Transformatoren: Ersatz per Plug & Play

  • 10. November 2016

Neuer Leistungstransformator für Höchst­spannungs­netze lässt sich inner­halb von einer Woche instal­lieren.

Leistungstransformatoren stellen die Übertragung elek­trischer Energie mit über hundert Kilo­volt Spannung über weite Strecken bis zum End­kunden sicher. Fällt einer dieser Trans­forma­toren einer Groß­stadt aus, kann das mehrere tausende Menschen betreffen. Bis ein neuer Trans­for­mator bestellt und gelie­fert ist, vergehen aber meist mehr als sechs Monate.

Trafo

Abb.: Durch den Einsatz mobiler „Plug & Play“-Trans­forma­toren kann die Aus­fall­sicher­heit von Schalt­anlagen ent­schei­dend erhöht werden. (Bild: Siemens)

Um die Versorgung sicherzustellen, wird im Idealfall der Strom für diese Zeit über andere Netz­teile umge­leitet. Das funktio­niert umso stabiler, je mehr redun­dante Struk­turen ein Strom­netz aufweist. In manchen Regionen halten die Versorger von Ballungs­zentren deshalb zur Sicher­heit einen Ersatz­trans­formator bereit. Aller­dings dauert es auch mehrere Wochen, um einen Trans­formator dieser Leistungs­klasse vor Ort in Betrieb zu nehmen. Siemens hat jetzt einen Leistungs­trans­formator für Höchst­spannungs­netze ent­wickelt, der inner­halb von einer Woche instal­liert werden kann.

Leistungstransformatoren sind für einen jahrzehntelangen Betrieb aus­gelegt. Oft bleiben sie über ihre garan­tierte Lebens­zeit hinaus im Einsatz. Dann aber erhöht sich die Wahr­schein­lich­keit eines Aus­falls. Auch besondere Belas­tungen aufgrund beschä­digter Leitungen oder anderer Netz­störungen – beispiels­weise bei Natur­kata­strophen – können zu Aus­fällen führen. Mit Hilfe moderner Systeme, die den Zustand des Trans­for­mators perma­nent erfassen, kann man einen dro­henden Ausfall früh­zeitig erkennen. Viele Anlagen verfügen jedoch nicht über diese Über­wachungs­möglich­keit. In Regionen mit einem relativ alten Strom­netz oder einem hohen Risiko für extreme Wetter­ereig­nisse können daher weitere Ersatz­trans­forma­toren für zusätz­liche Sicher­heit sorgen.

Transformatoren mit einer Leistung von einigen hundert Mega­volt­ampere wiegen bis zu mehreren hundert Tonnen. Um sie zum Einsatz­ort zu bringen, muss ein Schwer­trans­port organi­siert werden. Zudem sind die Trans­forma­toren mit Mineralöl gefüllt. Diese Öle können sich im Fehler­fall ent­zünden und im Falle vom unkontrol­lierten Aus­tritt die Umwelt schädigen. Für den Tran­sport wird das Mineralöl abge­lassen. Zwei bis drei Wochen dauert auch der Anschluss an das Netz, wenn die meter­langen, starren Strom­durch­führungen mit Kränen in Position gebracht, milli­meter­genau justiert und auf­wändig ver­schraubt werden.

In Zusammenarbeit mit einigen Kunden entwickelte Siemens deshalb einen mobilen Trans­for­mator für eine Spannung von 345 kV, der in bisher nicht möglich erschei­nender Zeit in Betrieb gehen kann. Die Inno­vation liegt dabei in der intel­li­genten Kombi­nation mehrerer etab­lierter Techno­logien. Der Trafo wird über Durch­füh­rungen mit dem Strom­netz ver­bunden. Diese mussten bisher auf­wendig im Inneren des Trans­for­mators mit den Wick­lungen ver­bunden werden. Durch die nun von Siemens ent­wickelte Lösung können „Plug & Play“-Durch­führungen auch für die 345kV-Span­nungs­ebene ver­wendet werden. Die neuen Durch­führungen rasten über Steck­ver­bin­dungen ein, so dauert die Instal­lation nur mehr einen Tag.

Zudem erleichtert sich der Transport. Die meisten Leistungs­trans­forma­toren sind drei­phasig ausge­führt. Das heißt sie verar­beiten alle Wechsel­ströme, die mit drei verscho­benen Phasen über die Leitung trans­portiert werden. Die mobile Lösung besteht aus drei wesent­lich kleineren ein­phasigen Trans­forma­toren, deren Trans­port sich dadurch wesent­lich verein­facht. Zudem kann die mobile Anlage auf Kunden­wunsch mit umwelt­freund­lichem Esteröl iso­liert werden. Die Flüssig­keit kann während des Trans­ports im Tank bleiben, so dass das Ablassen und Befüllen ent­fällt.

Insgesamt sieben „Plug & Play“-Transforma­toren hat Siemens bereits im Auftrag von Kunden ent­wickelt. Die Anlagen trans­for­mieren Spannung von 345 kV auf 136 kV sowie von 132 kV auf 68 kV. „Plug & Play“-Trans­forma­toren sind in ver­schie­denen Span­nungs­ebenen ein­setzbar.

Siemens / RK

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