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36-kV-Spannungswandler (Freiluftbauweise)

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36-kV-Spannungswandler

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Der 36-kV-Außen-Spannungswandler (VT), auch als Außen-Potentialwandler (PT) bezeichnet, ist ein Messwandler, der dafür ausgelegt ist, Mittelspannungs-Systemspannungen bis zu 36 kV präzise in standardisierte Niederspannungssignale für Mess-, Schutz-, Überwachungs- und Automatisierungssysteme umzuwandeln. Er ist für die Installation im Freien in Umspannwerken, Schaltanlagen und Verteilungsnetzen konzipiert, wo er den Witterungsbedingungen ausgesetzt ist.

Hauptfunktionen
Spannungsmessung: Wandelt die Primärspannung von 36 kV auf Standard-Sekundärspannungen (typischerweise 100 V oder 110 V) für Messgeräte herunter.
Schutz: Liefert präzise Spannungseingänge an Schutzrelais für:
·Überspannungsschutz
·Unterspannungsschutz
·Richtungsschutz
·Synchronisierung
·Frequenzschutz
·Überwachung des Stromnetzes
Elektrische Trennung: Gewährleistet die Isolierung und Trennung zwischen dem Hochspannungsnetz und den sekundären Steuerkreisen.

Typische Anwendungsbereiche
·Mittelspannungs-Freiluft-Umspannwerke
·Versorgungsschaltanlagen
·33-kV-Verteilungsnetze
·Industrielle Umspannwerke
·Anlagen zur Erfassung erneuerbarer Energien
·Solar- und Windkraftwerke
·Bergbau- und Schwerindustrieanlagen
·Bahn-Traktionsumspannwerke

Typische technische Spezifikationen
·Nennspannung: 36 kV
·Höchste Systemspannung: 36 kV oder 40,5 kV
·Nennfrequenz: 50 Hz / 60 Hz
·Nennprimärspannung: 33 kV, 35 kV, 36 kV oder 33/√3 kV
·Nennsekundärspannung: 100 V, 110 V, 100/√3 V, 110/√3 V
·Genauigkeitsklasse: 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 3P, 6P
·Nennlast: 10 VA, 15 VA, 30 VA, 50 VA, 100 VA
·Isolationsart: Porzellan, Polymer oder Epoxidharz
·Aufstellung: im Freien
·Kühlungsart: natürliche Luftkühlung (AN)

Aufbau
Ein typischer 36-kV-Spannungswandler für den Außenbereich besteht aus:
·Hochspannungs-Primärwicklung
·Sekundärwicklungen für Messung und Schutz
·Laminierter Siliziumstahlkern
·Epoxidharz-Isolationssystem
·Porzellan- oder Verbundpolymer-Isolatoren
·Wetterfestes Anschlussgehäuse
·Hochspannungsanschlüsse
·Sekundäranschlusskasten
·Montagestruktur
·Erdungsanschluss

Das Isolationssystem für den Außenbereich ist so ausgelegt, dass es folgenden Einflüssen standhält:
·Regen und Feuchtigkeit
·Sonneneinstrahlung und UV-Belastung
·Staub und industrielle Verschmutzung
·Salzbelastung in Küstengebieten
·Temperaturschwankungen
·Elektrische Beanspruchungen im Außenbereich

Gängige Typen
1. Induktiver Spannungswandler (IVT)
· Nutzt das Prinzip der elektromagnetischen Induktion
· Geeignet für Mess- und Schutzanwendungen
· Üblich in 33/36-kV-Umspannwerken
2. Phasen-Erd-Spannungswandler
· Primärseite zwischen Phase und Erde angeschlossen
· Wird üblicherweise in geerdeten Verteilungsnetzen eingesetzt
3. Phasen-zu-Phasen-Spannungswandler
·Primärseite zwischen zwei Phasen angeschlossen
·Wird zur Messung der Netzspannung verwendet
4. Spannungswandler mit zwei Sekundärwicklungen
·Separate Wicklungen für:
·Messgenauigkeit
·Schutzgenauigkeit

Vorteile
·Hohe Messgenauigkeit bei der Spannungsmessung
·Hervorragende Isolationsleistung im Außenbereich
·Lange Lebensdauer
·Witterungsbeständige Bauweise
·Geringer Wartungsaufwand
·Hohe mechanische Festigkeit
·Geeignet für raue Umgebungen
·Zuverlässiger Betrieb in Versorgungs- und Industrienetzen

Anwendbare Normen
·IEC 61869-1 – Messwandler – Allgemeine Anforderungen
·IEC 61869-3 – Zusätzliche Anforderungen an induktive Spannungswandler
·IEEE C57.13 – IEEE-Normanforderungen für Messwandler

Typische Verdrahtung
Primärseite
·Anschluss von Phase zu Phase oder von Phase zu Erde in einem 33–36-kV-Mittelspannungsnetz.
Sekundärseite
Anschluss an:
·Energiezähler
·Spannungsmesser
·Schutzrelais
·Geräte zur Überwachung der Netzqualität
·SCADA-Systeme
·Fernterminalgeräte (RTUs)
·Synchronisationsgeräte

Typische Anwendungen nach Branchen
·Stromversorger: Spannungsmessung in Verteilerstationen
·Erneuerbare Energien: Wind- und Solarkollektorsysteme
·Industrieanlagen: Schutz von Mittelspannungszuleitungen und Transformatoren
·Bergbau: Stromverteilungsnetze im Freiluftbereich
·Öl und Gas: Prozess-Umspannwerke
·Eisenbahn: Messung der Traktionsstromversorgung
·Infrastruktur: Große gewerbliche und öffentliche Versorgungsnetze

Hauptmerkmale
·Nennspannung bis zu 36 kV
·Geeignet für Systeme mit einer maximalen Spannung von 40,5 kV
·Wetterbeständige Ausführung für den Außenbereich
·Porzellan-/Polymer- oder Epoxidharz-Isolierung
·Hohe Durchschlagfestigkeit
·Präzise Mess- und Schutzleistung
·Vielfältige Konfigurationen der Sekundärwicklungen
·Geringe Teilentladungseigenschaften
·Wartungsfreier Betrieb
·Entwickelt gemäß den Anforderungen der Normen IEC 61869 und IEEE C57.13