Potenzialtransformator (PT)

Der Kern bietet einen Pfad mit geringer Reluktanz für den elektromagnetischen Fluss und trägt die Primär- und Sekundärwicklungen. Es wird durch Stapeln dünner Bleche aus hochwertigem kornorientiertem Stahl hergestellt, die durch dünnes Isoliermaterial getrennt sind. Um die Hysterese und Wirbelströme zu minimieren, wird der Kohlenstoffgehalt des Kernstahls unter 0,1 % gehalten. Durch die Legierung mit Silizium können Wirbelströme reduziert werden.

Der Transformator trägt zwei Wicklungssätze pro Phase – Primärwicklung und Sekundärwicklung. Diese Wicklung besteht aus mehreren Windungen von Kupfer- oder Aluminiumleitern, die voneinander und vom Transformatorkern isoliert sind. Art und Anordnung der für Transformatoren verwendeten Wicklungen hängen von der Stromstärke, der Kurzschlussfestigkeit, dem Temperaturanstieg, der Impedanz und den Stoßspannungen ab.

Die Isolierung ist der wichtigste Teil von Transformatoren. Isolationsfehler können zu schwersten Schäden an Transformatoren führen. Zwischen den Wicklungen und dem Kern, zwischen den Wicklungen, zwischen jeder Windung der Wicklung und zwischen allen stromführenden Teilen und dem Tank ist eine Isolierung erforderlich. Die Isolatoren sollten eine hohe Durchschlagsfestigkeit, gute mechanische Eigenschaften und eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweisen. Als Isolierung in Transformatoren werden synthetische Materialien, Papier, Baumwolle usw. verwendet.

Der Haupttank ist Teil eines Transformators, der zwei Zwecken dient:
Schützt den Kern und die Wicklungen vor der äußeren Umgebung.
Dient als Behälter für Öl und als Halterung für alle anderen Transformatorzubehörteile.

Zum Anschluss ankommender und abgehender Kabel sind in Transformatoren Klemmen vorhanden. Sie werden auf die Buchsen montiert und mit den Enden der Wicklungen verbunden.
Durchführungen sind Isolatoren, die eine Barriere zwischen den Anschlüssen und dem Tank bilden. Sie werden über den Transformatorkesseln montiert. Sie sind ein sicherer Durchgang für die Leiter, die die Klemmen mit den Wicklungen verbinden. Sie bestehen aus Porzellan oder Epoxidharzen.

Bei allen Öltransformatoren sorgt Transformatoröl für eine zusätzliche Isolierung zwischen den leitenden Teilen, eine bessere Wärmeableitung und Funktionen zur Fehlererkennung. Als Transformatorenöl wird Kohlenwasserstoff-Mineralöl verwendet. Es besteht aus Aromaten, Paraffinen, Naphthenen und Olefinen. Transformatorenöl hat einen Flammpunkt von 310 Grad Celsius, eine relative Permeabilität von 2,7 und eine Dichte von 0,96 kg/cm3.

Das Ölausdehnungsgefäß wird auf die Transformatoren geschoben und befindet sich deutlich über dem Tank und den Durchführungen. Normalerweise ist in einigen Ölausdehnungsgefäßen eine Gummiblase vorhanden. Das Transformatoröl dehnt sich bei steigender und sinkender Temperatur aus und zieht sich zusammen. Das Ölausdehnungsgefäß bietet ausreichend Platz für die Ölausdehnung. Es ist über ein Rohr mit dem Haupttank verbunden. Am Ausdehnungsgefäß ist eine Füllstandsanzeige angebracht, die den Ölstand im Inneren anzeigt.

In allen Öltransformatoren mit Ausdehnungsgefäß ist eine Entlüftung vorhanden. Es ist notwendig, das Öl frei von Feuchtigkeit zu halten. Da die Temperaturschwankungen dazu führen, dass sich das Transformatoröl ausdehnt und in Kontakt kommt, strömt Luft in den Ausdehnungsgefäß hinein und aus ihm heraus. Diese Luft sollte frei von Feuchtigkeit sein. Diesem Zweck dient die Verschnaufpause.

Die im Transformator verlorene Leistung wird in Form von Wärme abgegeben. Trockentransformatoren sind meist natürlich luftgekühlt. Bei Öltransformatoren kommen jedoch unterschiedliche Kühlmethoden zum Einsatz. Abhängig von der kVA-Leistung, den Leistungsverlusten und dem Grad des Kühlbedarfs werden Kühler und Kühlventilatoren am Transformatorkessel montiert.

Stufenschalter dienen zur Einstellung der Sekundärspannung von Transformatoren. Sie dienen dazu, das Windungsverhältnis des Transformators nach Bedarf zu ändern. Es gibt zwei Arten von Stufenschaltern: Laststufenschalter und Laststufenschalter.

Das Buchholzrelais ist einer der wichtigsten Teile von Öltransformatoren mit einer Nennleistung von über 500 kVA. Es handelt sich um ein öl- und gasbetriebenes Relais, das zur Erkennung von Fehlern in den im Öl eingetauchten Teilen dient. Unter dem Transformatoröl auftretende Kurzschlüsse erzeugen genügend Wärme, um das Öl in Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Methan usw. zu zersetzen. Diese Gase bewegen sich nach und nach durch das Verbindungsrohr in Richtung des Ausdehnungsgefäßes. Das Buchholzrelais, das an der Verbindungsleitung zwischen Ausdehnungsgefäß und Haupttank montiert ist, erkennt diese Gase und aktiviert die Auslöse- und Alarmkreise. Der Auslösekreis öffnet den Leistungsschalter, der die Primärwicklung mit Strom versorgt, und unterbricht den Stromfluss.