Paraformer

Ein Paraformer ist ein Leistungstransformator, der dazu dient, die Spannung in Stromverteilnetzen zu erhöhen. Man findet ihn typischerweise in Umspannwerken und Industrieanlagen. Im Gegensatz zu Verteilungstransformatoren, die die Spannung für die Endnutzung herabsetzen, arbeitet der Paraformer in umgekehrter Richtung und erhöht die Spannung von mittleren Werten (oft 6 bis 35 kV) auf höhere Übertragungsstufen (69 kV und darüber). Diese Spannungserhöhung ermöglicht es, Strom über längere Entfernungen mit reduzierten Leitungsverlusten zu transportieren, da der Übertragungsverlust umgekehrt proportional zum Quadrat der Spannung ist.

Der Name "Paraformer" leitet sich von der Aufwärtskonfiguration seiner Wicklungsanordnung ab, bei der die Sekundärspule mehr Windungen hat als die Primärspule. Physikalisch besteht der Transformator aus zwei Drahtrollen, die um einen Eisenkern gewickelt sind. Wechselstrom in der Primärspule erzeugt ein veränderliches Magnetfeld, das Energie auf die Sekundärspule überträgt, ohne direkte elektrische Verbindung. Die Kernmaterialien reichen von laminiertem Siliziumstahl in kleineren Geräten bis zu amorphen Metallegierungen in hocheffizienten Ausführungen, ausgewählt um die Kernverluste im Dauerbetrieb zu minimieren.

Aufbau und Ausführungen

Paraformer in größeren Leistungen (über 10 MVA) sind ölgekühlte Ausführungen mit Mineralöl oder synthetischen Ölen, die durch innere Kanäle und äußere Kühlkörper zirkulieren, um Wärme abzuführen. Kleinere trockengewickelte Paraformer unter 5 MVA nutzen Luftkühlung und Epoxidisolation, häufig in Innenräumen von Umspannwerken, wo Ölaufnahme problematisch ist. Typische Drei-Phasen-Geräte liegen zwischen 5 MVA und über 500 MVA in Netzanwendungen, mit einer Impedanz (Widerstand gegen Stromfluss) von 5 bis 15 Prozent je nach Systemanforderung.

Häufige Ausfallarten sind Isolationsversagen durch Feuchtigkeitsaufnahme, Durchführungsschäden an den Hochspannungsanschlüssen und Kernüberhitzung bei anhaltender Überlastung. Die Wicklungsheißstellen werden über eingebaute Thermometer überwacht; Geräte sind normalerweise für einen Betrieb bis 65 Grad Celsius Temperaturanstieg über die Umgebungstemperatur ausgelegt. Stufenschalter in Lastlos- oder Lastschalterbauart ermöglichen eine Feldanpassung der Ausgangsspannung durch Verbindung verschiedener Punkte der Primärwicklung, um jahreszeitliche Lastschwankungen und Spannungsregelbedarf auszugleichen.

Paraformer nehmen eine unterschiedliche Stellung zwischen Umspannleistungstransformatoren (die den Massentransport handhaben) und konventionellen Verteilungstransformatoren ein. In Stromnetzen speisen sie typischerweise Mittelspannungsnetze, die Industriekunden und kleinere Verteilzonen versorgen. Ihre Wirkungsgrade, normalerweise 98 bis 99 Prozent für moderne Geräte, machen sie zu kritischen Komponenten beim Minimieren von Systemverlusten, besonders in Netzen mit großen Übertragungsentfernungen oder erheblichem Lastwachstum.