Daqo Transformatoren-Produktlinie: 10 kVA bis 6000 kVA

Die Daqo-Transformatorproduktlinie umfasst Trockentransformatoren mit SCB-Schaltung von ca. 10 kVA bis 6000 kVA, mit Hochspannungsausgängen von 6 kV bis 35 kV und Niederspannungsausgängen von 0,38 kV bis 0,72 kV. Wenn Sie ein Gerät spezifizieren, vergleichen oder überprüfen müssen, führt Sie dieser Leitfaden durch die Funktionsweise, die Auswahlschritte, häufige Fehler und beantwortet die häufigsten Fragen von Einsteigern.

Am Ende dieses Kurses werden Sie in der Lage sein, ein Datenblatt für einen Transformator im Daqo-Stil Zeile für Zeile zu lesen und ohne Raten die passende Kapazitäts- und Spannungskombination für Ihre Last zu finden.

Wie ein Trockentransformator den Leistungsbereich von 10 kVA bis 6000 kVA abdeckt

Ein Trockentransformator überträgt elektrische Energie zwischen zwei Stromkreisen mittels magnetischer Induktion, ohne Öl als Kühlmedium. Der Kern leitet den magnetischen Fluss, die Wicklungen den Strom, und Luft sowie die Isolierung führen die Wärme ab. Da keine Flüssigkeit vorhanden ist, eignet sich das Gerät für die Aufstellung in Innenräumen.

Die Kapazität ist keine feste Zahl, sondern ein Auslegungsbereich. Dieselbe SCB-Plattform lässt sich durch Änderung des Kernquerschnitts, des Wicklungsleiterquerschnitts, der Anzahl der Kühlkanäle und der Isolationsdicke skalieren. Deshalb kann eine Produktfamilie einen bestimmten Bereich abdecken. 30 kVA bis 5000 kVA in der Standardkonfiguration, wobei nicht standardmäßige Anpassungen den praktischen Bereich auf bis zu 6000 kVA erweitern.

Die Nennspannung ist unabhängig von der Leistung. Eine 500-kVA-Einheit kann für 10 kV oder 35 kV Primärspannung ausgelegt sein, da der Isolationsgrad durch die Wicklungskonstruktion und nicht durch die Kernmasse bestimmt wird. Die folgende Tabelle veranschaulicht den Zusammenhang zwischen den beiden Dimensionen.

Die Isolationsfestigkeit ist die dritte Dimension und wird von Anfängern oft vernachlässigt. Sie definiert, wie viel Impuls- und Netzfrequenzspannung die Isolierung aushalten muss, ausgedrückt als LI- (Blitzimpuls) und AC-Werte (Netzfrequenz).

Das bedeutet: Bei 35 kV muss die Wicklungsisolierung einem Blitzstoß von 170 kV und einer Netzfrequenzprüfung von 70 kV standhalten. Wenn Sie ein 35-kV-Gerät bestellen, können Sie nicht einfach eine 10-kV-Isolierung verwenden, selbst wenn die Nennleistung übereinstimmt.

Wie man einen Daqo-Transformator auswählt – Schritt für Schritt

Befolgen Sie diese Schritte der Reihe nach. Jeder einzelne Schritt erzeugt einen Mehrwert, den Sie in den nächsten mitnehmen.

1. Berechnen Sie Ihre gesamte Anschlussleistung in kVA. Addieren Sie die Nenn-Scheinleistung aller nachgeschalteten Verbraucher. Falls Sie nur die kW-Angabe haben, teilen Sie die Summe durch den Leistungsfaktor. Eine 400-kW-Last bei einem Leistungsfaktor von 0,8 entspricht 500 kVA.
2. Eine Wachstumsmarge anwenden. Für zukünftige Erweiterungen mit 1,2 bis 1,25 multiplizieren. Aus 500 kVA werden 600 kVA bis 625 kVA.
3. Auf die nächstliegende Standardkapazität aufrunden. Die Standardstufen sind 30, 50, 75, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150, 4000, 5000 kVA. Ihre 625 kVA werden zu 630 kVA.
4. Prüfen Sie die Primärspannung von Ihrem Energieversorger oder der vorgelagerten Zuleitung. Wählen Sie genau einen Wert aus der Hochspannungsliste, zum Beispiel 10 kV oder 13,8 kV. Bilden Sie keinen Mittelwert und nähern Sie die Werte nicht an.
5. Bitte prüfen Sie die Sekundärspannung anhand der Nennleistung Ihrer Schaltanlage. Wählen Sie aus 0,38, 0,4, 0,415, 0,433, 0,48, 0,69 oder 0,72 kV. In den meisten 400-V-Systemen beträgt dieser Wert 0,4 kV.
6. Wählen Sie die Verbindungsgruppe aus. Verwenden Sie Dyn11 für allgemeine Verteilungsnetze, bei denen eine Phasenverschiebung von 30 Grad und ein Neutralleiter für unsymmetrische Lasten benötigt werden. Verwenden Sie Yyn0, wenn die Anwendung dies erfordert.
7. Impedanz im Bereich von 4–10% einstellen. Eine niedrigere Impedanz ermöglicht eine bessere Spannungsregelung, führt aber zu einem höheren Fehlerstrom. Eine höhere Impedanz begrenzt den Fehlerstrom, erhöht aber den Spannungsabfall. Die Entscheidung hängt vom Abschaltvermögen Ihres Leistungsschalters ab.
8. Wählen Sie die Isolationsklasse F oder H. Wählen Sie H, wenn die Umgebungstemperatur hoch ist oder die Belüftung eingeschränkt ist. Wählen Sie F für normale Innenraumbedingungen.
9. Prüfen Sie, ob der Isolationspegel Ihrer Spannungsklasse entspricht. Verwenden Sie die obige LI/AC-Tabelle. Eine 20-kV-Einheit benötigt LI125 AC50/AC5.
10. Standards und Zertifizierungen bestätigen. Geben Sie bitte an, ob EN 50588, IEC 60076, UL oder CE für Ihr Projekt gilt, da sich die Prüf- und Dokumentationsverfahren unterscheiden.
11. Prüfen Sie die Installation und Belüftung im Innenbereich. Berechnen Sie den Wärmeverlust und prüfen Sie, ob der Raum die Wärme abführen kann. Trockenklimageräte werden luftgekühlt, daher ist die Luftzirkulation unerlässlich.

Beispielrechnung: Eine Werkstatt benötigt 400 kW bei einem Leistungsfaktor von 0,8 an einer 10-kV-Zuleitung mit 400-V-Schaltanlage. Die Last beträgt 500 kVA, mit einer Reserve von 625 kVA, gerundet auf 100 kVA. 630 kVA. Primär 10 kV, Sekundär 0,4 kV, Dyn11, Impedanz 6%, Isolationsklasse F, Isolationspegel LI75 AC35/AC5, Innenraum, IEC 60076.

Häufige Fehler und wie man sie behebt

Fehler 1: Dimensionierung in kW statt in kVA. Symptom: Der Transformator wird heiß und der Leistungsschalter löst wegen Überlastung aus, obwohl die Last eigentlich passen sollte. Lösung: Immer zuerst in kVA umrechnen, indem die kW durch den Leistungsfaktor geteilt werden, und anschließend den Zuschlag berücksichtigen. Die Berechnung vor der Bestellung erneut überprüfen.

Fehler 2: Spannung und Isolationspegel als dasselbe behandeln. Symptom: Es wurde ein 35-kV-Gerät bestellt, aber die angegebene Isolationsklasse ist LI75 AC35/AC5, die zur 10-kV-Klasse gehört. Lösung: Überprüfen Sie die Isolationsklasse anhand der LI/AC-Tabelle unabhängig von der Spannungsangabe. Bei 35 kV benötigen Sie LI170 AC70/AC5.

Fehler 3: Die Wahl der Impedanz aus Gewohnheit. Symptom: Unerwünschtes Auslösen von nachgeschalteten Schutzschaltern oder übermäßiger Spannungseinbruch beim Anlauf eines großen Motors. Abhilfe: Überprüfen Sie zunächst das Abschaltvermögen Ihres Schutzschalters. Ist es zu niedrig, erhöhen Sie die Impedanz auf 8–101 Ω T3T. Ist die Spannungsregelung vorrangig, senken Sie sie auf 4–6 Ω T3T.

Fehler 4: Die Anforderungen an die Innenraumlüftung ignorieren. Symptom: Die Wicklungstemperatur steigt über den Grenzwert der Isolationsklasse, woraufhin das Gerät seine Leistung reduziert oder den Überhitzungsschutz auslöst. Abhilfe: Wärmeverlust berechnen, Raumluftzirkulation prüfen und ausreichend Abstand zum Gehäuse gewährleisten. Kann die Luftzirkulation nicht sichergestellt werden, ist eine Isolationsklasse H zu verwenden.

Fehler 5: Die Annahme, dass ein Standardkatalogwert einen nicht standardmäßigen Bedarf abdeckt. Symptom: Die gewünschte Kombination ist nicht in der Standardliste enthalten, und die Bestellung wird abgebrochen. Lösung: Prüfen Sie zunächst, ob die Kombination im Standardbereich liegt. Falls nicht, fordern Sie die Sonderanfertigung explizit an und bestätigen Sie die geänderten Bewertungen schriftlich.

FAQ

Was ist die kleinste und größte Kapazität in dieser Produktionslinie? Die Standardkonfiguration umfasst einen Leistungsbereich von 30 kVA bis 5000 kVA. Nicht standardmäßige Anpassungen werden unterstützt, wodurch sich der Leistungsbereich je nach Ausführung auf bis zu 6000 kVA und bis zu 10 kVA erstreckt.

Kann ich einen 10-kV-Transformator in einem 20-kV-System verwenden? Nein. Die Isolationsfestigkeit ist unterschiedlich. Ein 10-kV-Gerät hat die Nennleistung LI75 AC35/AC5, ein 20-kV-Gerät hingegen LI125 AC50/AC5. Der Einsatz des Geräts mit der niedrigeren Nennleistung in einem Hochspannungssystem überschreitet dessen Isolationsfestigkeit.

Welche Verbindungsgruppe soll ich wählen, Dyn11 oder Yyn0? Für die allgemeine Verteilung mit unsymmetrischen einphasigen Lasten ist Dyn11 die gängige Wahl, da es einen Neutralleiter und eine Phasenverschiebung von 30 Grad bietet. Wählen Sie Yyn0, wenn Ihre Anwendung oder Ihr vorgelagertes Schutzsystem dies erfordert.

Welchen Impedanzwert soll ich angeben? Es sind Ausführungen von 4% bis 10% erhältlich. Wählen Sie die niedrigere Ausführung für eine bessere Spannungsregelung und die höhere Ausführung zur Reduzierung des Fehlerstroms, wenn Ihre Schutzschalter nur über ein begrenztes Abschaltvermögen verfügen. Es gibt keine universelle Standardausführung.

Benötige ich eine Isolierung der Klasse F oder der Klasse H? Verwenden Sie Klasse F für normale Innenraumbedingungen mit ausreichender Belüftung. Verwenden Sie Klasse H, wenn die Umgebungstemperatur hoch ist oder die Luftzirkulation eingeschränkt ist, da sie eine höhere Temperatur an bestimmten Stellen toleriert.

Welche Normen gelten? Die Produktlinie verweist auf EN 50588, IEC 60076, UL und CE. Welche Norm maßgeblich ist, hängt vom Projektstandort und der zuständigen Behörde ab. Bitte klären Sie dies vor der Bestellung, da sich die Prüfdokumentation je nach Norm unterscheidet.

Die zugrundeliegenden Prüf- und Isolationsanforderungen sind in der folgenden Tabelle aufgeführt: Internationale Elektrotechnische Kommission und die UL-Lösungen Normenverzeichnisse. Installations- und Belüftungshinweise für Nordamerika finden Sie in den entsprechenden Verzeichnissen. Nationaler Brandschutzverband veröffentlicht den National Electrical Code, der in vielen Rechtsordnungen Anwendung findet.