6,9 MVA Zick-Zack-Transformator-22/ KV|Australien 2025

01 Allgemein

1.1 Projektbeschreibung

Im Jahr 2025 wurde ein 6900-kVA-Erdungstransformator für ein 132/22-kV-Umspannwerksprojekt nach Australien geliefert, bei dem ein stabiler Betrieb und Fehlerkontrolle von entscheidender Bedeutung waren; Innerhalb dieses Systems arbeitet es in Koordination mit dem Hauptleistungstransformator, nicht zur Energieumwandlung, sondern um eine zuverlässige Sternpunkterdung von Transformatornetzen unter Dauerlastbedingungen zu ermöglichen.

Der Haupttransformator überträgt die Energie. Der Erdungstransformator definiert die Erdung.
Dieses gemäß IEC 60076 konzipierte dreiphasige Gerät (22 kV, 50 Hz, Schaltgruppe ZN) stellt einen künstlichen Neutralpunkt unter Beibehaltung einer niedrigen Nullimpedanz her und ermöglicht so eine effektive Neutralleitererdung von Transformatorsystemen. Mit ONAN-Kühlung und Mineralölisolierung unterstützt es außerdem einen kurzzeitigen Neutralstromnennwert von 6350 A für 10 Sekunden und gewährleistet so eine sichere Fehlerstromableitung und eine stabile Systemerdungsleistung.

1.2 Zick-Zack-Transformator in Erdungssystemen

Bei der Sternpunkterdung von Transformatorsystemen werden Zick-Zack-Transformatoren verwendet, um in ungeerdeten oder Dreiecknetzen einen stabilen künstlichen Sternpunkt zu schaffen. Ihre Wicklungen sind in zwei gleiche Teile pro Phase aufgeteilt und in einem Zick{2}}Zack-Muster verbunden, sodass Nullstrom-mit niedriger Impedanz-typischerweise etwa 10 Ω-ohne Drosselung fließen kann. Dadurch eignen sie sich für die Neutralleitererdung von Transformatoren, insbesondere bei Anschluss an eine Lichtbogenlöschspule, und gewährleisten so eine wirksame Fehlerstromkompensation und eine zuverlässige Systemerdung.

1.3 Technische Spezifikation

Spezifikation und Datenblatt für den 6900-kVA-Zick-Zack-Transformator

1.4 Zeichnungen

Zeichnung und Typenschild des 6900-kVA-Zick-Zack-Transformators

02 Fertigung

2.1 Kern

Der Kern dieses Zick-Zack-Transformators basiert auf einer Dreiphasen-Gliederstruktur aus kornorientiertem Siliziumstahl, die sorgfältig zusammengesetzt ist, um eine gleichmäßige Magnetflussverteilung zu gewährleisten. Im Gegensatz zu herkömmlichen Erdungstransformatoren, bei denen der Nullsystemfluss dazu neigt, über Kriechpfade zu zirkulieren, begrenzt diese Konstruktion den Fluss innerhalb des Kerns und unterstützt so einen stabilen Betrieb unter Systemerdungsbedingungen und schwankender elektrischer Last.

2.2 Wicklungskonfiguration

Die Wicklung weist eine Zick-Zack-Transformatorkonfiguration auf, wobei jede Phase in zwei gleiche Abschnitte aufgeteilt und in entgegengesetzte Richtungen auf denselben Kernschenkel gewickelt ist; Diese Struktur ermöglicht die magnetische Aufhebung von Nullströmen, während die elektrische Kontinuität für die Fehlerstromzirkulation erhalten bleibt.-Hauptfunktionsprinzip eines Zick-Zack-Transformators für Erdungsanwendungen. Im Vergleich zu herkömmlichen Wicklungsanordnungen ist die Nullimpedanz beim Zick-Zack-Transformatordesign deutlich reduziert.

2.3 Panzer

Der Erdungstransformatorkessel besteht aus geschweißten Stahlplatten mit verstärkter Konstruktion und ist für Transport, Installation und Fehlerbedingungen geeignet. Es ist für den Einsatz im Freien konzipiert, wo mechanische Festigkeit und thermische Stabilität für den Betrieb des Zick-Zack-Transformators von entscheidender Bedeutung sind.

Zu den wichtigsten mechanischen Merkmalen gehören:
• Interner Überdruckwiderstand bis zu 35 kPa
• Volle Vakuumfestigkeit ohne Verformung
• Oberflächentemperatur kleiner oder gleich 70 Grad bei 40 Grad Umgebungstemperatur
• Seismische Konformität basierend auf AS 1170.4 (kp × Z=0.2)

Der Tank ist versiegelt und strukturell verstärkt, um eine langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Es hilft auch, zirkulierende Ströme und lokale Erwärmung zu begrenzen und sorgt so für eine stabile Leistung des Zick-Zack-Transformators im Dauerbetrieb.

2.4 Schlüsselkomponenten

Um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten, integriert der Zick-Zack-Transformator mehrere Schutz- und Überwachungskomponenten, wie in der Konfiguration dargestellt:

• Buchholzrelais zur internen Fehlererkennung und Gasansammlungsüberwachung
• Steuerklemmenkasten des Transformatorkörpers für Signalschnittstelle und Schutzverkabelung
• Ölstandsanzeige zur Ölüberwachung im Hauptausdehnungsgefäß
• HV-Durchführungen und HV-Neutraldurchführungen (24-kV-Klasse) für den Systemanschluss
• Erdungsdurchführungen zur Kern- und Klemmenerdung
• Druckentlastungseinrichtung zum Schutz vor Überdruck

Jede Komponente ist so angeordnet, dass sie einen stabilen Betrieb des Zick-Zack-Transformators bei Erdungsanwendungen unterstützt und gleichzeitig eine sichere Fehlerreaktion und langfristige Zuverlässigkeit unter Feldbedingungen gewährleistet.

Ölstandsanzeige für Hauptkonservator

Steuerklemmenkasten für den Transformatorkörper

Buchholz-Staffel

HV-Neutralbuchse BF'IC-24/630

HV-Buchse BF'IC-24/630

Erdungshülsen für Kern und Klemme

03 Verpackung und Transport

3.1 Verpackung

• Isolierölgewicht: 1750 kg
• Isolierölvolumen (bei 25 Grad): 1966 l
• Gewicht der aktiven Teile: 3700 kg
• Gesamtgewicht (inkl. Öl): 6300 kg
• Transportgewicht: 6850 kg

3.2 Versand

04 Website und Zusammenfassung

Der für das 132/22-kV-Umspannwerkprojekt in Australien gelieferte Zick-Zack-Transformator dient als dedizierte Erdungslösung innerhalb der umfassenderen Energiesystemarchitektur und sorgt für ein stabiles Systemverhalten, wenn in Mittelspannungsnetzen ein definierter Sternpunkt erforderlich ist.

Es fungiert als strukturelles Stützelement des Systemerdungsdesigns, ergänzt den Hauptleistungstransformator und sorgt für die Aufrechterhaltung der Betriebsstabilität unter Fehler- und normalen Lastbedingungen.