Parallelbetrieb von Stufentransformatoren

Info-Brief Nr. 13

Die Faustregel, dass beim Parallelbetrieb von Transformatoren das Verhältnis der Bemessungsleistungen den Wert 1 : 2 (nach DIN IEC 14/234/CDV Entwurf Ausgabe 1997) nicht unterschreiten soll, kann nur als grobe Orientierung dienen, weil die eigentlichen Kriterien aus dieser Regel nicht direkt erkennbar sind. Ferner ist das zulässige Verhältnis auch vom Stand der Technik abhängig, denn in den letzten Jahrzehnten galt als Grenzwert noch 1 : 3. Insgesamt wird dieser Regel, der eine gewisse Willkür anhaftet, zu viel Beachtung beigemessen.

Bedingungen für einen sicheren Parallelbetrieb

Ein sicherer und wirtschaftlicher Parallelbetrieb von Transformatoren ist nur dann gewährleistet, wenn deren Leistungsfähigkeit, d.h. deren Bemessungsleistung, vollständig und ohne Überlastung eines einzelnen Transformators ausgenutzt werden kann. Dazu sind zwei Bedingungen zu erfüllen:

1)   Gleichheit von Betrag, Frequenz und Winkel der Spannungen, weil bei Ungleichheit dieser Größen ein Ausgleichstrom in den parallel geschalteten Transformatorwicklungen fließt.

2)   Gleichheit der relativen Kurzschlussimpedanzen der Transformatoren (Betrag und Winkel), damit der Anteil der Netzlast bei jedem Transformator proportional zu dessen Bemessungsleistung ist.

Die Transformatoren müssen somit primärseitig an der gleichen Spannung liegen und die Spannungen auf der Sekundärseite jeweils den gleichen Betrag und den gleichen Winkel haben. Für die Merkmale der Transformatoren bedeutet das:

  • gleiche Schaltgruppenkennzahlen
  • gleiche Bemessungsspannungen und gleiche Übersetzungsverhältnisse
  • gleiche relative Kurzschlussimpedanzen (Betrag und Winkel)
  • gleiche relative Magnetisierungsströme

Die Bemessungsleistung

Für die Spannungsregelung mit parallel betriebenen Stufentransformatoren werden keine darüber hinausgehenden Forderungen gestellt.

Die Bemessungsleistung, als wichtigste Kenngröße des Transformators, hat vordergründig im Zusammenhang mit dem Parallelbetrieb zunächst keine Bedeutung. Jedoch ergibt sich unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Gesichtspunkte, entsprechend den „Wachstumsgesetzen“ der Transformatoren, für eine vorgegebene Bemessungsleistung zwangsläufig ein bestimmter Wert für die relative Kurzschlussimpedanz und den relativen Magnetisierungsstrom. Somit besteht letztlich doch ein Zusammenhang zwischen der Bemessungsleistung und den Werten der beiden Größen. Die quantitativen Beziehungen ändern sich jedoch mit dem Wert der Bemessungsleistung.

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