterentwicklungen rund um den Transformator geht.
Seit Beginn der Stufenschalterentwicklung wurden für die Lastumschaltung zwei Schaltprinzipien verwendet – die Widerstandsschnellschalter (Widerstandstyp) und die träge Umschaltung mit dauerhaft belasteten Überschaltdrosseln (Reaktortyp).
Im Laufe der Jahrzehnte wurden für beide Prinzipien zuverlässige Transformatorkomponenten entwickelt, die in einer Vielzahl von Strom- und Spannungsanwendungen verfügbar sind. Diese Komponenten decken die Anforderungen heutiger Netz- und industrieller Prozesstransformatoren ab und gewährleisten optimale Anlagen- und Prozesssteuerung [1].
Die Mehrzahl der installierten Widerstandschnellschalter sind innerhalb des Transformatorkessels (Einbautyp) verbaut, wohingegen sich der Reaktortyp in einem separaten Gefäß (Anbautyp) befindet, das üblicherweise an den Transformatorkessel angeschweißt ist (Abb. 1).
Dieser Beitrag bezieht sich hauptsächlich auf OLTCs, die in Mineralöl betrieben werden. Die Verwendung anderer Isolierflüssigkeiten oder von Gasisolierung bedarf der Genehmigung des OLTC-Herstellers und kann eine andere OLTC-Bauweise, wie in Kapitel 4.2.2 beschrieben, zur Folge haben.
Abb. 1a: OLTC-Anordnungen: Anbautyp
Abb. 1b: OLTC-Anordnungen: Einbautyp
Funktion eines Laststufenschalters
Das Funktionsprinzip eines in einem Transformator eingebauten Stufenschalters lässt sich am besten anhand eines Beispiels erklären:
Ein Auto mit Automatikgetriebe und Tempomat fährt eine hügelige Strecke entlang. Der Tempomat sorgt dafür, dass die einmal eingestellte Geschwindigkeit beibehalten wird. Entsprechend schaltet das Automatikgetriebe je nach Steigung hoch oder runter.
Ähnlich funktioniert der Stufenschalter im Transformator (Auto). Werden die von einer Spannungsregelung (Tempomat) vorgegebenen Werte bei hohem oder niedrigem Stromverbrauch (hügelige Strecke) über- oder unterschritten, dann schaltet der Schalter (Automatikgetriebe) in Sekundenbruchteilen von einer Trafowicklung auf die nächstgeeignete Stufe. So sorgt er dafür, dass die Spannung konstant bleibt.
Was ist ein Stufenschalter?
- Ein elektrischer Schalter mit mehreren Schaltstellungen
- Dient zur Regulierung des Windungsverhältnisses (Übersetzungsverhältnis, Wicklungsverhältnis) eines Transformators
- Wenn sich das Übersetzungsverhältnis ändert, ändert sich das Spannungsverhältnis und damit die Ausgangsspannung
- Stufenschalter werden mit einer, zwei oder drei Phasen gebaut
- Stufenschalter ermöglichen eine Spannungsregulierung und/oder Phasenverschiebung durch unterbrechungsfreies Verändern des Transformatorverhältnisses unter Last
Wie wirken Transformator und Stufenschalter zusammen?
- Stufenschalter für Leistungstransformatoren werden zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses verwendet
- Die Änderung der Spannung am Transformator erfolgt durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses, d.h. durch Änderung der Windungszahl an einer der beiden Wicklungen
- Mit einem Stufenschalter kann dies mit mehreren Anzapfungen an einer Wicklung realisiert werden
- Im Automatikbetrieb des regelbaren Transformators wird die Spannung gemessen und sobald die Regelbandbreite über einen definierbaren Zeitraum über- oder unterschritten wird, wird ein Schaltbefehl an den Laststufenschalter übermittelt
Der OLTC ändert das Übersetzungsverhältnis eines Transformators durch Hinzufügen oder Abziehen von Windungen an der Primär- oder der Sekundärwicklung. Der Transformator ist daher mit einer Regel- oder Stufenwicklung ausgestattet, die an den OLTC angeschlossen ist.
Abbildung 2 zeigt die prinzipielle Wicklungsanordnung eines 3-Phasen-Regeltransformators, wobei der OLTC an der Stern-Dreieckumschaltung der Hochspannungswicklung angeschlossen ist.
Während des Ändern des Übersetzungsverhältnisses ist der Verlust der Systemlast unzulässig (Abb. 3). Das in Abbildung 4 gezeigte „make (2) before break (1)”-Schaltprinzip ("Schließen vor Unterbrechung") ist daher das grundlegende Design aller OLTCs. Die Überschaltimpedanz in Form eines Widerstands oder eines Überschalttransformators besteht aus einer oder mehreren Einheiten, die benachbarte Anzapfungen überbrücken, um die Last von einer zur anderen Anzapfung unterbrechungsfrei bzw. ohne nennenswerte Änderung des Laststroms zu übertragen. Gleichzeitig begrenzen sie den Ausgleichsstrom (IC) für den Zeitraum, in dem beide Anzapfungen verwendet werden. Normalerweise verwenden OLTCs des
Reaktortyps die Überbrückungsposition als Betriebsstellung. Der Überschalttransformator ist daher für dauerhafte Belastung ausgelegt.
Die Spannung zwischen den oben genannten Anzapfungen wird Stufenspannung Uir genannt. Sie liegt normalerweise zwischen 0,8 % und 2,5 % der Nennspannung des Transformators.
Ein Laststufenschalters erfüllt das „Make before break“-Schaltprinzip. Im Gesamten dient dies zur Laststromübertragung und der Bewältigung der Überschaltimpedanzen. Der Schalter besteht aus folgenden Hauptkomponenten:
- Kontaktsystem
- Getriebe
- Federenergiespeicher
- Antriebsmechanismus.
Je nach den unterschiedlichen Wicklungsanordnungen (Details in Kapitel 3) und OLTC-Bauweisen werden auch separate Lastwähler und Vorwähler (Wender oder Grobwähler) verwendet.
Abb. 2: Prinzipieller Wicklungsaufbau eines Regeltransformators in Stern-Dreieckumschaltung
Abb. 3: Unterbrechung des Laststroms bei Schaltung mit einem Kontakt
Abb. 4: Grundschaltprinzip „make (2) before break (1)” mit Überschaltimpedanz
3.1. Grundlegende Anordnungen von Feinstufenwicklungen
Folgende grundlegende Anordnungen von Feinstufenwicklungen kommen zur Anwendung (Abb. 5):
a) linear
b) Einfach-Wender
c) Doppel-Wender
d) Einfach-Grobwähler
e) Mehrfach-Grobwähler
Die lineare Anordnung (Abb. 5 a) wird im Allgemeinen bei Leistungstransformatoren mit mittlerem Regelbereich bis max. 20 % eingesetzt. Die angezapften Windungen werden in der Reihe mit der Stammwicklung hinzugefügt. Dadurch verändert sich das Übersetzungsverhältnis des Transformators.
Bei einem Wender (Abb. 5 b) wird die Feinstufenwicklung der Stammwicklung hinzugefügt oder von ihr abgezogen, so dass der Regelbereich durch Umkehrung der Stromrichtung in der Feinstufenwicklung verdoppelt oder die Anzahl der Anzapfungen reguliert werden kann. Bei diesem Vorgang wird die Feinstufenwicklung von der Stammwicklung getrennt (in Kapitel 6.2 erfahren Sie mehr über die Probleme, die diese Trennung mit sich bringt). Die größten Kupferverluste treten jedoch in der Stellung mit der geringsten Anzahl von aktiven Windungen auf. Der Umschaltvorgang wird mithilfe eines Vorwählers realisiert, der Teil des Feinwählers oder des Lastwählers ist. Die Nennstellung ist normalerweise die Mittelstellung oder Neutralstellung.
Der Doppel-Wender (Abb. 5 c) vermeidet die Trennung der Feinstufenwicklung während der Vorwählerschaltung. In Phasenschiebertransformatoren (PST) wird diese Vorrichtung Umschalter (ARS) genannt.
Unter Verwendung eines Vorwählers für Grob-/Feinstufenschaltung (Abb. 5 d) wird die Feinstufenwicklung entweder mit der Plus- oder Minus-Anzapfung der Grobstufenwicklung verbunden. Beim Betrieb des Grobwählers wird die Feinstufenwicklung von der Stammwicklung getrennt (spezielle Wicklungsanordnungen können die gleichen Trennungsprobleme wie oben beschrieben verursachen, außerdem ist die Überschaltimpedanz der Grob-/Feinstufenwicklung zu prüfen – siehe Kapitel 6.3). In diesem Fall sind die Kupferverluste am niedrigsten in der Stellung der niedrigsten effektiven Anzahl von Windungen. Dieser Vorteil stellt jedoch höhere Anforderungen an das Isoliermedium und erfordert eine höhere Anzahl von Wicklungen.
Der Mehrfach-Grobwähler (Abb. 5 e) ermöglicht eine Vervielfachung des Regelbereichs. Er wird hauptsächlich für industrielle Prozesstransformatoren (Gleichrichter-/Ofentransformatoren) verwendet. Der Grobwähler ist auch Teil des OLTC.
Welche dieser grundlegenden Wicklungsanordnungen im jeweiligen Einzelfall verwendet werden, hängt von den Anlagen- und Betriebsanforderungen ab. Diese Anordnungen kommen zur Anwendung bei Zweiwicklungstransformatoren sowie Spartransformatoren und Phasenschiebertransformatoren (PST). Wo die Feinstufenwicklung und folglich der OLTC in den Wicklungen eingesetzt wird (Hoch- oder Unterspannungsseite), hängt von der Transformatorkonstruktion und den Kundenspezifikationen ab.
Abb. 5: Grundschaltungen der Feinstufenwicklungen a) linear b) Einfach-Wender c) Doppel-Wender d) Einfach-Grobwähler e) Mehrfach-Grobwähler
3.2. Beispiele für häufig verwendete Wicklungsverfahren
Bei Zweiwicklungs-Transformatoren mit Stern-Dreieckumschaltung erfolgt eine Regelung am Neutralpunkt, wie in Abbildung 6 gezeigt. Dies hat einfache und kompakte Lösungen für OLTCs und Feinstufenwicklungen zur Folge.
Die Regelung von im Dreieck geschalteten Wicklungen (Abb. 7) erfordert
- einen dreiphasigen OLTC, dessen drei Phasen gemäß der höchsten angelegten Systemspannung isoliert sind (Abb. 7 a), oder
- drei einphasige OLTCs, oder
- einen einphasigen und einen zweiphasigen OLTC (Abb. 7 b).
Heutzutage ist der konstruktionsbedingte Grenzwert für dreiphasige OLTCs mit Phase-zu-Phase-Isolierung die höchste Spannung für Betriebsmittel von 145 kV (BIL 650 kV). Zur Reduzierung der Phase-zu-Phase-Spannungsbelastung am OLTC mit Dreieckschaltung kann eine dreipolige Anordnung mit mittlerer Wicklung (Abb. 7c) verwendet werden.
Abb. 6: OLTC mit Neutralpunkt der Feinstufenwicklung
Abb. 7: OLTC mit Dreieckschaltung der Feinstufenwicklung a) Dreipolige Anordnung am Wicklungsende b) Ein- und zweipolige Anordnung am Wicklungsende c) Dreipolige Anordnung in Wicklungsmitte
Abb. 8 zeigt verschiedene Schaltkreise für geregelte Spartransformatoren. Dabei wird das am besten geeignete Schema hinsichtlich Regelbereich, Systembedingungen und/oder -Anforderungen sowie Gewichts- und Größenbeschränkungen beim Transport ausgewählt. Spartransformatoren sind stets mit Stern-Dreieckumschaltung versehen.
- Eine Regelung am Sternpunkt (Abb. 8 a) ist anwendbar mit einem Übersetzungsverhältnis ab 1:2 und einem moderaten Regelbereich bis 15 %. Diese arbeitet mit variablem Stromfluss.
- Das in Abbildung 8 c gezeigte Schema wird zur Regelung der Hochspannung U1 verwendet.
- Für die Regelung der Niederspannung U2 sind die Schaltkreise in Abb. 8 b, 8 d, 8 e und 8 f geeignet. Bei den Anordnungen in Abb. 8 e und 8 f handelt es sich um Anwendungen zweier Kerne. Die Schaltung in Abb. 8 f arbeitet zwar mit variablem magnetischem Fluss im Serientransformator, hat aber den Vorteil, dass ein Neutralleiter-OLTC verwendet werden kann. Im Falle der Anordnung nach Abb. 8 e werden Haupt- und Regeltransformatoren oftmals in separaten Kesseln platziert, um das Transportgewicht zu reduzieren. Gleichzeitig ermöglicht diese Lösung einen gewissen Grad der Phasenverschiebung durch Ändern der Erregeranschlüsse innerhalb des Zwischenkreises.
Abb. 8: OLTCs in Spartransformatoren
3.3. Phasenschiebertransformatoren (PST)
In den letzten Jahren hat die Bedeutung von Phasenschiebertransformatoren zur Regelung des Stromflusses an Fernleitungen in vermaschten Netzen stetig zugenommen [2].
Die Tatsache, dass das IEEE einen Leitfaden für Anwendung, Spezifikation und Tests von PSTs [3] zur Verfügung stellt, beweist den Bedarf für diese Art von Transformatoren. Diese Transformatoren erfordern Regelbereiche, die über die üblicherweise verwendeten hinausgehen. Um diese Regelbereiche zu erreichen, sind spezielle Schaltungsanordnungen erforderlich. In Abb. 9 und 10 werden zwei Beispiele dafür gegeben. Abb. 9 zeigt eine Dreieckschaltung mit Regelung am Wicklungsende. Abb. 10 zeigt eine Zwischenkreisanordnung. Abb. 9 zeigt deutlich, wie der Phasenwinkel zwischen den Spannungen der Quell- und Lastsysteme durch die Stellung des Laststufenschalters verändert werden kann. Es wurden verschiedene andere Schaltungsanordnungen implementiert.
Die Anzahl der OLTC-Schaltungen von PSTs ist 10- bis 15-mal höher als bei üblichen Netztransformatoren. In manchen Fällen sind Regelbereiche durch Überspannungsspitzen (Transienten) belastet und müssen in den Anzapfungsbereichen durch die Anwendung von Varistoren (spannungsabhängiger Widerstand) begrenzt werden, insbesondere bei Anordnungen am Leitungsende (Abb. 9). Ferner ist die Kurzschlussstromfähigkeit des OLTC zu überprüfen, da die Kurzschlussleistung des Netzes den Strom bestimmt. Die übrigen Merkmale von OLTCs für Transformatoren dieser Art lassen sich nach den üblichen Regeln auswählen (siehe Kapitel 6).
Die Verwendung eines PST bringt folgende Vorteile:
- Reduzierung der Verluste im Gesamtsystem durch Vermeidung von Ausgleichsströmen
- Verbesserung der Leistungsfähigkeit des Versorgungnetzes durch korrektes Lastflussmanagement
- Verbesserung des Leistungsfaktors im Versorgungsnetz
- Regelung des Stromflusses zur Erfüllung vertraglicher Anforderungen
Abb. 9: Phasenschiebertransformator – Direktschaltungsanordnung
Abb. 10: Phasenschiebertransformator – Zwischenkreisanordnung
Neben der Auswahl der richtigen Anzapfung einer Feinstufenwicklung ist die wichtigste Aufgabe eines OLTCs die Unterbrechungsfunktion bzw. Strom- und Lastübertragung (siehe Abb. 4). Nach der Übertragung des Stromflusses auf eine neue Betriebsstellung und der darauffolgenden Unterbrechung des Stromflusses über eine Feinstufenwicklung muss das Kontaktsystem in der Lage sein, der Wiederkehrspannung standhalten zu können. Die erforderliche Schaltleistung (das Produkt von Schaltstrom und Wiederkehrspannung) für einen bestimmten Kontakt in einem OLTC basiert auf der relevanten Stufenspannung und dem Strom, wird aber auch von der Bauweise und der Verschaltung des OLTCs bestimmt. Die Schaltleistung selbst hängt hauptsächlich vom Kontaktdesign, von der Schaltgeschwindigkeit und vom Lichtbogen-Löschmittel ab.
Die meisten Leistungstransformatoren verwenden traditionell Mineralöl als Kühl- und Isolationsmedium.
Bei der Entwicklung von OLTCs der heutigen „modernen” Bauweise wurde der Fokus auf Transformatoren Öl gelegt. Abgesehen von den Isolationseigenschaften des Öles bestimmte das Lichtbogen-Löschverhalten der Schaltkontakte die Bauweise und Größe der OLTCs in der Ölschalttechnik.
In einem OLTC mit Ölschalttechnik wird dieser in Transformatoren Öl betrieben und die Schaltkontakte schließen und unterbrechen den Stromfluss unter Öl (Beispiel siehe Kapitel 4.1). Diese konventionelle OLTC-Technologie hat ein sehr hohes Niveau erreicht und ist in der Lage, die meisten Anforderungen der Transformatorenhersteller zu erfüllen. Dies gilt für alle heute etablierten elektrischen Spannungs- und Leistungsbereiche, die auch in absehbarer Zeit unverändert bleiben.
Mit dem steigenden elektrischen Energiebedarf in Ballungszentren steigt die Notwendigkeit, Regeltransformatoren mit reduzierten Brandlasten in Gebäuden unterzubringen. Auch aus Sicht des Gewässerschutzes sind Regeltransformatoren gefragt, die ohne Mineralöl als Isolier- oder Schaltmedium auskommen.
Neben gasisolierten Transformatoren, die hauptsächlich in Japan eingesetzt werden, erfüllen Trockentransformatoren und Transformatoren mit alternativen Isolierflüssigkeiten diese immer häufiger gestellten Anforderungen.
Für die Regelung derartiger Transformatoren sind die klassischen Laststufenschalter wenig geeignet, da die Verwendung von Mineralöl als Schaltmedium aus obigen Gründen unerwünscht ist und darüber hinaus zu insgesamt technisch aufwendigen und kostspieligen Lösungen führen würde.
Ferner ist die weltweite Deregulierung in der Elektroindustrie nach wie vor ein Thema. Als Teil dieses Marktes wurden Mechanismen gefördert, um Übertragungsdienste zu bepreisen und um Investitionen in Stromerzeugung und Stromübertragung anzuregen. Infolgedessen hat der Kostendruck auf Energieversorgungsunternehmen und Industrie zu höheren Leistungserwartungen von Transformatorkomponenten, insbesondere OLTCs, geführt.
- Langfristige unterbrechungsfreie Verfügbarkeit von Regeltransformatoren, d. h. Verlängerung der Wartungsintervalle und Reduzierung des Wartungsaufwands
- Geringe Ausfallquote
- Senkung der Betriebskosten
Für alle oben genannten neuen Einsatzbereiche und gestiegenen Leistungserwartungen wurde eine neue gemeinsame Schalttechnik gefordert.
Seit den 1980ern wurden diverse Ansätze mit Halbleitertechnologie, wie z. B. statische OLTCs und Hybrid-OLTCs als Widerstands- oder kommutierende Typen diskutiert, aber nur ein paar dieser Anwendungsformen wurden umgesetzt.
Der zur gleichen Zeit erfolgte erste Einsatz von Vakuumschaltröhren in Reaktor-Laststufenschaltern in den USA war erfolgreicher. Die Baugröße der Vakuumschaltröhren war aufgrund der Bauart des Anbautypbauweise kein limitierender Faktor im Gegensatz zu Einbau-Stufenschaltern.
Betrachtet man indes das Gesamtprofil von
- Qualität
- Zuverlässigkeit
- Wirtschaftlichkeit
- Lebensdauer
- Bemessungswertebereich
bietet die Vakuumschalttechnik in OLTCs derzeit und in absehbarer Zukunft die beste Lösung für die Erwartungen von heute.
Die verfügbaren OLTC-Bauweisen (Widerstands- und Reaktorprinzip) der Maschinenfabrik Reinhausen GmbH basieren auf der Vakuumschalttechnik. Diese neuen OLTC-Bauweisen werden daher detaillierter beschrieben als diejenigen, die mit Ölschalttechnik ausgeführt sind (siehe Kapitel 4.2).
4.1. OLTCs in Ölschalttechnik
4.1.1. OLTC mit Widerstandsprinzip in Ölschalttechnik
Die OLTC-Konstruktion, die normalerweise für höhere Spannungen und Ströme verwendet wird, besteht aus einem Lastumschalter und einem Feinwähler. Für niedrigere Spannungen werden OLTC-Konstruktionen verwendet, bei denen die Funktionen des Lastumschalters und des Feinwählers in einem Lastwähler zusammengefasst sind.
Bei einem aus Lastumschalter und Feinwähler bestehenden OLTC (Abb. 11) erfolgt die Stufenschaltung in zwei Schritten (Abb. 12).
- Die nächste Anzapfung wird zuerst ohne Last vom Feinwähler vorgewählt (Abb. 12 Position a - c).
- Der Lastumschalter überträgt dann den Lastfluss von der in Betrieb befindlichen Anzapfung auf die vorgewählte Anzapfung (Abb. 12 Position d - i).
Die Betätigung des OLTCs erfolgt direkt und die Betätigung des Feinwählers erfolgt über ein Wählergetriebe vom gemeinsamen Antriebsmechanismus aus. Gleichzeitig wird der Federenergiespeicher gespannt, der den Lastumschalter nach Auslösung für einen sehr kurzen Moment betätigt, unabhängig von der Bewegung des Antriebsmechanismus.
Durch das Wählergetriebe wird sichergestellt, dass die Lastumschaltung erst nach Abschluss der Vorwahl der Anzapfung erfolgt. Die Schaltzeit eines Lastumschalters liegt bei den heutigen Modellen zwischen 40 und 60ms. Während der Lastumschaltung werden Überschaltwiderstände (Abb. 12, Position e - g) zwischengeschaltet. Diese werden für wenige Millisekunden belastet, d. h. die Widerstände können für kurzfristige Belastungen ausgelegt werden. Die benötigte Größe an Widerständen ist daher gering. Die Gesamtbetriebszeit eines OLTCs liegt zwischen 3 und 10 Sekunden und hängt von der jeweiligen Schaltung ab.
Ein Lastwähler, wie in Abb. 13 dargestellt, führt den Stufenwechsel in einem Schritt durch geschalteten bis zur benachbarten Anzapfung) (Abb. 14). Der durch den Antriebsmechanismus vorgespannte Federenergiespeicher betätigt nach dem Auslösen den Lastwähler. Für Schaltzeit und Belastung des Widerstands (Abb. 14, Position b - d) treffen die oben genannten Aussagen zu. Schaltaufgaben, einschließlich Zeigerdiagramme, werden in Anhang A [4], [5] und [6] ausführlich beschrieben.
4.1.2. Reaktortyp OLTCs mit Ölschalttechnik
Für OLTCs des Reaktortyps mit Ölschalttechnik werden folgende Schaltungstypen verwendet:
- Lastwähler
- Lastumschalter mit Feinwähler
Bei allen OLTCs des Reaktortyps ist der Überschalttransformator bzw. die Überschaltdrossel nicht Teil des Stufenschalters. Dieser wird vom Transformatorhersteller entwickelt und befindet sich im Transformatorkessel.
Heutzutage werden nur noch Lastwähler für die Spannungsregler produziert, wohingegen OLTCs des Reaktortyps mit Vakuumschalttechnik den neuesten Stand der Technik im Bereich Leistungstransformatoren repräsentieren. Die Ölschalttechnik wird daher in diesem Dokument nicht mehr weiter behandelt. Ausführlichere Informationen zu Schaltaufgaben und Zeigerdiagramme von OLTCs des Reaktortyps mit Ölschalttechnik können Sie Anhang B [4], [5] und [6] entnehmen.
Abb. 11: Konstruktionsprinzip – Lastumschalter mit Feinwähler OILTAP® M®
Abb. 12: Schaltsequenz eines Feinwählers und eines Lastumschalters
Abb. 13: Konstruktionsprinzip – Lastwähler (Lastumschalter mit Lichtbogenlöschung) OILTAP® V®
Abb. 14 Schaltprinzip des Lastwählers OILTAP®
4.2. OLTCs mit Vakuumschalttechnik am Beispiel VACUTAP®
4.2.1. Grundprinzipien der Vakuumschalttechnik
Im Laufe der letzten Jahrzehnte hat sich die Vakuumschalttechnik in den Bereichen Mittelspannungs-Schaltanlagen und leistungsstarker Schütze zur dominierenden Schalttechnik entwickelt und die Öl- und SF6-Technik abgelöst. Leistungsschalter mit Vakuumschalttechnologie werden im Mittelspannungsbereich überwiegend eingesetzt.
Die Vakuumschalttechnik erfüllt auch in optimaler Weise die neuen Anwendungs- und gestiegenen Leistungsanforderungen, die Endanwender an OLTCs stellen. Ihre deutliche Überlegenheit über konkurrierende Schalttechnologien im Nieder- und Mittelspannungsbereich basiert auf einer Reihe technischer Merkmale [7], [8]:
- Die Vakuumschaltröhre ist ein hermetisch abgeschlossenes System
- Es gibt keinen Kontakt mit dem Umgebungsmedium trotz des auftretenden Lichtbogens
- Die Schalteigenschaften sind unabhängig vom Umgebungsmedium
- Die Lichtbogenspannung im Vakuum ist wesentlich geringer als in Öl- oder SF6-Systemen.
- Geringer Energieverbrauch
- Geringer Kontaktabbrand
- Wegfall des Isoliermediums als Lichtbogenlöschmittel
- Wegfall von Nebenprodukten wie beispielsweise Kohlenstoff bei der Verwendung von Transformatoren Öl
- Keine Ölfilteranlage erforderlich
- Problemlose Entsorgung
- Keine Löschmittelalterung
- Gleichbleibendes oder sogar verbessertes Schaltvermögen über die gesamte Lebensdauer der Vakuumschaltröhre (Getter Wirkung)
- Keine Wechselwirkung oder Oxidation der Kontaktoberflächen beim Schalten
- Durch eine hohe Rückkondensationsrate des Metalldampfplasmas auf den Kontaktoberflächen wird die Kontaktlebensdauer verlängert
- Konstant niedriger Übergangswiderstand
- Außerordentlich schnelle Wiederverfestigung der Vakuumschaltstrecke von bis zu 10 kV/µs
- Garantiert kurze Lichtbogenzeiten (maximal eine Halbwelle) auch bei großen Phasenverschiebungen zwischen Strom und Spannung oder steilen Anstiegsflanken dU/dt nach dem Stromnulldurchgang (Stromrichtertransformatoren) [9].
4.2.2. Anwendung der Vakuumschalttechnik auf Laststufenschalter
Bei der Entwicklung einer Vakuum-Schalttechnik für den Einsatz in einem OLTC gibt es folgende spezifische Merkmale:
- Mechanische Lebensdauer unter Öl (oder einem anderen angegebenen Isoliermedium) für den Betriebstemperaturbereich und die erwartete Lebensdauer des OLTCs
- Schaltleistung
- Kontaktlebensdauer
- Physikalische Baugröße
Seit den frühen 1970er-Jahren wurden Vakuumschaltröhren entwickelt, welche die von OLTCs des Reaktortyps geforderten Merkmale erfüllten. Aufgrund der Bauweise dieser OLTCs, welche im Allgemeinen der außenliegenden Anbautyp Ausführung entsprechen, stellen diese keine besonderen Anforderungen hinsichtlich der Baugröße der Vakuumschaltröhre dar.
Dies ist nicht der Fall bei OLTCs mit Widerstandsprinzip, die für gewöhnlich eine sehr kompakte Bauweise haben. Heutzutage haben Vakuumschaltröhren nach mehr als vier Jahrzehnten der Entwicklung eine fortgeschrittene technische Reife erreicht. Der Einsatz moderner Reinraum- und Löttechniken im Ofen während des Produktionsprozesses sowie neue Kontaktsystem- und Werkstoffausführungen sind nur einige der Meilensteine dieses zuverlässigen Produkts. Dies ließ die Entwicklung wesentlich kleinerer Vakuumschaltröhren zu, was den Weg ebnete für den Einsatz dieser Röhren in OLTCs mit Widerstandsprinzip. Deren Gesamtabmessungen entsprachen denen von konventionellen Konstruktionen dieser OLTCs (siehe Abb. 15 und 16).
In Abb. 17 wird der Kontaktabbrand aufgrund von Stromabschaltungen für konventionelle Kupfer-Wolfram-Kontakte im Vergleich zu Vakuumschaltröhren dargestellt. Bei Vakuumschaltröhren ist der Wert für den Kontaktabbrand um mehr als ein Zehntel geringer (z. B. 1/30 bei 1.000 A). Neben dem Material ist die Geometrie des Kontaktes der wichtigste Faktor für diese Art von Strombereich und OLTC-Anwendungen. Dies hat eine Kontaktlebensdauer zur Folge, bei der Vakuumschaltröhren problemlos Schaltzahlen über 600.000 erreichen können, ohne ausgewechselt werden zu müssen.
Die Untersuchungen von Lichtbogenofenanwendungen (EAF) zeigt deutlich die überlegene Leistungsfähigkeit des speziellen Kontaktmaterialdesigns für den Einsatz in OLTCs.
Abb. 18 zeigt das Kontaktsystem der geöffneten Vakuum-Schaltröhre nach 300.000 EAF-Schalthandlungen in einem Stahlwerk in der Türkei. Die Vakuum-Schaltröhren wurden in einen OLTC Typ VACUTAP® VRF I 1300 mit einer Stufenspannung von 1.400 V und einem maximalen Durchgangsstrom von 1.200 A eingebaut.
Die Kontaktoberflächen waren glatt und der Kontaktabbrand betrug insgesamt weniger als 1 mm.
Die Ergebnisse übertreffen alle Erwartungen hinsichtlich der Lebensdauer der Kontakte und zeigen, dass diese Vakuum-Schaltröhren noch weit entfernt vom Ende ihrer Lebensdauer sind.
Wie bereits in der Einleitung zu Kapitel 4 beschrieben, gilt es den künftigen Trend während der Konstruktion neuer OLTCs zu berücksichtigen. Mit anderen Worten: Der steigenden Nachfrage nach geringerem Brandrisiko, größerer Umweltverträglichkeit und mehr Wartungsfreiheit in der Transformatorentechnik gerecht zu werden.
Die Vakuumschaltechnik, die keine Wechselwirkung mit dem umgebenden Medium aufweist, und der Einsatz modernster alternativer Isolierflüssigkeiten wie natürliche und synthetische Ester, erfüllen alle dieser Voraussetzungen.
Sämtliche flüssigkeitsgetauchten VACUTAP®-OLTCs sind daher für Mineralöl sowie ausgewählte natürliche/synthetische Ester ausgelegt und getestet worden [10, 11].
Abb. 15: OLTCs mit Kupfer-Wolfram-Abbrand-Kontaktsystem für Transformator-Mineralöl (unterschiedliche Maßstäbe): Lastwähler-Kontaktsystem mit Wälzkontakten
Abb. 15: OLTCs mit Kupfer-Wolfram-Abbrand-Kontaktsystem für Transformator-Mineralöl (unterschiedliche Maßstäbe): Kontaktsystem des Lastumschalters
Abb. 16: Für verschiedene OLTC-Lastumschalter entwickelte Vakuumschaltröhre
Abb. 17: Vergleich der Werte für den Kontaktabbrand konventioneller Kupfer-Wolfram-Kontakte und Vakuumschaltröhren
Abb. 18a: Geöffnete Vakuum-Schaltröhren nach 300.000 EAF-Schalthandlungen
Abb. 18b: Geöffnete Vakuum-Schaltröhren nach 300.000 EAF-Schalthandlungen
Leistungstransformatoren mit OLTCs sind die Hauptkomponenten von Stromnetzen. Die Betriebssicherheit dieser Transformatoren und ihrer OLTCs ist daher äußerst wichtig und muss während ihrer gesamten Lebensdauer auf einem hohen Niveau bleiben.
Wie zuvor gezeigt stellt der OLTC mit Vakuumschalttechnik eine wesentliche Verbesserung in der Stufenschaltertechnologie dar, ist aber dennoch eine mechanische Schaltvorrichtung, die gewartet werden muss.
Das Prinzip einer vorbeugenden, d. h. periodischen Wartungsstrategie für Laststufenschalter mit Ölschalttechnik basiert auf der Betriebszeit oder der Anzahl der Schaltungen. Für in Transformator-Mineralöl getauchte OLTCs mit Vakuumschalttechnik von MR gilt nur die Anzahl der Schaltungen. Zeitabhängige Wartung ist nicht mehr erforderlich.
Abgesehen von Spezialanwendungen betragen die Wartungsintervalle für OLTCs mit Ölschalttechnik in einer in Netztransformatoren verwendeten Sternpunktanwendung normalerweise sieben Jahre oder zwischen 50.000 und 100.000 Schaltungen. Für diese Anwendung ist die Betriebszeit der entscheidende Faktor. Legt man eine Lebensdauer des Transformators von 40 Jahren zugrunde, muss der OLTC fünfmal gewartet werden.
Die Betriebskosten sind bei Dreieckanwendungen höher. Je nach Betriebsbedingungen, beispielsweise Anwendung des OLTCs am Leitungsende der Wicklung und Betrieb mit oder ohne Ölfilteranlage, sind zwischen sechs und zehn Wartungen erforderlich (siehe Abb. 32).
OLTCs mit Widerstandsprinzip mit Vakuumschalttechnik müssen normalerweise nach 300.000 Schaltungen gewartet werden. Für einen Netztransformator bedeutet dies also einen wartungsfreien Betrieb über die gesamte Lebensdauer des Transformators (siehe Abb. 32).
Die erforderlichen Wartungsmaßnahmen sind bei beiden Stufenschaltertypen nahezu identisch. Der Fokus dabei liegt auf Kontrollen, mit anderen Worten auf dem Vergleich zwischen Ist- und Sollzustand der mechanisch und dielektrisch beanspruchten Bauteile.
Die zwischen den Wartungsintervallen eines OLTCs mit Vakuumschalttechnik erforderlichen Maßnahmen sind minimal und lassen sich problemlos mit der üblichen Transformatorinspektion kombinieren. Dazu gehören folgende Arbeiten:
- Sichtprüfung am Motorantrieb
- Schutzprüfung des Schutzrelais des Laststufenschalters
- Monitoring des Öls im Stufenschalter (Durchschlagfestigkeit und Wassergehalt sind die entscheidenden Kriterien)
- Regelmäßige Kontrolle der Trocknungsvorlage (Silikagel)
Neben den direkten Wartungskosten für den OLTC sind auch die damit verbundenen Kosten für Abwicklung und Sonderausstattung zu berücksichtigen. Durch den Wegfall von Ölfilteranlagen, die heutzutage bei konventionellen OLTCs weit verbreitet sind, lassen sich auch weitere erhebliche Einsparungen erzielen. Es ist eine unbestrittene Tatsache, dass eine Ölfilteranlage während der Lebensdauer des Transformators neben den Anschaffungskosten auch Betriebskosten verursacht.
Neben drastischen Einsparungen bei Wartungs- und Betriebskosten lohnen sich Überlegungen hinsichtlich Lebenszykluskosten aufgrund zusätzlicher Vorteile für Endanwender:
- Längere unterbrechungsfreie Verfügbarkeit des Transformators
- Vereinfachte Wartungslogistik
- Schutz der Umwelt- und der natürlichen Ressourcen aufgrund von weniger Ölwechseln, Nebenprodukten und verschlissenen Kontakten
- Lebensdauer von 40 Jahren
- < 300.000 Schaltungen VACUTAP® wartungsfrei
Abb.32: Instandhaltungsmaßnahmen während der Lebensdauer für ein typische Netzanwendung
6.1. Allgemeine Anforderungen
Die Auswahl eines bestimmten OLTCs bietet dann optimale technische und wirtschaftliche Effizienz, wenn die Anforderungen an den Betrieb und die Prüfung aller Bedingungen der zugehörigen Transformatorwicklungen erfüllt werden. Generell müssen die üblichen Sicherheitsabstände nicht eingehalten werden, da diejenigen OLTCs, die gemäß den IEEE- und IEC-Standards ausgelegt, getestet, ausgewählt und betrieben werden [4], [5], [12] am zuverlässigsten sind. Siehe dazu auch [13], [14], [15] und [16].
Zur Auswahl des passenden OLTCs sollten folgende Eckdaten der entsprechenden Transformatorwicklungen bekannt sein:
- Nennleistung in MVA
- Auslegung der Feinstufenwicklung (Anschlusspunkt für Stern-Dreieck-, Dreieck- und Einphasenschaltung)
- Bemessungsspannung und Regelbereich
- Anzahl der Stufenstellungen
- Isolationspegel gegen Erde
- Blitzstoß- und Netzfrequenzspannung der internen Isolierung
Von diesen Informationen lassen sich folgende Betriebsdaten für einen OLTC ableiten:
- Bemessungs-Durchgangsstrom Ir
- Bemessungs-Stufenspannung Uir
- Bemessungs-Stufenleistung: Pst = Uir x Ir
Der entsprechende Stufenschalter kann mit diesen Angaben ermittelt werden:
- Typ aus Modellreihe des OLTCs
- Anzahl der Pole
- Nennspannung des OLTCs
- Feinwählergröße bzw. Isolationspegel
- Grundschaltbild
Bei Bedarf sollten folgende Stufenschalter-Eigenschaften überprüft werden:
- Grenzschaltleistung bzw. Schaltleistung bei Umschaltung · Überlastfähigkeit
- Kurzschlussstrom (muss bei Phasenverschiebungen überprüft werden)
- Kontaktlebensdauer
Daneben sind die beiden folgenden wichtigen Beanspruchungen für den OLTC, die sich aus der Anordnung und der Anwendung des Transformatordesigns ergeben, zu überprüfen.
6.2. Potenzialanlenkung der Feinstufenwicklung während der Vorwählerschaltung
Während des Betriebs des Wenders oder des Grobwählers wird die Feinstufenwicklung kurzzeitig von der Stammwicklung getrennt. Dadurch nimmt sie ein gewisses Potenzial an, das durch die Spannung der benachbarten Wicklungen sowie die kapazitiven Kopplungen zu diesen Wicklungen und geerdeten Teilen bestimmt wird. Im Allgemeinen unterscheidet sich dieses Potenzial von dem Potenzial der Feinstufenwicklung vor der Vorwählerschaltung.
Die Differenzspannungen sind Wiederkehrspannungen an den Öffnungskontakten des Vorwählers und können beim Erreichen eines kritischen Zustands zu unzulässiger Entladung am Vorwähler führen. Überschreiten diese Spannungen einen gewissen Grenzwert (bei speziellen Produktreihen liegen diese Grenzspannungen im Bereich von 15 bis 35 kV), müssen Maßnahmen zur Begrenzung der Wiederkehrspannung an der Feinstufenwicklung getroffen werden.
Insbesondere im Falle von Phasenschiebertransformatoren (PST) mit Regelung am Wicklungsende (z. B. Abb. 9) können aufgrund der Wicklungsanordnung hohe Wiederkehrspannungen auftreten. In Abbildung 33 a ist eine typische Wicklungsanordnung eines PSTs gemäß Abb. 9 dargestellt. Abbildung 33 b zeigt das Diagramm dieser Anordnung ohne Begrenzungsmaßnahmen. Wie zu sehen ist, liegen die an den Vorwählerkontakten auftretenden Wiederkehrspannungen im Bereich der Systemspannungen an der Erzeuger- und der Lastseite.
Unter diesen Bedingungen ist der Betrieb eines OLTCs sicherlich nicht möglich. Diese Tatsache ist bei der Planung der Konstruktion eines PSTs [2], [3], [4], [6], [12] zu berücksichtigen.
Es gibt folgende drei Methoden, das oben genannte Problem zu lösen:
- Eine Möglichkeit Wiederkehrspannungen zu verringern, besteht darin Abschirmungen zwischen den Wicklungen zu installieren. Diese Abschirmungen müssen das Potenzial des beweglichen Vorwählerkontakts 0 haben (Abb. 9). Siehe Abbildungen 34 a und 34 b.
- Die zweite Möglichkeit besteht darin, die Feinstufenwicklung bzw. Wender mit einem festen Potenzial über einen Festwiderstand (Anlenkwiderstand) oder einen Widerstand zu verbinden, der während der Vorwählerschaltung mittels eines Bezugspotenzialschalters zwischengeschaltet wird. Dieser Widerstand wird üblicherweise mit der Mitte der Feinstufenwicklung und dem Ableitkontakt des OLTC (Abb. 35) verbunden.
- Die dritte Möglichkeit ist die Verwendung eines Umstellers (ARS) als Vorwähler (Abb. 36). Mit dieser zusätzlichen Schalteinrichtung lässt sich die Vorwählerschaltung in zwei Schaltschritten unterbrechungsfrei durchführen. Dank dieser Anordnung wird die Feinstufenwicklung während der gesamten Vorwählerschaltung mit dem gewünschten Potenzial verbunden. Da diese Methode kompliziert ist, wird sie nur für PSTs mit hoher Leistung verwendet.
Die gängigste Methode für die Potenzialanlenkung von Feinstufenwicklungen ist die Verwendung von Anlenkwiderständen. Folgende Informationen sind für die Dimensionierung von Anlenkwiderständen erforderlich:
- Alle Kenndaten des Transformators wie: Leistung, Hoch- und Niederspannungen mit Regelbereich, Wicklungsanschluss, Isolationspegel
- Aufbau der Wicklung, d. h. Lage der Feinstufenwicklung in Relation zu den benachbarten Wicklungen oder Wicklungsteilen (bei Lagenwicklungen)
- Spannungen in den Wicklungen und elektrische Position der Wicklungen innerhalb der Wicklungsanordnung des Transformators, die sich nahe an der Feinstufenwicklung befindet
- Kapazität zwischen Feinstufenwicklung und benachbarten Wicklungen oder Wicklungsteilen
- Kapazität zwischen Feinstufenwicklung und Erde bzw. geerdeten benachbarten Wicklungen, sofern vorhanden
- Stoßspannung über die Hälfte der Feinstufenwicklung
- Netzfrequenzspannungen über die Hälfte der Feinstufenwicklung warten und testen
Abb. 33: Phasenschiebertransformator, Schaltung wie in Abb. 9 dargestellt a) Typische Wicklungsanordnung mit zwei Feinstufenwicklungen b) Wiederkehrspannungen (Ur+, Ur-) für Feinstufenwicklungen 1 und 2 (Zeigerdiagramm)
Abb. 34: Phasenschiebertransformator, Schaltung wie in Abb. 9 dargestellt a) Wicklungsanordnung mit zwei Feinstufenwicklungen und Abschirmung b) Wiederkehrspannungen (Ur+, Ur-) für Feinstufenwicklungen 1 und 2 (Zeigerdiagramm)
Abb. 35: Methoden der Potenzialanlenkung (Wender in Mittelstellung) a) Fester Anlenkwiderstand RP b) Mit Bezugspotenzialschalter SP und Anlenkwiderstand RP
Abb. 36: Phasenschiebertransformator – Vorwählerschaltung mittels Umsteller
6.3. Effekte der Streuimpedanz der Feinstufenwicklung bzw. Grobstufenwicklung während der Lastumschaltung beim Passieren der Mittelstellung eines OLTCs mit Widerstandsprinzip [6], [12]
Beim Schalten des Lastumschalters vom Ende der Feinstufenwicklung bis zum Ende der Grobstufenwicklung und umgekehrt (Durchlauf der Mittelstellung, siehe Abb. 37 a) werden alle Windungen der gesamten Feinstufenwicklung und Grobstufenwicklung in den Schaltkreis eingefügt.
Dies hat einen Streuimpedanzwert zur Folge, der erheblich höher als bei der Schaltung innerhalb der Regelwicklung ist, wo nur eine vernachlässigbare Streuimpedanz von einer Stufe relevant ist (Abb. 37 b). Der höhere Impedanzwert in Reihe mit den Überschaltwiderständen hat einen Effekt auf den Ausgleichsstrom. Dieser Strom fließt während der Lastumschaltung in die entgegengesetzte Richtung durch die Grobstufenwicklung und Feinstufenwicklung. Folglich findet eine Phasenverschiebung zwischen Schaltstrom und Wiederkehrspannung an den Widerstandskontakten des Lastumschalters statt, die eine längere Lichtbogenzeit zur Folge haben könnte.
Um eine optimale Auswahl und Anpassung des OLTCs an diese Betriebsbedingungen zu gewährleisten, ist die Angabe der Streuimpedanz der in Reihe geschalteten Grobstufenwicklung und Feinstufenwicklung erforderlich.
Abb. 37: Phasenschiebertransformator Auswirkung der Streuimpedanz zur Grobstufenwicklung a) Durchlauf der Mittelstellung b) Schaltungsverlauf über Stufenstellungen außer der Mittelstellung
Alternativen zu Regeltransformatoren werden vorerst keine erwartet. Der Stufenschalter wird daher weiter eine wichtige Rolle für den optimalen Betrieb von Stromnetzen und industriellen Prozessen in absehbarer Zeit spielen.
Die konventionelle Stufenschalter-Technologie hat ein sehr hohes Niveau erreicht und ist in der Lage, die meisten Anforderungen der Transformatorenhersteller zu erfüllen. Dies gilt für alle elektrischen Strom- und Spannungsfelder heutzutage und wird sich auch in absehbarer Zeit nicht ändern. Es ist sehr unwahrscheinlich, dass infolge neuer Entwicklungsimpulse in Zukunft höhere Leistungen und Spannungen benötigt werden. Im Vordergrund stehen heutzutage das Wartungsverhalten sowie die Zuverlässigkeit von Stufenschaltern und die Frage, wie diese Zuverlässigkeit auf einem gleichbleibend hohen Niveau während der Lebenszyklusdauer des Transformators aufrechterhalten werden kann.
Zurzeit und in absehbarer Zukunft bietet die konsequente Umsetzung der Vakuumschalttechnologie in OLTCs die optimale Formel für Qualität, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit, die für wartungsfreie Bauweise im Bereich OLTCs erreicht werden kann. Die Vakuumschalttechnik macht eine Ölfilteranlage komplett unnötig und bietet weniger Ausfallzeiten bei erhöhter Verfügbarkeit des Transformators und eine vereinfachte Wartungslogistik. All dies schlägt sich in erheblichen Einsparungen für den Endanwender nieder. Infolgedessen basieren die heutigen Konstruktionskonzepte von OLTCs – OLTCs mit Widerstands- und Reaktorprinzip – immer mehr auf Vakuumschaltröhren. Bei der in den OLTCs eingesetzten Vakuumschalttechnik handelt es sich tatsächlich um den „neuesten Stand der Technik” von heute und der nahen Zukunft.
Die Entwicklung neuer alternativer Flüssigkeiten für den Einsatz in Transformatoren und Stufenschaltern wie natürliche und synthetische Ester wird zu neuen Herausforderungen führen. Dank der Vakuumschalttechnik in OLTCs können diese Flüssigkeiten verwendet werden. Heutzutage sind es haupt- sächlich Regeltransformatoren bis zu einem mittleren Regelbereich (<100 MVA), die mit alternativen Isolierflüssigkeiten betrieben werden, welche beispielsweise in Offshore-Anwendungen wie Windparks und Bohrplattformen im Einsatz sind. Aufgrund der steigenden Nachfrage können diese Anwendungen auf Transformatoren und Stufenschalter mit höheren Nennspannungen ausgeweitet werden.
Als Option zu alternativen Isolierflüssigkeiten gibt es schon seit mehreren Jahren Trockentransformatoren mit Regelung. Der OLTC arbeitet in Luft mit Vakuumschaltröhren. Diese Transformatoren werden für Innenraumanwendungen mit extremen Vorgaben hinsichtlich Brandlasten und/ oder Verschmutzung verwendet, wie es in Ballungszentren und speziellen Industriebereichen der Fall ist. Mit einem umfangreichen Sortiment an anwendungsspezifischen Produkten und maßgeschneiderten Dienstleistungen bietet die Reinhausen Gruppe zuverlässige und wirtschaftliche Lösungen für effiziente Stromerzeugung und Netzanbindung sowie industrielle Prozesse an.
[1] Goosen, P.V. Transformer accessories, (On behalf of Study Committee 12), CIGRE,12–104, 1996
[2] Kraemer, A. and Ruff, J., Transformers for phase angle regulation, considering the selection of on-load tap-changers, IEEE Trans. Power Delivery, 13 (2), April 1998
[3] IEEE Std C57.135–2001, IEEE Guide for the Application, Specification, and Testing of Phase-Shifting Transformers
[4] IEEE Std C57.131–2012, IEEE Standard Requirements for Tap-Changers
[5] IEC International Standard 60214–1:2014, Tap-Changers, Part 1: Performance requirements and test methods
[6] Kraemer, A., “On-Load Tap-Changer for Power Transformers, Operation, Principles, Applications and Selection,” MR Publication, ISBN 978-3-931954-47-5
[7] Dohnal, D., Kurth, B., “Vacuum Switching, A Well Proven Technology Has Found its Way into Resistance-Type Load Tap-Changers”, in Proc. 2001 IEEE Transmission and Distribution Conference
[8] Dohnal, D., Kraemer, A., Vacuum Switching Technology in On-Load Tap-Changers becomes state of the Art for Regulating Transformers in Proc. CEPSI 2002 Fukuoka; The 14th Conference of the Electric Power Supply Industry
[9] Dohnal, D., Kraemer, A., Shen, D., “HVDC-Applications significantly improved by the use of the new Generation of On-Load Tap-Changers with Vacuum Switching Technology”, CEPSI 2006 Mumbai, The 16th Conference of the Electric Power Supply Industry
[10] Dohnal, D., Frotscher, R., Investigation and Guidelines for the Application of Natural and Synthetic Ester Liquids to Tap-Changers for Power Transformers, CEPSI 2008 Macau, The 17th Conference of the Electric Power Supply Industry
[11] Dohnal, D., Frotscher, R., “The Importance of Alternative Insulating Liquids for Power Transformers and Tap-Changers”, CEPSI 2010 Taipei, The 18th Conference of the Electric Power Supply Industry
[12] IEC International Standard 60214-2:2019, Tap-Changers, Part 2: Application Guide
[13] Grigsby, L. L., “The Electric Power Engineering Handbook”, CRC Press LLC, 2001, pp. 3–184 – 3–204, ISBN 0-8493-8578-4
[14] Harlow, J., “Electric Power Transformer Engineering”, CRC Press LLC, 2004, pp. 3 29 –3 49, ISBN 0-8493-7104-5
[15] Harlow, J., “Electric Power Transformer Engineering, Sec. Edition”, CRC Press, 2007, pp. 13-1 – 13-32, ISBN: 0-8493-9186-5
[16] Harlow, J., “Electric Power Transformer Engineering, Third Edition”, CRC Press LLC, 2012, pp. 14–1 – 14–48, ISBN 9781439856291
