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220-kV-Leistungstransformator für eine effiziente Stromübertragung und -verteilung über große Entfernungen

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220-kV-Leistungstransformator

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Ein 220-kV-Leistungstransformator ist ein Hochspannungstransformator, der in Übertragungsumspannwerken eingesetzt wird, um die Spannung für eine effiziente Stromübertragung und -verteilung über große Entfernungen hoch- oder herunterzuwandeln. Er ist eine entscheidende Komponente moderner Stromnetze.

Typische Spezifikationen
·Höchste Systemspannung: 245 kV
·Nennspannung: 220/132 kV, 220/110 kV, 220/66 kV, 220/33 kV usw.
·Nennleistung: 100–500 MVA (üblicherweise 125, 160, 250, 315 MVA)
·Frequenz: 50 Hz oder 60 Hz
·Anzahl der Phasen: Dreiphasig
·Kühlverfahren: ONAN/ONAF, OFAF, OFWF
·Isolierung: Mineralöl oder natürlicher/synthetischer Ester
·Vektorgruppe: YNd1, YNd11, YNyn0+d11 usw.
·Stufenschalter: Laststufenschalter (OLTC)
·Impedanz: Typischerweise 10–18 %

Hauptkomponenten
·Magnetkern
·Hochspannungswicklung (220 kV)
·Niederspannungswicklung
·Transformatoröl
·Hauptbehälter
·Konservatorbehälter
·Kühlkörper
·Kühlventilatoren und Ölpumpen
·Silikagel-Entlüftungsvorrichtung
·Hochspannungsdurchführungen
·Niederspannungsdurchführungen
·Laststufenschalter (OLTC)
·Buchholz-Relais
·Überdruckvorrichtung (PRD)
·Öl- und Wicklungstemperaturanzeigen
·Ölstandsanzeige

Gängige Spannungsverhältnisse
·220/132 kV
·220/110 kV
·220/66 kV
·220/33 kV
·220/11 kV (industrielle Anwendungen)

Typische Anwendungsbereiche
·Höchstspannungs-Übertragungsstationen
·Netzverbundstationen
·Große Industrieanlagen
·Einspeisung erneuerbarer Energien (Wind- und Solarparks)
·Regionale Übertragungsnetze

Typischer Wirkungsgrad
·Vollastwirkungsgrad: 99,5–99,8 %
·Erwartete Lebensdauer: 30–50 Jahre bei ordnungsgemäßer Wartung

Schutzsysteme
·Differentialschutz (87T)
·Begrenzter Erdschlussschutz (REF)
·Überstromschutz (50/51)
·Erdschlussschutz (50N/51N)
·Buchholz-Schutz
·Überdruckschutz
·Öl- und Wicklungstemperaturschutz
·Überflussschutz (24)

Routineprüfungen (gemäß Normen)
Zu den typischen Werksabnahmeprüfungen gehören:
·Messung des Wicklungswiderstands
·Prüfung des Windungsverhältnisses (TTR)
·Isolationswiderstand (IR)
·Spannungsbeaufschlagungstest
·Induzierte Überspannungsprüfung
·Blitzimpulsprüfung
·Messung der Teilentladung
·Leerlaufverluste und -strom
·Lastverluste und Impedanzspannung
·Durchschlagfestigkeit des Öls und Analyse gelöster Gase (DGA)

Anwendbare Normen
IEC 60076 – Leistungstransformatoren
IEEE C57-Reihe – Normen für Leistungstransformatoren
IEC 60296 – Isolieröle für Transformatoren
IEC 60137 – Durchführungen für Wechselspannungen über 1 kV

Ein 220-kV-Transformator gehört zu den weltweit am häufigsten von Energieversorgungsunternehmen eingesetzten Transformatoren der Übertragungsklasse. Er verbindet in der Regel 220-kV-Übertragungsnetze mit Niederspannungs-Unterübertragungs- oder Verteilungsnetzen und deckt dabei Nennleistungen von etwa 100 MVA bis über 500 MVA ab.