Stufenschalter für Leistungstransformatoren

Stufenschalter aus einem Leistungstransformator

Der Stufenschalter hat die Aufgabe, die bei Belastungsänderung auftretenden Spannungsschwankungen bei Leistungstransformatoren auszugleichen, indem das Übersetzungsverhältnis auf der Oberspannungsseite geändert wird. Auch die Leistungsregelung bei Parallelschaltung großer Leistungstransformatoren wird über ihn realisiert. Zu diesem Zwecke sind die entsprechenden Wicklungen mit Anzapfungen versehen.

Stufenschalter teilen sich in Laststufenschalter und Umsteller.

Laststufenschalter

Lastschalter im unteren Bereich mit acht Vorwahlschaltern (1..8) auf der Primärseite eines Hochspannungstransformators. Dargestellt ist der unterbrechungsfreie Umschaltvorgang von Stufe 2 auf Stufe 3 und vice versa.

Laststufenschalter werden in Lastwähler und Lastschalter mit Vorwähler unterteilt.

Letztere bestehen aus einem Vorwähler (ggf. einem Grob- und Feinwähler), einem Lastumschalter und aus Widerständen, die den beim Umschalten auftretenden Kurzschlussstrom zwischen den Stufen begrenzen. Der Vorwähler bildet dabei eine Einheit mit dem Aktivteil des Transformators, er ist starr mit den Anzapfungen der Oberspannungswicklung verbunden. Die Vorwählerkontakte werden stromfrei geschaltet. Die Einheit aus Lastumschalter und Widerständen (Lastumschaltereinsatz) befindet sich aufgrund der Ölverschmutzung durch den Schaltlichtbogen in einem eigenen Ölgefäß, das wiederum in den Transformatorkessel integriert ist. Der Lastumschaltereinsatz ist mit dem gleichen Öl (meist ein mineralisches Öl) gefüllt wie der Kessel, steht jedoch nicht mit dem Kesselöl in Verbindung.

Der Stufenschalter ist aufgrund der relativ häufigen Schaltvorgänge und des hohen Anteils mechanisch belasteter und elektrisch sehr hoch belasteter Komponenten relativ fehleranfällig, was eine gründliche Arbeitsweise bei Wartungsarbeiten erfordert. Ein Schwachpunkt des beschriebenen Systems liegt in dem nicht zu erreichenden Vorwähler. Dieser kann deshalb nur bei einer Werksüberholung gewartet werden, was eine lebenslange Standzeit erfordert.

Der Trend bei den Lastumschaltern geht zu Vakuumschaltern. Laut Herstellerangaben erhöht dies die Wartungsintervalle von sieben auf 25 Jahre.

Stufenschalter-Monitoringsysteme bieten durch Summenstrombildung und Drehmomentüberwachung eine ständige Zustandsdiagnose.

Umsteller

Umsteller erfüllen prinzipiell dieselben Aufgaben wie Laststufenschalter, können jedoch nur spannungsfrei verstellt werden. Umsteller werden üblicherweise nur mit wenigen Stufen ausgeführt und von Hand betätigt. Sie sind weitgehend wartungsfrei.

Hersteller

• Maschinenfabrik Reinhausen (seit 1868) im Stadtbezirk Reinhausen in Regensburg
• ABB
• früher: AEG, Siemens, Trafo-Union, ELIN-OLTC

Literatur

• Wilfried Knies, Klaus Schierack: Elektrische Anlagentechnik. 5. Auflage, Carl Hanser Verlag, München und Wien, 2006, ISBN 3-446-40574-7

Siehe auch

Spannungsregelung

Weblinks

• Stufenschalter und Spannungsregler (pdf)