Wie sind Generatoren und Trafos geschaltet?
Wie sind die Generatoren in einem Kraftwerk geschaltet, im Dreieck oder im Stern?
Gleiches gilt für Trafos in veschiedenen Ebenen?
5 Antworten
Das ist je nach Netz und Spannungsebene unterschiedlich.. 400kV-Trafos sind hochspannungsseitig im Stern und der Sternpunkt meist starr geerdet, wobei diese über Trenner auch zu öffnen sind. Bei 220kV-Netzen bin ich mit nicht ganz sicher... 110kV-Netze sind oft isoliert/kompensiert betrieben und die Trafos meist zur symetrischen Lastverteilung hochspannungsseitig im Dreieck. Übergabetrafos auf 10kV sind oft Dd0, da das 10kV-Netz auch isoliert betrieben wird. Es gibt aber ggf auch Dy(n)5 oder Yy0 bzw Yy6.. Kommt auf Anwendnungsfall und weitere Verwendung an... Pauschal lässt sich das also nicht sagen. Ortsnetztrafos sind meist Dyn5, da man niederspannungsseitig den Neutralleiter braucht, aber mittelspannungsseitig durch die Dreieckschaltung die Phasen symerischer belastet, selbst wenn man niederspannungsseitig eine starke Schieflast hat. Mittelspannungsseitig legt man eh keinen N mit. Es gibt aber z.B. auch kompensierte Mittelspannungsnetze, die haben dann eine Sternwicklung und am rausgeführten Sternpunkt wird eine Petersenspule zur Kompensation betrieben... Wie gesagt, das ist so unterschiedlich und nicht pauschal zu sagen...
Zu Generatoren kann ich nicht wirklich was sagen. Würde aber auf Dreieck tippen, um auch hier Schieflasten etwas abzufangen.. Erdschlusserfassung wäre auch einfacher...
Im Stern.
Da die Phasen immer ungleich belastet sind, kann man auf den Sternpunk als Neutralleiter nicht verzichten. Ansonsten gäbe es nie konstante Spannungen auf den einzelnen Phasen. Die einen Verbraucher hätten Unterspannung, während die anderen durchbrennen. Und unsere Beleuchtung käme eher einem Stroboskop gleich.
Mir ging‘s jetzt auch nur um das Prinzip des allgemeinen Stromnetzes und nicht um Sonderlocken für die Industrie.
Nun, er spricht ja besonders auch Kraftwerke/Generatoren und andere Spannungsebenen an... Also Mittel- und Hochspannunsgebenen ect... Da ist es eben zur Netz-/Anwendungsabhängig...
Fangen wir mal auf der Niederspannungsebene an: also 400 (230) Volt. Hier wird wie der Kollege Electrican unter anderem schrieb der Mittllleiter für den Betrieb von Wechselstromverbrauchern benötigt.
es gibt (oder gab) in Deutschland diverse Gebiete z.B. in den Bergbau(rand)gebieten aber auch in großen Teilen Berlins ein sogenanntes Delta-Netz. Hier wurden die Wechselstromverbraucher einfach zwischen den beiden Phasen angeschlossen.
wir hatten also 220 Volt Drehstrom. Zum Mittlleiter, den es dort auch gab, waren dann so rund 130 Volt zu messen.
Die Sekundärwicklungen der Trafos waren auch hier im Stern verschaltet. Ganz einfach, weil es sonst viel zu aufwändig gewesen wäre, Isolationsfehler zu erkennen bzw. vor den Auswirkungen zu schützen.
Das gilt auch generell für Generatoren bzw. Sekundärwicklungen von Trafos, man will eben sicher gehen, dass Isolationsfehler erkannt werden und ggf. Abschalteinrichtungen ausgelöst werden bzw. selbständig auslösen können. ich denke da an RCDs oder im kleineren Bereich LS Schalter bzw. Schmelzsicherungen.
Primärseitig ist es auch vergleichsweise egal, ob ein Trafo im Stern, oder Dreieck verschaltet ist. man muss nur die Windungszahlen entsprechend anpassen. Abgesehen davon hat man bei Ortsnetztransformatoren, also wenn mehrere Speisepunkte im Netz vorhanden sind, das Problem, dass nur gleichgeschaltete Trafos verwendet werden dürfen wegen dem Phasenversatz. d.h. Stern/Stern oder Dreieck/Stern.
Es gibt auch, allerdings nicht hier zu Lande, jedenfalls nicht im großen Maßstab, und auch so weit mir bekannt in ganz Europa nicht, noch das sogenannte Grounded Delta Netz. Hier MUSS im Dreieck verschaltet werden. Das besondere dabei: eine der drei Phasen wird wie der Name schon verrät geerdet und bildet quasi gleichzeitig den Neutralleiter bzw. Schutzleiter und die Phase.
Im Stern.
Und nun wäre es toll, wenn du mal unter "Sternpunktbehandlung" nach technischen Gründen dazu recherchieren würdest, wenn du es leider nicht im Rahmen der Ausbildung gehört haben solltest. Zudem gibt es da viele weitere Sachgründe wie die Strommessung.
Viel Erfolg!
Im Hochspannungsbereich kommen oft Spartransformatoren zum Einsatz.
Vom Kraftwerk aus betriebene Generatoren ( meist über Dampf) sind im Stern/ Dreieck Geschaltet. Liegt Geringe Last vor arbeiten sie im Sternbetrieb. Bei hoher Last wird Umgeschaltet auf Dreieck um eine gleichmäßige Belastung der Phasen zu bekommen. Auch wenn die Last ungleichmäßig ist.
Im Hochspannungsbereich kommen oft Spartransformatoren zum Einsatz.
Das kann ich noch halbwegs nachvollziehen drei zu einem Drehstromarray zusammgegefasste Spartrafos, deren Spannungslevel "0 V" zum Sternpunkt verschaltet und geerdet sind, an der "Mittelanzapfung" jeweils 30 kV und an den enden der Wicklungen dann 220 kV. Das würde gehen, weil die Spannung von 30 kV an der "niederspannungseite" nicht überschritten werden kann.
Ich zweifele allerdings daran, dass das wirklich einen siginifkanten Materialsparenden Effekt haben wird, Da ja letten Endes beim Spartrafo der Querschnitt der gesamten Wicklung für den hohen Strom auszulegen ist, während die Windungszahl für die hohe Spannung auszulegen ist.
Wie gesagt, ich weiß es nicht genau, also lassen wir das mal so stehen.
Vom Kraftwerk aus betriebene Generatoren ( meist über Dampf) sind im Stern/ Dreieck Geschaltet. Liegt Geringe Last vor arbeiten sie im Sternbetrieb. Bei hoher Last wird Umgeschaltet auf Dreieck um eine gleichmäßige Belastung der Phasen zu bekommen. Auch wenn die Last ungleichmäßig ist.
Hier sind meine Zweifel schon deutlich größer. die Schieflast wird nicht kleiner oder verschwindet gar, wenn man in den Dreieckbetrieb übergeht. Abgesehen davon macht es garkeinen Sinn umzuschalten, zumal man dafür das Kraftwerk vom Netz entkoppeln und neu syncronisieren muss. das Stern Dreieckverfahren wird nur zum Anlassen großer Motore angewandt, um über die Reduktion der Spulenspannung um den Faktor Wurzel3 die Leistung im Dreckbetrieb zu halbieren und so das Drehmoment abzufedern bzw. den Anlaufstrom halbwegs im Zaum zu halten.
so eine Asyncronmaschine ist eine Mischung aus Stromvampir. und transformator mit rotrierender Sekundärwicklung. Daher entwickelt er ja auch Kräfte, die bis zur Selbstzerstörung gereichen, wenn er gezwungen wird gegen zu hohe last zu laufen oder anzulaufen.
das ist so ähnlich wie bei einem Junky auf PCP, der in der Lage ist, Handschellen zu zerreißen und dabei nicht bemerkt dass er sich selbst die Arme bricht.
In so einem großkraftwerk haben wir es übrigens nicht mit Asyncron sondern mti Syncronmacshinen zu tun .diese werden beim Anfanren entweder bis ganz knapp an die Felddrezahl, meistens 3000 min^-1 Frequenz geteilt durch Polpaarzahl, oder eben bis ganz leicht darüber beschleunigt.
Wir reden hier von Drehzahluterschieden im unteren einstelligen Promillebereich. das wären dann so zwischen sagen wir 2994 und 3006 min^-1
sind die amplituden deckungsgleich, wird dann entsprechend automatisch oder manuell zugeschaltet. Dabei sind die Strom bzw. Drehmomentspitzen äußerst gering, trotzdem aber spürbar.
Ich war mal bei einem Trafowechsle dabei, wo ein 400 kVA generatorwagen auf das Ortsnetz aufsyncronisiert wurde, und nach dem Abschluss der Umbauarbeiten schließlich wieder auf das Ortsnetz umgelegt.
beim Einschalten des Ortsnetzes hat es ganz gut geruckt. Immerhin geht so was teschnisch bedingt nur manuell, da brauchts etwas Fingerspritzengefühl.
der damals anwesende Netzmeister hat mir dann auch mal erklärt, dass das noch harmlos war, aber bei einem Kraftwerksblock im Gigawattbereich bei einer derart großen Abweichung unweigerlich zur Zerstörung der Anlage geführt hätte. Dawegen wird hier auch oft noch der Zwischenschaltschritt über Höchstspannungskondensatoren gegangen.
Ich will nicht 100% auschließen, dass das Verfahren wie du es beschrieben hast, zur Anwendung kam. Allerdings müsste dann auf jeden Fall der Transformator am Trafoabgang im Stern verschaltet und am Mittelpunkt geerdet sein, sonst hätten wir keine Möglichkeit einen Isolationsfehler zu erkennen bzw. Sicherheitsmaßnahmen zu ergreifen.
Sollte das mit dem Dreieck also stimmen, würde ich gerne mehr über die Gründe erfahren.
beim Einschalten des Ortsnetzes hat es ganz gut geruckt. Immerhin geht so was teschnisch bedingt nur manuell, da brauchts etwas Fingerspritzengefühl.
Nun, die heutigen mobilen Generatoren sind auch rücksynchronisierfähig. Das kann sogar unser kleiner 125kVA-Moppel als Anhänger, wie auch die Selbstfahrer-LKWs mit größeren Generatoren (400kVA oder 630kVA), die wir uns bei anderen Versorgern schon mal ausleihen... Die Synchronisiereinrichtung hat dafür dann ein extra Synchronisierkabel parallel zu den dicken Leistungskabeln und synchronisiert sich an den Netztrafo an, gibt dann grünes Licht und man kann den Niederspannungs-LS problemlos und ruckfrei einschalten... Allerdings nutzen meine Kollegen trotzdem eher den zweipoligen Sannungsprüfer und schalten per Hand zurück, da ihnen das ausrollen des extra Synchronisierkabel zu lästig ist 🤪...
Allerdings müsste dann auf jeden Fall der Transformator am Trafoabgang im Stern verschaltet und am Mittelpunkt geerdet sein, sonst hätten wir keine Möglichkeit einen Isolationsfehler zu erkennen bzw. Sicherheitsmaßnahmen zu ergreifen.
Erdschlusserkennungen benötigen keinen fest geerdeten Sternpunkt. Da wäre es auch direkt ein Kurzschluss... Unsere isoliert und auch kompensiert betriebenen Netze betreiben wir auch mit Erdschluss(richtungs)erkennung, aber ohne direkte Abschaltung (Erhöhung der Netzstabilität). Ebenso erkennen wir Erdschlüsse unserer Motor-/Generatorsätze aus 1960 (Frequenzumformer) ohne irgendwas extra erden zu müssen. Da sind sowohl Motor wie auch Generator isoliert raus geführt und die Schutzsysteme überwachen auf Erdschlüsse und melden diese zuverlässig z.B. über die Verlagerungsspannungen... Läufererdschlusserfassung ist etwas aufwendiger, aber funktioniert mit bisschen Zusatzmaßnahmen auch... 😊
Nein, Generatoren werden nicht zwischen Stern und Dreieck umgeschaltet. Dann würde sich die Spannung ändern... Das nutzt man nur zur Anlaufstrombegrenzung von Motoren....
Und Spartrafos gibt es im Hochspannungsnetz auch nicht. Die sind immer zwischen Primär- und Sekundärwicklung galvanisch getrennt..
Die Spannung ändert sich beim Umschalten nicht. Hab selbst 3 Monate in einem Kraftwerk gearbeitet und die Generatoren gewartet. Hat nur was mit der Last zu tun. Und Spartransformatoren werden überwiegend im Hochspannungsbereich eingesetzt.Musste im Kraftwerk schon ein paar Austauschen und konnte so deren Beschaltung mir genauestens ansehen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Spartransformator
Siehe Bild im Link und das ist schon ein etwas größerer Typ.
Ich habe als Elektriker bis heute meinen Dienst getan , über 30 Jahre und kenne alles was im Elektrobereich existiert. Vom einfachen Schaltbild einer Klingelanlage bis hin zur Komplexen Brandmeldeanlage mit über 100 Linien oder ein Netzwerk mit über 10.000 Anschlüssen ,alles schon mal dagewesen. Von einfachen Papier Press Systemen (Siehe BOA Netherland) über Große Leistungsverteiler ( Pro Strang über 15.000 A) alles mitgemacht und daher weis ich das. Les dir mal den Text im Link durch dann wirst du auch Verstehen das selbst Zündspulen im Auto als Spartrafo ausgelegt sind (Schaltung),selbst ( je nach Typ) auch die Lichtmaschinen die selbst die Batterien ( Blei Akkus) im Auto Laden.
Galvanische Trennung im Hochspannungsbereich betreffend Kraftwerke sind überwiegend NICHT vorhanden weil es nicht gebraucht wird. Nur in Bereich wo dies Notwendig ist da durch die Galvanische Trennung mehr Material verbraucht wird, als bei einer Sparversion ,daher auch der Name.
Also mal ehrlich, wenn Du als Elektriker mit 30 Jahren Erfahrung nicht verstehst, wie sich Spannungen bei Stern/Dreieck verhalten, dann tust Du mir leid.. Du schaltest zwischen Leiter-Stern und Leiter-Leiterspannung um, was bei Drehstromsystemen einen Unterschied von Spannung *Wurzel3 bewirkt. Das IST eine Spannungsänderung der Ausgangsspannung. Last/Spannungsregelung wird über Drehzahlschlupf und Erregerfeld gesteuert.. Nicht über Stern/Dreieckumschaltung eines Generatorausgang...
Und ich kenne Spartransformatoren vom Aufbau. Bin Elektromeister im Energieversorgungsbereich. Und da gibt es KEINE Spartransformatoren. Sonst wäre ein Erdschluss hinter dem Trafo im isolierten Netz auch immer ein Isolationsfehler auf der Primärseite! Die Netzte zwischen Primär- und Sekundärwicklung sind IMMER galvanisch voneinander getrennt. Allein auch schon, dmait im Fehlerfall bei einem 400kV/220kV-Trafo nicht dier Ausgangsseite auf 400kV gezogen werden kann. Das würden nicht mal die SPannungs- und Stromwandler gegen Erde mit machen... Oder 110kV auf 10kV-Ortsverteilnetz.. Was meinst Du würde mit den 10kV-Kabeln passieren, wenn da wegen einem Erdschluss und einem eingesetzten Spartrafo ohne galvanische Trennung zwischen beiden Wicklungsseiten auf einmal 110kV auf dem Kabel sind??? Da hättest Du alle Ortsnetztrafs von 10kV auf 0,4kV zerstört. Was Du ggf verwechselst sind die Stufenschalter, um die Ausgangsspannung des Trafo anzupassen. Das hat aber NICHTS mit einem Spartransformator zu tun...
Es tut mir leid wenn du Elektrotechnik nicht verstehst oder es gelernt hast. auch Spulen haben Winderstände ,die du nicht Berücksichtigst. Die Sternschaltung ergibt sich aus 120° Phasenverschobenen Spannungen , schön zu sehen wenn man ein 3 Kanal Oszi das mal sich Darstellen lässt. Der Sternpunkt selbst ist dann der Nullpunkt Über Dreieck Schaltung wird Last verteilt. Ganz gleich wie du das Interpretieren magst oder willst. Es ist ein Fakt der länger Besteht als du geboren bist.Und daher breche ich auch diese sinnlose Diskussion ab, mit Leuten zu schreiben die meinen im recht zu sein aber keine Ahnung von Fachwissen Besitzen.
https://www.tripus.de/de/Stern-Dreieck-Schaltung-news-4992-7737-11612-143.html
Die Spannungen sind gleich ganz gleich wie du das sehen willst.
Viel Spaß bei deiner Falschen Interpretation und Verbreitung von Halbwissen.
Habe den Beruf gelernt und eine Prüfung darüber geschrieben , DU NICHT
Und das ist auch gut so . Daher Lerne und steck deine Nase mal in Bücher anstelle falsches Wissen über Internet zu Verbreiten.
Habe den Beruf gelernt und eine Prüfung darüber geschrieben , DU NICHT
Wohl angekratzte Eitelkeit, weil Du selbst nicht verstehst, was Du schreibst, oder?
Ich habe 2002 meine Abschlussprüfung als Elektriker gemacht, 2007 meinen Meisterbrief erfolgreich bestanden. Bin seit Abschluss der Lehre im Energieversorgungsbereich... Aber gut, dass Du glaubst zu wissen, was ich kann, was ich gelernt habe und was nicht...
Ich kenne Drehstromsysteme, ich kann mit Mehrkanalosziloskopen umgehen, und ich weiß, wie sich Spannungen verhalten, wenn man eine Wicklung im Stern oder im Dreieck schaltet. Du aber scheinbar nicht. Dein Bild bezieht sich auf Leiter-Leiterspannung der Quelle an einem Verbraucher, nicht der resultierenden Leiter-Leisterspannung eines Generator bei gleichbleibender Wicklungsspannung (Strangspannung) und unterschiedlichen Schaltungsarten.....
Und nein, das ist kein Halbwissen, sondern tägliche Arbeit. Wir haben allein 24 Trafos direkt an meinem Standort, wo ich jeden Morgen meine Arbeit beginne, mein Büro habe und die ich unter anderem als VEFK inkl dazugehörigen Schaltanlagen und Technik betreue. Von 0,4kV bis 110kV sind viele Spannungsebenen vertreten. Insgesamt über 150MW Leistung, die alleine an dem Standort umgesetzt werden können... Dazu kommen reichlich weitere Trafostationen 10kV/0,4kV; 110kV/20kV; 20kV/3kV; 110kV/3kV; 110kV/15kV; 25kV/10kV; 10kV/10kV-Netz-Trenntrafo mit automatischer Stufenanpassung zur Netzspannungsregelung ect...
Also glaube mir, ich weiß sehr wohl, wovon ich rede und kenne Trafoschaltgruppen und Schaltbilder zu Genüge. Und weiß definitiv, das bei insgesamt über 100 Trafos, die wir in unserem Instandhaltungsbereich betreiben und betreuen, keiner, aber wirklich kein einziger ein Spartrafo ist, weil es in der Spannungsebene viel zu gefährlich wäre! Ich weiß also nicht, was Du versuchst, mir hier erzählen zu wollen... Aber nun gut, wenn das Deine Meinung ist, soll sie das bleiben... Ein Witz ist übrigens, Drehstrom-Leistungstransformatoren mit einigen MW (Megawatt) mit einphasigen Zündspulen vergleichen zu wollen, die schaltungsbedingt gegen Karosserie ihre Spannung aufbauen...
Im Niederspannungsnetz meist ja, in anderen Spannungsebenen oder Sonderanwendungen auch abweichend...