Abgeschaltete gegenüber lastschaltbaren Stufenschaltern: Was ist der Unterschied?

Was ist ein Transformer Stufenschalter?

Ein Transformatorenstufenschalter ist ein Gerät, das die effektive Windungszahl einer der Transformatorwicklungen verändert. Durch Änderung der Windungszahl ändert sich das Übersetzungsverhältnis des Transformators und damit die Sekundärspannung.

Die grundlegende Transformatorbeziehung lässt sich ausdrücken als:

V₁ / V₂ ≈ N₁ / N₂

Wo:

V₁ ist die Primärspannung;
V₂ ist die Sekundärspannung;
N₁ ist die Anzahl der Primärwindungen;
N₂ ist die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung.

Stufenschalter werden üblicherweise an der Hochspannungswicklung installiert, weil dort der Strom niedriger ist. Ein niedrigerer Strom verringert die Schaltbelastung und die physische Größe der Stufenschalteinrichtung. Die tatsächliche Wicklungsposition hängt jedoch vom Transformator-Design und den Systemanforderungen ab.

Transformator-Stufenschalter fallen im Allgemeinen in zwei Kategorien:

1. Stufenschalter für stromlose Betriebsart (DETCs)
2. Stufenschalter für Lastbetrieb (OLTCs)

Der entscheidende Unterschied besteht darin, ob die Stufe während des betriebsbereiten Zustands des Transformators und bei Belastung geändert werden kann.

Was ist ein Stufenschalter für stromlose Betriebsart?

Ein Stufenschalter für stromlose Betriebsart darf nur betätigt werden, wenn der Transformator vollständig stromlos ist.

Er wird auch häufig genannt:

• DETC oder Stufenschalter für stromlose Betriebsart;
• außerbetrieb-Schaltstufe-Steller;
• schaltstufe-Steller im Leerlauf;
• schaltstufe-Steller im abgeschalteten Zustand.

Diese Begriffe werden auf dem Markt manchmal synonym verwendet, doch „de-energized tap changer“ ist die eindeutigste Bezeichnung, weil sie die wesentliche Sicherheitsbedingung benennt: Der Transformator darf während des Betriebs nicht unter Spannung stehen.

Vor der Änderung der Schaltstufenposition müssen die Bediener den Transformator von allen möglichen elektrischen Quellen trennen, die erforderlichen Sperre- und Kennzeichnungsverfahren anwenden, das Fehlen einer Spannung überprüfen und die Anweisungen des Transformatorherstellers befolgen.

Warum kann ein DETC nicht unter Spannung betrieben werden?

Ein herkömmlicher de-energized tap changer ist nicht dafür ausgelegt, Laststrom einzuschalten oder zu unterbrechen.

Während einer Schaltstufenänderung können seine Kontakte vorübergehend von einer Stufe getrennt werden, bevor die Verbindung zur nächsten Stufe hergestellt wird. Wäre der Transformator unter Spannung, könnte diese Aktion elektrische Lichtbögen zwischen den Kontakten erzeugen.

Mögliche Folgen sind:

• verbrannte oder abgenutzte Kontakte;
• karbonisierung des Isoliermaterials oder des Öls;
• innere Kurzschlüsse;
• stufenschalterausfall;
• transformatorschäden;
• brand- oder Personengefahr.

Aus diesem Grund darf ein DETC niemals allein deshalb betrieben werden, weil der Transformator „leicht belastet“ erscheint. Er darf nur unter den vom Hersteller vorgegebenen spannungsfreien Bedingungen betrieben werden.

Vorteile eines spannungsfreien Stufenschalters

Ein DETC weist eine relativ einfache mechanische und elektrische Struktur auf.

Zu seinen Hauptvorteilen zählen typischerweise:

• geringere Anschaffungskosten;
• kompakte Bauweise;
• weniger bewegliche Komponenten;
• geringe Wartungsanforderungen;
• hohe mechanische Zuverlässigkeit;
• einfache manuelle Bedienung;
• geeignet für seltene Spannungsanpassungen.

Ein DETC ist oft geeignet, wenn die Versorgungsspannung relativ stabil ist und die Transformatortap-Position nur während der Installation, Inbetriebnahme, saisonalen Wartung oder einer geplanten Abschaltung gewählt werden muss.

Einschränkungen eines De-Energized Tap Changer

Die Haupteinschränkung besteht darin, dass die Tap-Anpassung erfordert, dass der Transformator außer Betrieb genommen wird.

Ein DETC ist daher weniger geeignet, wenn:

• die Spannung häufig schwankt;
• die Lasten ändern sich im Tagesverlauf erheblich;
• die Produktion darf nicht unterbrochen werden;
• die Spannung muss innerhalb eines engen Betriebsbereichs bleiben;
• eine Fern- oder Automatikregelung ist erforderlich;
• erneuerbare Erzeugung führt zu häufigen Spannungsschwankungen.

Ein spannungsloser Stufenschalter korrigiert Spannungsänderungen ebenfalls nicht automatisch, es sei denn, ein Bediener schaltet den Transformator ab und wählt manuell eine andere Stellung aus.

Was ist ein Lastschaltstufenschalter?

Ein Lastschaltstufenschalter ändert das Übersetzungsverhältnis des Transformators, während dieser weiterhin unter Spannung steht und Laststrom führt.

Er wird üblicherweise abgekürzt als OLTC . In einigen Märkten wird auch der Begriff lastschaltstufe , oder LTC, verwendet.

Ein OLTC überträgt den Laststrom von einer Wicklungsanzapfung auf eine benachbarte Anzapfung, ohne die Stromversorgung zu unterbrechen. Diese Fähigkeit macht ihn für Stromnetze geeignet, die häufige, automatische oder ferngesteuerte Spannungsregelung erfordern.

IEC 60214 legt Leistungsanforderungen und Prüfverfahren für Last- und spannungslose Schaltstufen fest. Gemäß den IEC-Anwendungsgrundsätzen ist ein OLTC so konstruiert, dass er das Übersetzungsverhältnis des Transformators ändert, während dieser unter Spannung und belastet ist, ohne die Stromversorgung zu unterbrechen.

Typische OLTC-Anwendungen

Transformatoren mit Lastschaltstufe werden üblicherweise eingesetzt in:

• übertragungs-Umspannwerken;
• verteilungs-Umspannwerken;
• kraftwerken;
• stahl- und metallurgische Anlagen;
• bergwerke;
• rechenzentren;
• große Industrieanlagen;
• projekte im Bereich erneuerbarer Energien;
• kritische Infrastruktur;
• anlagen mit unterbrechungsempfindlichen Lasten.

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Wie funktioniert ein Lastschaltregler?

Ein Lastschaltregler muss zwei Aufgaben gleichzeitig erfüllen:

1. Den lastführenden Strompfad während des Stufenschaltvorgangs aufrechterhalten.
2. Verhindern Sie einen übermäßigen Kreisstrom zwischen benachbarten Abgriffen.

Benachbarte Transformatorenabgriffe weisen unterschiedliche elektrische Potenziale auf. Eine direkte Verbindung zwischen ihnen würde einen Kreisstrom erzeugen, der groß genug sein könnte, um die Wicklung oder die Schaltgeräte zu beschädigen.

Ein OLTC verwendet daher einen gesteuerten Übergangsprozess.

Schließen-vor-Öffnen-Schaltung

Ein typischer OLTC stellt vor dem vollständigen Trennen des ursprünglichen Abgriffs eine Verbindung zum nächsten Abgriff her. Dieses Betriebsprinzip wird üblicherweise als schließen vor öffnen .

Bezeichnet. Während der kurzen Übergangsphase kann der OLTC mit zwei benachbarten Abgriffen verbunden sein.

Zur Begrenzung des Kreisstroms zwischen ihnen wird eine Impedanz eingeschleift. Je nach OLTC-Ausführung kann diese Übergangsimpedanz sein:

• ein Übergangswiderstand;
• eine Übergangsreaktanz, manchmal auch als präventiver Autotransformator bezeichnet.

Megger beschreibt den OLTC-Vorgang als das Brücken eines benachbarten Abgriffs, bevor der lasttragende Abgriff getrennt wird. Eine ohmsche oder reaktive Impedanz begrenzt den zirkulierenden Strom, während die beiden Abgriffe vorübergehend verbunden sind.

Typische OLTC-Folge mit Widerstand

Obwohl die genaue Folge vom OLTC-Design abhängt, lautet eine vereinfachte Widerstands-basierte Betriebsfolge:

1. Der Transformator führt die Last über den aktuellen Abgriff.
2. Ein Übergangskontakt verbindet den nächsten Abgriff über einen Übergangswiderstand.
3. Beide Abgriffe sind vorübergehend verbunden, während der Widerstand den zirkulierenden Strom begrenzt.
4. Der Hauptstrompfad wechselt auf den neuen Abgriff.
5. Der ursprüngliche Abgriff wird getrennt.
6. Der Übergangswiderstand wird aus der Schaltung entfernt.
7. Der OLTC schließt den Vorgang in der neuen Betriebsposition ab.

Der Übergangswiderstand wird nur für eine kurze Schaltperiode verwendet. Er ist nicht dafür vorgesehen, in einer normalen Betriebsstellung dauerhaft eingeschaltet zu bleiben.

Moderne Stufenschalter unter Last (OLTCs) können herkömmliche Lichtbogenkontakte, Vakuumunterbrecher, Widerstandsübergänge, Drosselübergänge oder andere herstellerspezifische Anordnungen verwenden.

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Hauptkomponenten eines Stufenschalters unter Last

Ein traditioneller Widerstandstyp-Stufenschalter unter Last kann umfassen:

Stufenauswahlgerät

Das Stufenauswahlgerät identifiziert die nächste Wicklungsanzapfung. Normalerweise führt es die Auswahlfunktion aus, ohne den vollen Laststrom zu schalten.

Umschaltgerät

Das Umschaltgerät überträgt den Laststrom von der ursprünglichen Anzapfung zur ausgewählten Anzapfung.

Übergangswiderstände

Die Übergangswiderstände begrenzen den Kreisstrom, während zwei benachbarte Anzapfungen vorübergehend überbrückt sind.

Umschaltwähler

Ein Rücklauf- oder Grob/Fein-Umschaltwähler kann den Regelbereich erweitern, ohne dass eine übermäßig große Anzahl von Regelwicklungsanschlüssen erforderlich ist.

Motorantriebsmechanismus

Der Motorantriebsmechanismus stellt die Energie und die gesteuerte Abfolge bereit, die zum Abschluss einer Stufenschaltung erforderlich sind.

Je nach Ausführung kann der OLTC außerdem umfassen:

• stellungsanzeigen;
• mechanische und elektrische Endschalter;
• betriebszähler;
• lokale und ferngesteuerte Bedienelemente;
• automatische Spannungsregelrelais;
• ölfüllstandsanzeiger;
• druck- oder gasbetätigte Schutzeinrichtungen;
• temperaturüberwachung;
• online-Zustandsüberwachungsgeräte.

Nicht jeder OLTC enthält dieselben Komponenten. Vakuum-OLTCs und trockene OLTCs weisen beispielsweise unterschiedliche Schalt- und Isolierungsanordnungen auf.

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Wie beeinflusst die Stufenschaltung die Sekundärspannung?

Bei einem Transformator mit Regelanschlüssen an der Hochspannungswicklung und einer relativ konstanten Primärversorgung:

• Eine Erhöhung der effektiven Windungszahl der Hochspannungswicklung erhöht das Übersetzungsverhältnis und senkt im Allgemeinen die Sekundärspannung.
• Eine Verringerung der effektiven Windungszahl der Hochspannungswicklung verringert das Übersetzungsverhältnis und erhöht im Allgemeinen die Sekundärspannung.

Vereinfacht ausgedrückt:

\[ V_2 \approx V_1 \times \frac{N_2}{N_1} \]

Wenn \(V_1\) und \(N_2\) konstant bleiben:

• erhöhung von \(N_1\) senkt \(V_2\);
• verringerung von \(N_1\) erhöht \(V_2\).

Ausdrücke wie „Tap hochstellen“, „Tap herabstellen“, „Tap hoch“ und „Tap herab“ sind jedoch nicht weltweit einheitlich. Ihre Bedeutung kann vom Hersteller, der Netzbetreiber-Konvention, der Wicklungsanordnung, dem Steuerungssystem oder der Nummerierungsmethode der Tap-Positionen abhängen.

Betriebspersonal sollte sich daher auf Folgendes stützen:

• die Typenschildangaben des Transformators;
• die Tap-Positionstabelle;
• das Schaltplan-Diagramm der Steuerung;
• die Betriebsanleitung für den OLTC;
• das genehmigte Betriebsverfahren.

Sie dürfen die Spannungsrichtung nicht allein anhand der Schaltstufennummer annehmen.

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DETC vs. OLTC: Wichtigste Unterschiede

Die genauen Kosten, Größe, Wartungsintervalle und Betriebsfähigkeit hängen von der Transformatorleistung, der Spannungsklasse, dem Abgriffbereich, der Schalttechnologie und dem Hersteller ab. Ein festes Preisverhältnis zwischen DETC- und OLTC-Transformatoren darf nicht als allgemeingültige Regel angesehen werden.

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Warum einen Transformatoren mit lastabhängiger Abgriffschaltung (OLTC) wählen?

1. Spannungsregelung ohne planmäßige Abschaltung

Der wesentliche Vorteil eines OLTC besteht darin, dass er das Übersetzungsverhältnis des Transformators anpassen kann, ohne den Transformator für jede Abgriffumschaltung vom Netz zu nehmen.

Dies ist besonders wertvoll, wenn eine geplante Unterbrechung Folgendes beeinträchtigen würde:

• kontinuierliche Fertigung;
• kritische Infrastruktur;
• computersysteme und Kommunikationssysteme;
• krankenhäuser;
• eisenbahnsysteme;
• bergwerksbetriebe;
• versorgungsunternehmen.

Ein OLTC unterstützt die Versorgungskontinuität, garantiert jedoch nicht, dass ein elektrisches System niemals einen Ausfall erfährt. Transformatorfehler, Schutzeingriffe, Störungen in der übergeordneten Netzinfrastruktur, Wartungsarbeiten und andere Systemereignisse können die Stromversorgung dennoch unterbrechen.

2. Verbesserte Spannungskonformität

Die Spannung schwankt aufgrund wechselnder Last, Leitungsimpedanz, Stromflussrichtung, Erzeugungsleistung und Bedingungen im übergeordneten Netz.

Ein OLTC kann dazu beitragen, die Spannung am gesteuerten Knoten innerhalb des vorgegebenen Bereichs zu halten. Die Aufrechterhaltung einer zulässigen Spannung unterstützt:

• korrekten Betrieb von Geräten;
• stromqualität;
• motorleistung;
• isolationslebensdauer;
• spannungskonformität bei Kunden;
• systembetriebsstabilität.

3. Bessere Koordination mit Blindleistungskompensation

Die Blindleistungsabgabe eines Parallelkondensators ist annähernd proportional zum Quadrat der Betriebsspannung:

\[ Q \propto V^2 \]

Falls die Spannung fällt, erzeugt der Kondensatorbank weniger Blindleistung. Steigt die Spannung übermäßig an, erhöht sich die Blindleistungsabgabe und kann zu Überspannung oder Überkompensation beitragen.

Eine Koordination der OLTC-Regelung mit Kondensatorbänken, Drosselspulen, statischen VAR-Kompensatoren (SVC), STATCOMs und netzgekoppelten Wechselrichterressourcen kann das gesamte Spannungs- und Blindleistungsmanagement verbessern.

Die Regelstrategie muss sorgfältig ausgelegt werden. Eine schlechte Koordination kann zu übermäßigen Stufenschaltvorgängen, häufigem Schalten der Kondensatoren, Regelungsschwankungen („hunting“) oder ungünstigen Blindleistungsflüssen führen.

4. Verminderte Netzverluste unter bestimmten Betriebsbedingungen

Das Halten der Systemspannung innerhalb eines geeigneten Betriebsbereichs kann übermäßige Ströme reduzieren und einige Netzverluste vermeiden.

Allerdings ist es zu allgemein, zu behaupten, dass jeder OLTC-Vorgang automatisch Verluste minimiert. Das tatsächliche Ergebnis hängt ab von:

• lastcharakteristiken;
• leistungsfaktor;
• zuleitungsimpedanz;
• spannungsabhängiger Lastbedarf;
• transformatorenverlusten;
• blindleistungsfluss;
• dezentraler Erzeugung;
• regelzielen.

Moderne Spannungsregelstrategien berücksichtigen daher mehr als nur die Spannung.

5. Fern- und automatische Bedienung

Ein OLTC kann gesteuert werden durch:

• örtliche Drucktaster;
• ein Fernsteuerungssystem;
• SCADA;
• ein automatisches Spannungsregelrelais;
• koordinierte Umspannwerkautomatisierung.

Die automatische Regelung ermöglicht es dem Steuersystem, die gemessene Spannung mit einem Sollwert zu vergleichen und nach Erfüllung der konfigurierten Zeitverzögerung und der Totbandbedingungen Befehle zum Erhöhen oder Verringern auszugeben.

Das Totband und die Verzögerung verhindern unnötige Schaltvorgänge aufgrund kleiner oder vorübergehender Spannungsänderungen.

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Wann sollte ein OLTC nicht betätigt werden?

Es gibt keine einzige universelle Liste, die für alle OLTC gilt. Die zulässige Betriebsweise hängt von deren Nenn-Durchgangsstrom, Konstruktion, Schutzsystem, Betriebsanleitung, Transformatorzustand und Standortverfahren ab.

Die Bediener müssen die Anweisungen des Transformator- und OLTC-Herstellers befolgen.

Das Stufenschalten muss unter Umständen gesperrt oder unterbrochen werden, beispielsweise bei folgenden Bedingungen.

Strom überschreitet die zulässige Schaltbelastung

Ein OLTC weist einen Nenn-Durchgangsstrom und eine spezifizierte Betriebsfähigkeit auf. Überschreitet der Transformatorstrom den für das Stufenschalten zulässigen Wert, kann das Schalten die Übergangskontakte, Vakuum-Schalter, Übergangswiderstände oder andere stromführende Komponenten überlasten.

Einige OLTC verfügen über eine spezifizierte Überlastfähigkeit, während andere oberhalb eines konfigurierten Stromschwellenwerts gesperrt werden müssen. Eine Überlastbetriebsweise sollte daher anhand der tatsächlichen OLTC-Nennleistung und der Hersteller-Betriebsanleitung – nicht anhand einer allgemeinen Regel – bewertet werden.

Unregelmäßiger OLTC-Schutzalarm

Ölgetränkte OLTCs können spezielle Druckrelais, Ölflussrelais, gasbetätigte Geräte oder andere Schutzeinrichtungen haben.

Ein Alarm kann auf Lichtbogenbildung, Gasbildung, ein Problem im Ölsystem oder eine andere abnormale innere Bedingung hinweisen. Weitere Schaltvorgänge sollten nicht versucht werden, bis der Alarm gemäß den Betriebsanweisungen untersucht wurde.

Die Schutzanordnungen unterscheiden sich bei konventionellen Öl-OLTCs, Vakuum-OLTCs, gasisolierten Einheiten und trockenliegenden Stufenschaltern.

Unzureichendes Isoliermedium

Bei einem ölisiolierten OLTC kann der Betrieb untersagt sein, wenn:

• der Ölstand unterhalb des zulässigen Bereichs liegt;
• die Durchschlagsfestigkeit inakzeptabel ist;
• das Öl stark verunreinigt ist;
• eine Leckage erkannt wird;
• der Ölbehälter oder das Drucksystem abnormal ist.

Diese Bedingungen gelten nicht in gleicher Weise für jede Schaltstufenschalter-Technologie.

Antriebs- oder Positionsanzeige ist abnormal

Der Betrieb ist einzustellen, falls der OLTC folgende Anzeichen zeigt:

• unvollständiger Schaltstufenwechsel;
• positionsabweichung;
• motorantriebsausfall;
• mechanische Blockierung;
• unerwartete Geräusche;
• wiederholte Auslösungen des Schutzes;
• beschädigte Endschalter;
• ein Betriebszähler oder eine Zeitabweichung.

Wiederholtes Senden von Befehlen an einen blockierten oder unvollständigen OLTC kann den Schaden verschlimmern.

Wartungsgrenze erreicht

Ein OLTC hat Inspektions- oder Wartungskriterien festgelegt, die sich auf Faktoren wie folgt stützen:

• anzahl der Betriebsvorgänge;
• geschalteter Strom;
• kontaktverschleiß;
• ölzustand;
• betriebsdauer;
• herstellerempfehlungen;
• ergebnisse der Zustandsüberwachung.

Wenn ein Wartungsschwellenwert erreicht wurde, darf der Betrieb möglicherweise nicht fortgesetzt werden, bis die erforderliche Inspektion oder Wartung abgeschlossen ist.

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Warum kann hoher Strom während eines Lastschaltvorgangs gefährlich sein?

Während eines Lastschaltvorgangs mit Widerstandsschaltung muss das Schaltsystem den Transformatorlaststrom tragen und gleichzeitig den Zirkulationsstrom zwischen benachbarten Anzapfungen steuern.

Die Übergangskomponenten unterliegen einer kombinierten elektrischen und thermischen Belastung. Wenn der Betriebsstrom über der zulässigen Schaltleistung des Lastschalters liegt, kann die Belastung von Kontakten und Übergangswiderständen deren Konstruktionsgrenzen überschreiten.

Mögliche Folgen sind:

• übermäßiger Kontaktabrieb;
• überhitzung;
• starke Lichtbogenbildung;
• schädigung des Übergangswiderstands;
• zersetzung des Öls;
• druckanstieg;
• schutzbetrieb;
• OLTC- oder Transformatorausfall.

Deshalb enthalten viele Transformatorkontrollsysteme eine Überstromsperre für automatische Stufenschaltbefehle.

Der Sperrenwert muss jedoch auf der tatsächlichen OLTC-Nennleistung, dem Transformator-Design, den Relaiseinstellungen und den Herstelleranweisungen beruhen.

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Auswahl zwischen DETC und OLTC

Ein spannungsloser Stufenschalter kann die bessere Wahl sein, wenn:

• die Eingangsspannung stabil ist;
• stufenanpassungen selten erforderlich sind;
• geplante Abschaltungen akzeptabel sind;
• einfachheit steht im Vordergrund;
• eine automatische Steuerung ist nicht erforderlich;
• eine niedrigere Anschaffungskosten ist wichtig.

Ein Lastschaltregler kann bevorzugt werden, wenn:

• die Spannung häufig schwankt;
• die Lasten stark variieren;
• die Versorgungskontinuität wichtig ist;
• eine automatische Spannungsregelung erforderlich ist;
• eine Fernsteuerung erforderlich ist;
• erzeugte Energie aus erneuerbaren Quellen die Spannung beeinflusst;
• der gesteuerte Bus muss innerhalb eines engen Spannungsbereichs bleiben.

Die Entscheidung sollte die Anforderungen an den Lebenszyklus und nicht allein den Anschaffungspreis des Transformators berücksichtigen.

Wichtige Bewertungskriterien umfassen:

• spannungsregelbereich;
• anzahl und Größe der Stufenschritte;
• maximaler Durchgangsstrom;
• betriebsfrequenz;
• lastprofil;
• kurzschlussbeanspruchung;
• isolationsstufe;
• wartungsressourcen;
• anforderungen an Steuerung und Kommunikation;
• erforderliche Zuverlässigkeit;
• umgebungsbedingungen;
• anzuwendende Normen.

Häufig gestellte Fragen

Kann ein spannungsloser Lastschalter betätigt werden, wenn der Transformator zwar keine Last trägt, aber dennoch unter Spannung steht?

Normalerweise nein.

Ein spannungsloser Lastschalter erfordert im Allgemeinen, dass der Transformator elektrisch spannungsfrei geschaltet wird, nicht lediglich lastfrei ist. Ein unter Spannung stehender Transformator kann auch bei geringem oder fehlendem Sekundärlaststrom weiterhin eine Spannung über die Kontakte des Lastschalters legen.

Befolgen Sie stets das vom Hersteller vorgegebene Isolierungsverfahren.

Macht ein OLTC den Transformator unterbrechungsfrei?

Nr.

Ein OLTC vermeidet eine Abschaltung ausschließlich für normale Stufeneinstellungen. Er schützt das System jedoch nicht vor sämtlichen Fehlern an Transformator, Netz, Schutzeinrichtung oder oberstromseitiger Versorgung.

Kritische Anlagen erfordern möglicherweise weiterhin redundante Transformatoren, doppelte Stromversorgungen, USV-Systeme, Generatoren, Umschaltkonzepte oder andere Maßnahmen zur Aufrechterhaltung der Versorgungssicherheit.

Verwendet jeder OLTC Übergangswiderstände?

Nr.

Viele OLTCs verwenden Übergangswiderstände, andere hingegen Übergangsreaktoren. Moderne Konstruktionen können zudem Vakuum-Schaltgeräte sowie unterschiedliche Schalteranordnungen für Selektor- oder Umleiterschalter nutzen.

Ist ein OLTC stets automatisch?

Nr.

Ein OLTC kann manuell, elektrisch über eine lokale Bedienkonsole, ferngesteuert über SCADA oder automatisch über ein spannungsregelndes Relais betrieben werden.

Erhöht eine höhere Stufenzahl stets die Sekundärspannung?

Nicht unbedingt.

Die Nummerierung der Stufen und die Konventionen für „Hoch/Tief“ variieren. Betreiber müssen die Stufentabelle des Transformators sowie die zugehörige Steuerungsdokumentation prüfen.

Ist ein DETC zuverlässiger als ein OLTC?

Ein DETC ist mechanisch einfacher aufgebaut und erfordert im Allgemeinen weniger Wartungsaufwand. Ein OLTC ist komplexer, da er den Laststrom schalten muss, ohne die Stromversorgung zu unterbrechen.

Die tatsächliche Zuverlässigkeit hängt jedoch von Konstruktion, Anwendung, Wartung, Betriebsart, Installation und Fertigungsqualität ab.

Wie oft sollte ein OLTC gewartet werden?

Es gibt kein universelles Intervall.

Die Wartung kann von verstrichener Zeit, Schaltanzahl, geschalteter Strombelastung, Kontaktabnutzung, Ölzustand, Diagnoseergebnissen und den Anweisungen des Herstellers abhängen. Vakuum-OLTCs können andere Wartungsanforderungen aufweisen als herkömmliche ölgeschaltete OLTCs.

Fazit

Der Unterschied zwischen einem spannungslosen Stufenschalter und einem spannungsgeschalteten Stufenschalter ist einfach:

• Ein DETC ändert das Transformatorverhältnis nur, wenn der Transformator spannungslos ist.
• Ein OLTC ändert das Verhältnis, während der Transformator unter Spannung steht und Last trägt.

Die Technik hinter einem OLTC ist komplexer. Er muss den Laststrompfad aufrechterhalten und gleichzeitig den Streustrom zwischen benachbarten Wicklungsanschlüssen begrenzen. Dies wird durch eine gesteuerte Schaltsequenz unter Verwendung eines Übergangswiderstands oder einer Übergangsreaktanz – je nach Konstruktion – erreicht.

DETCs sind wirtschaftlich, kompakt und für seltene Einstellungen geeignet. OLTCs eignen sich besser für Anwendungen, die eine häufige Spannungsregelung, Fernsteuerung, automatischen Betrieb oder eine verbesserte Kontinuität während der Stufenumschaltung erfordern.

Die endgültige Wahl sollte auf dem Stromversorgungssystem, den Betriebsanforderungen, der Wartungsstrategie, den anzuwendenden Normen und den gesamten Lebenszykluskosten beruhen.