Plug & Play von Transformatoren

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

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

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.

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. (Quelle: Siemens)

Link: Siemens-Transformatoren, Siemens AG, München

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