Was ist ein Transformator mit tertiärer Wicklung?
Ein Transformator mit tertiärer Wicklung ist ein spezieller Leistungstransformator, der neben der primären und sekundären Wicklung eine dritte Wicklung besitzt, die in der Regel in Dreieckschaltung (Δ) ausgeführt ist. Diese Wicklung ist funktional unabhängig und wird in Hochspannungsanlagen zur Unterstützung verschiedener netztechnischer Aufgaben eingesetzt.
Aufbau und Prinzip
Die drei Wicklungen – primär, sekundär und tertiär – sind elektromagnetisch über denselben Eisenkern gekoppelt. Während die primäre Wicklung an das Hochspannungsnetz angeschlossen ist und die sekundäre dem Verbraucher dient, wird die tertiäre Wicklung für Hilfszwecke genutzt wie die Versorgung von Eigenbedarfssystemen, Blindleistungskompensation oder Oberschwingungsdämpfung.
Typische Anwendungen der tertiären Wicklung
- Speisung interner Geräte wie Schutzrelais, Batterieladegeräte und Messsysteme
- Anschluss von Kompensationsanlagen (z. B. Kondensatorbänke oder Drosselspulen)
- Reduktion von Oberschwingungen durch geschlossene Dreieckschleifen
- Kopplung mit anderen Netzen oder Umspannwerken auf abweichendem Spannungsniveau
Elektrische Vorteile
Durch die tertiäre Wicklung kann ein Transformator Spannungsasymmetrien ausgleichen und Phasenschieflasten kompensieren. Zudem wird der Kurzschlussstrom begrenzt, und eine flexible Netzführung im Insel- oder Parallelbetrieb ist möglich.
Technische Herausforderungen
Die Integration einer dritten Wicklung erfordert komplexere Isolation, sorgfältige thermische Bemessung und erhöhte mechanische Stabilität. Auch die Vektorgruppenangabe wird komplizierter, z. B. YNd11d5, wobei die letzte Kennung die tertiäre Wicklung beschreibt.
Was ist eine Zickzack-Wicklung?
Die Zickzack-Wicklung ist eine Sonderform der tertiären Wicklung, die für die Sternpunktbildung in IT- oder TN-Systemen verwendet wird. Sie bietet symmetrische Impedanzen zu allen Phasen und hilft bei Erdschlussstrombegrenzung und Netzstabilität.
Warum wird die tertiäre Wicklung in Dreieck ausgeführt?
Eine Dreieckschaltung erlaubt den Umlauf von Oberschwingungen (z. B. der 3. Harmonischen), ohne dass sie ins Netz gelangen. Sie ermöglicht außerdem eine stabile Spannung bei ungleichmäßiger Lastverteilung und kann als Quelle für Blindleistung genutzt werden.
Was ist die Vektorgruppe YNd11d5?
Diese Vektorgruppe beschreibt eine Y-Stern-Primärwicklung, eine N-geerdete Sekundärwicklung in Dreieckschaltung mit 30° Phasenverschiebung (11) und eine tertiäre Dreieckwicklung mit eigener Phasenlage (5). Sie bestimmt die Phasenbeziehung zwischen den Wicklungen.
Wie beeinflusst die tertiäre Wicklung die Verlustleistung?
Durch den zusätzlichen Kupfer- und Eisenverbrauch steigen die Leerlaufverluste und die thermische Belastung. Ein gutes Kühlkonzept und eine korrekte Auslegung der Stromdichte sind entscheidend für den zuverlässigen Betrieb.
Wird die tertiäre Wicklung immer genutzt?
Nein. In manchen Fällen bleibt sie ungenutzt (offen), wird aber als Reserve für zukünftige Netzergänzungen oder für temporäre Blindleistungskompensation vorgehalten.
Schlussbemerkung
Transformatoren mit tertiärer Wicklung stellen ein wichtiges Mittel dar, um Netze resilienter und flexibler zu gestalten. Ihre Fähigkeit, interne Lasten zu speisen, Oberschwingungen zu eliminieren und zusätzliche Netzfunktionen zu übernehmen, macht sie in Mittel- und Hochspannungsanwendungen nahezu unverzichtbar.