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Mittelfrequenz-Leistungstransformator-Messungen

Planung und Durchführung messtechnischer Untersuchungen zur Bestimmung der Trafoeigenschaften

Industrie: Hersteller von Traktionstransformatoren

Leistung: Messtechnische Untersuchungen

Problemstellung:

Mittelfrequenztransformatoren werden mit Frequenzen im kHz-Bereich betrieben, um das Leistungsgewicht zu reduzieren. Sie dienen als Bestandteil von Umrichtersystemen und Solid-State-Transformatoren. Die Frequenzerhöhung bewirkt eine verstärkte Induktion verlustbehafteter Wirbelströme sowie Skin- und Proximityeffekte in elektrischen Leitern.

Prüflabore der elektrischen Energietechnik zur Vermessung und Prüfung von Leistungstransformatoren sind auf energietechnische Frequenzen ausgelegt. Die Prüfnormen für Transformatoren geben die einzusetzende Frequenz in Relation zu der Transformatorbemessungsfrequenz an. Dies ist darauf zurückzuführen, dass etwa die Kernverluste von Transformatoren und die Teilentladungen in den Isolationsanordnungen fre-quenzabhängig sind. Darüber hinaus unterscheidet sich die Spannungsbeanspruchung des Mittelfrequenztransformators im Realbetrieb deutlich von herkömmlichen Leistungstransformatoren. Daher müssen die Prüfbedingungen entsprechend angepasst, geeignete Messungen durchgeführt und hierauf basierend die Trafoeigenschaften ermittelt werden.

 

Durchführung:

ct.e hat aussagekräftige Prüfungen identifiziert und gemeinsam mit einem geeigneten Labor durchgeführt. Die Betriebsbedingungen des Transformators sind hinsichtlich der Spannungsbelastung analysiert worden. Unter Berücksichtigung der relevanten Normen zur Prüfung von Leistungstransformatoren wurde ein individuelles Prüfprogramm entworfen, das auf die Besonderheiten des Mittelfrequenzbetriebs abgestimmt wurde. In einer wissenschaftlichen Ausarbeitung wurde ein Konzept für eine Prüfspannungsquelle entworfen. Anschließende Untersuchungen haben die Funktionsfähigkeit und Verwendbarkeit des Systems nachgewiesen.

 

Ergebnis:

Das erarbeitete Prüfprogramm ist mit geeigneten Prüflaboren und Forschungseinrichtungen erörtert und die anschließende Prüfungsdurchführung durch ct.e begleitet und unterstützt worden. Darüber hinaus wurden die Ergebnisse der messtechnischen Untersuchungen protokolliert und ausgewertet. Es konnten so frequenzabhängige Parameter zur rechnerischen Bestimmung von Kernverlusten ermittelt werden. Des Weiteren wurden Rückschlüsse auf die erforderliche Kühlungsauslegung des Transformators gezogen.

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