Vakuumvergossene Trockentransformatoren hi-t Plus

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Karlheinz Gehrig
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Vakuumvergossene hi-t Plus Trockentransformatoren Hervorragende Isolationseigenschaften Einführung Spezialanwendungen wie Walzwerke, Papierfabriken und Bahnanwendungen werden heutzutage unter

2 Vakuumvergossene hi-t Plus Trockentransformatoren Hervorragende Isolationseigenschaften Einführung Spezialanwendungen wie Walzwerke, Papierfabriken und Bahnanwendungen werden heutzutage unter anspruchsvollsten Bedingungen betrieben. Plötzliche Überlast kann unter extremen Betriebsbedingungen, wie zum Beispiel hohen Temperaturen im Sommer, die Lebensdauer der Isolation der Transformatoren stark reduzieren, wenn dies bei deren Dimensionierung nicht entsprechend berücksichtigt wurde. Ausfall von Transformatoren führt zu ungewollten Abschaltungen in Verteilerleitungen, was zu Produktionsstillstand führen kann. Um diese Problematik lösen zu können hat ABB hi-t Plus entwickelt. In diesem Produkt wird die bekannte Zuverlässigkeit der ABB Transformatoren mit den Vorteilen der überlegenen Isolationseigenschaften der Isolierstoffklasse H kombiniert. Was ist hi-t Plus? Der hi-t Plus Transformator ist ein Spitzenprodukt mit verbesserter Isolation. Er kann auch bei höheren Temperaturen als der seiner Nennleistung entsprechenden Temperatur betrieben werden. Dies macht ihn überlastfähig und bietet den Vorteil einer längeren Lebensdauer. Obwohl das Isolationssystem der Klasse H einem durchschnittlichen Temperaturanstieg von 125 K standhält, ist der Bemessungs-Temperaturanstieg auf 100 K beschränkt (T Umgebung =40 C). Aufgrund dieser verbesserten Isolation eignen sich hi-t Plus Transformatoren ideal für Netze mit hohem Oberschwingungsanteil, und für Anwendungen mit hohen Lastspitzen, plötzlicher Überlast und hoher Umgebungstemperatur. Die hi-t Plus Transformatoren erfordern keine zusätzliche Überdimensionierung, was für diese Anwendungen eine Kostensenkung und Größenverringerung gegenüber Transformatoren der Klasse F bedeutet.

Anwendungen der hi-t Plus Transformatoren hi-t Plus für Windenergieanwendungen Windenergieanlagen zählen zu den anspruchsvollsten Umgebungen für einen Transformator, sowohl an Land als auch Offshore.

3 Anwendungen der hi-t Plus Transformatoren hi-t Plus für Windenergieanwendungen Windenergieanlagen zählen zu den anspruchsvollsten Umgebungen für einen Transformator, sowohl an Land als auch Offshore. hi-t Plus Transformatoren für Windenergieanwendungen beruhen auf der langjährigen Erfahrung von ABB in diesem Bereich sowie auf den erhöhten Leistungsanforderungen. Den Herstellern von Windenergieanlagen wird mit hi-t Plus ermöglicht, die Konstruktion ihrer Transformatorinstallation zu vereinfachen. Denn dank der Überlastfähigkeit des hi-t Plus können die Anforderungen der Netzanschlussregeln bzgl. Blindleistung ohne zusätzliche Überdimensionierung erfüllt werden. Zudem ist ein Einsatz bei erhöhter Umgebungstemperatur möglich, ohne dass die Energieproduktion unterbrochen werden muss. Die hi-t Plus Transformatoren für Windenergieanwendungen werden für Spannungsschwankungen im Netz von ±10% und stark verschmutzte Umgebung ausgelegt. Zudem werden zusätzliche Ausführungen für Umgebungen mit starken Vibrationen und Umgebungstemperaturen von bis zu -40 C angeboten. hi-t Plus für Bahnanwendungen Normalerweise erfolgt die Bestimmung der Transformatornennleistung für Bahnanwendungen anhand der in Norm EN oder IEC definierten Lastzyklen. Zudem müssen Oberschwingungen berücksichtigt werden. Wenn keine entsprechenden Informationen zur Verfügung stehen, werden Standardwerte als Referenz herangezogen. So werden Unsicherheiten ausgeschlossen, die in der Vergangenheit eine Überdimensionierung des Transformators oder Begrenzung des Temperaturanstieges verursachten. hi-t Plus Transformatoren für Bahnanwendungen erreichen eine bessere Leistung gegenüber herkömmlichen vakuumvergossenen Transformatoren. Somit erlaubt das Produkt eine Verringerung der benötigten Installationsfläche und der damit verbundenen Kosten. Transformatoren der Isolations-Klasse F werden herkömmlicherweise für einen Temperaturanstieg entsprechend Klasse B dimensioniert. hi-t Plus Transformatoren für Bahnanwendungen werden für einen Einsatz unter Überlastbedingungen bei einer Temperatur ausgelegt, die niemals die maximale Temperatur der Isolations- Klasse H übersteigt. Damit wird einer Beeinträchtigung der Isolationsfestigkeit vorgebeugt. hi-t Plus für Industrieanwendungen hi-t Plus Transformatoren sind die ideale Wahl für Netze mit hohem Oberschwingungsanteil, wie im Falle von Data Centers, Papierfabriken und all jenen Anwendungen, bei denen Gleichrichter oder Frequenzumrichter zum Einsatz kommen. Einige Anwendungen, wie z. B. Walzwerke, erzeugen unter speziellen Betriebs- oder Umgebungsbedingungen Stromspitzen, die über jenen liegen, für welche die Installation ausgelegt wurde. Bei Transformatoren ohne Überdimensionierung kann es zu einer Beschädigung kommen, falls diese anschliessend nicht mit reduzierter Leistung betrieben werden. Dies beeinträchtigt die Produktivität der Anlage. Zusätzliche Verluste, erzeugt durch unvorhergesehene Oberschwingungen oder plötzliche Überlast, beeinträchtigen das Verhalten und die Lebensdauer von hi-t Plus Transformatoren nicht und die Auslösung des Temperaturalarms wird vermieden. Dadurch ist deren volle Funktionstüchtigkeit auch nach Überlast gesichert.

4 hi-t Plus auf einen Blick

5 hi-t Plus Die wesentlichen Vorteile Höhere betriebliche Lebensdauer der Isolation Gemäß IEC haben die Isolierstoffklassen F und H dieselbe Lebensdauer bei folgender Höchsttemperatur: Klasse F: 155 C Klasse H: 180 C Überlastungsfähigkeit von hi-t Plus Transformatoren Überlastfähigkei hi-t Plus Transformatoren garantieren eine längere Lebensdauer der Isolation als jene eines Transformators der Klasse F bei gleichem Temperaturanstieg (100 K), und sogar länger als jene eines überdimensionierten Transformators der Klasse F mit einem Klasse B entsprechenden (80 K) Temperaturanstieg. hi-t Plus Transformatoren werden für einen Einsatz bei einer Höchsttemperatur von 155 C konzipiert. Dieser Wert liegt weit unter der Temperaturgrenze der verwendeten Isolation. Gemäß IEC werden die durchschnittlichen Betriebsstunden der unterschiedlichen Isoliersysteme unter Anwendung der Arrhenius-Gleichung berechnet. Für jede Verringerung der Höchsttemperatur des Transformators um 6 K verdoppelt sich die Lebensdauer der Isolation. Da die Auslegung von hi-t Plus Transformatoren die erlaubte Höchsttemperatur um 25 K unterschreitet, ist die vorhergesehene Lebensdauer der Isolation mehr als zehnmal höher als jene eines herkömmlichen Transformators der Klasse F, der bei derselben Höchsttemperatur eingesetzt wird Und auch im Vergleich zu einem Transformator der Klasse F, dessen Temperaturanstieg auf 80 K begrenzt ist, ist die Lebensdauer eines hi-t Plus Transformators immer noch um fast einen Faktor 2 länger. Kontinuierliche Überlast hi-t Plus Transformatoren halten einer permanenten Überlast von bis zu 115% ihrer Nennlast ohne Verringerung der Lebensdauer stand. Mit dieser Überlast kann die maximale Höchsttemperatur bis zu 180 C erreichen, entsprechend IEC Überlastbarkeit von hi-t Plus ohne Verringerung der Lebensdauer Erwarte Lebensdauer der Isolation. Ein Temperaturanstieg von 100 K mit Klasse F Isolation dient als 100% Referenz 1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45 1,5 Lastfaktor p.u.

6 Kontakt Hinweis: Technische Änderungen der Produkte sowie Änderungen im Inhalt dieses Dokuments behalten wir uns jederzeit ohne Vorankündigung vor. Bei Bestellungen sind die jeweils vereinbarten Beschaffenheiten maßgebend. Die ABB AG übernimmt keinerlei Verantwortung für eventuelle Fehler oder Unvollständigkeiten in diesem Dokument. Wir behalten uns alle Rechte an diesem Dokument und den darin enthaltenen Gegenständen und Abbildungen vor. Vervielfältigung, Bekanntgabe an Dritte oder Verwertung seines Inhaltes auch von Teilen ist ohne vorherige schriftliche Zustimmung durch die ABB AG verboten. 1LES ZD 2nd edition-printed in Spain (01.14-de) Copyright 2013 ABB Alle Rechte vorbehalten

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