Strombegrenzende Hochspannungssicherungen für den Überlastschutz von Öltransformatoren sind spezielle Schutzkomponenten in den Mittelspannungsverteilungsnetzen von 10 kV bis 40,5 kV. Sie sind darauf ausgerichtet, sowohl die Überlast- als auch die Kurzschlussschutzanforderungen von Öltransformatoren zu erfüllen. Sie bieten ein präzises Überlastverhalten und eine zuverlässige Strombegrenzungsfähigkeit und dienen als Kerngeräte zur Gewährleistung eines sicheren Gerätebetriebs. Nachfolgend finden Sie eine detaillierte Erläuterung ihrer wichtigsten Anwendungsszenarien und besonderen Vorteile, wobei ihr exklusiver Anpassungswert für den Transformatorschutz hervorgehoben wird.
Diese speziellen Schutzvorrichtungen wurden speziell für die besonderen betrieblichen Herausforderungen von Öltransformatoren in verschiedenen Energiesystemanwendungen entwickelt.
Die Produktionslasten in Branchen wie der Stahl-, Chemie- und Baustoffindustrie unterliegen erheblichen Schwankungen, wodurch Öltransformatoren ständigen Überlastungsrisiken ausgesetzt sind. Diese Sicherungen reagieren präzise auf langfristige Überlastbedingungen und behandeln gleichzeitig Kurzschlussfehler, verhindern Überhitzung, Alterung oder Ausfälle der Transformatorwicklung und gewährleisten eine unterbrechungsfreie Produktionsstromversorgung.
Bei privaten und gewerblichen Lasten gibt es erhebliche Spitzen-Tal-Unterschiede, was häufig zu Überlastungen während der Spitzenstromverbrauchszeiten führt. Diese Sicherungen passen sich rauen Außenumgebungen an, einschließlich Salznebel, Temperaturschwankungen und Sandstürmen. Sie werden direkt auf der Hochspannungsseite von Masttransformatoren installiert und bilden in Verbindung mit Lasttrennschaltern eine wirtschaftliche Schutzlösung, die Geräteausfälle durch Überlastung verhindert.
Die stark schwankende Leistung von Wind- und Photovoltaikkraftwerken führt häufig zu Überlastungen in netzgekoppelten Öltransformatoren. Diese Sicherungen unterscheiden genau zwischen normalen magnetisierenden Einschaltströmen und Überlastströmen, um Fehlauslösungen zu vermeiden, während Kurzschlussfehler schnell unterbrochen werden, um eine stabile Netzanbindung erneuerbarer Energien zu gewährleisten.
Bei kompakten Geräten, wie z. B. auf Auflagen montierten Transformatoren im amerikanischen Stil, ist der Platz begrenzt, und ihre internen Öltransformatoren werden über längere Zeiträume in geschlossenen Umgebungen betrieben. Diese Sicherungen zeichnen sich durch ein kompaktes Strukturdesign aus, das eine direkte Eintauchinstallation in Transformatoröl ermöglicht, Platz spart und gleichzeitig eine Überlastüberwachung in Echtzeit ermöglicht – eine perfekte Anpassung an die integrierten Betriebsanforderungen von auf Unterstationen montierten Umspannwerken.
Strombegrenzende Hochspannungssicherungen für den Überlastschutz von Öltransformatoren verfügen über optimierte Umkehrzeit-Strom-Kennlinien, die genau den Überlasttoleranzkurven von Öltransformatoren entsprechen. Bei leichten Überlastungen arbeiten sie zeitverzögert, um unnötige Stromausfälle zu vermeiden, während bei schweren Überlastungen oder Kurzschlüssen ein Schmelzen im Millisekundenbereich erreicht wird. Dies gleicht den Geräteschutz mit der Kontinuität der Stromversorgung aus und widersteht effektiv den normalen magnetisierenden Einschaltströmen des Transformators.
Die Verbindungen zwischen Endkappen und Sicherungsrohren wurden speziell für Betriebsbedingungen in Öl entwickelt und verfügen über einen doppelten Schutz durch ölbeständige Gummidichtungen und Dichtmittel, wodurch das Austreten von Transformatoröl und das Eindringen von Feuchtigkeit vollständig vermieden werden. Das Sicherungsrohrmaterial ist beständig gegen Ölkorrosion und hohe Temperaturen und bietet in Ölumgebungen eine Lebensdauer von über 15 Jahren – was den gesamten Betriebsanforderungen von Öltransformatoren über den gesamten Lebenszyklus entspricht.
Zusätzlich zum präzisen Überlastschutz verfügen diese Sicherungen über eine außergewöhnliche Strombegrenzungsfähigkeit, die Kurzschlussströme begrenzt, bevor sie Spitzenwerte erreichen, um elektrodynamische Auswirkungen zu minimieren. Die mit Quarzsand gefüllte, versiegelte Porzellanrohrstruktur löscht Lichtbögen schnell und verhindert so eine Wiederzündung und die Entstehung von Überspannungen. Mit Abschaltleistungen von mehr als 1000 MVA eliminieren sie effektiv Explosionsrisiken in ölüberfluteten Umgebungen.
Diese Sicherungen zeichnen sich durch ein steckbares, modulares Design mit geringer Größe und geringem Gewicht aus und können direkt auf der Hochspannungsseite des Transformators oder in auf Unterstationen montierten Umspannwerken installiert werden. Es sind keine komplexen Werkzeuge erforderlich, sodass der Austausch durch eine einzelne Person in nur 5–10 Minuten möglich ist. Standardisierte Schnittstellen passen sich an Öltransformatoren verschiedener Kapazitäten an und bieten eine große Auswahl an Nennstromoptionen (10 A–80 A), wodurch der Bedarf an Ersatzteilbeständen reduziert wird.
Im Vergleich zu Kombinationslösungen aus Leistungsschalter und Überlastrelais erfordern diese Sicherungen nur 1/3 bis 1/5 der Erstinvestition. Ohne komplexe Betriebsmechanismen liegen die Wartungskosten praktisch bei null. Ihr präziser Schutz reduziert die Reparaturkosten für Transformatoren und Ausfallverluste und sorgt so für eine hervorragende langfristige Betriebskosteneffizienz.
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