title: Wicklungsdesign bei großen Verteiltransformatoren
Creators: name: Loder, Hans Christian
Publisher: name: FH CAMPUS 02 (CAMPUS 02 Fachhochschule der Wirtschaft)
Year: 2023
Subjects: subject: 621 Angewandte Physik

description: Durch die Entscheidung zur Spezialisierung auf Nischenprodukte mit höheren Scheinleistungen ergeben sich neue Anforderungen an das Design der Transformatoren. Zur Sicherung der Marktposition soll die wirtschaftliche und einfache Bauform von Verteiltransformatoren aber bestmöglich beibehalten werden. Daher ist die Realisierung der Wicklung, welche eine essenzielle Baugruppe des Transformators darstellt, von zentraler Bedeutung. Mit steigender Scheinleistung sowie zunehmenden Überlasten stoßt das Design von Verteiltransformatoren früher oder später an die Grenzen der Betriebssicherheit. Dadurch ist es von hohem Interesse, die relevanten Kriterien zu eruieren und einen erzwungenen Wechsel auf das aufwändigere Design von Leistungstransformatoren hinauszuschieben. Der Fokus liegt daher bei den, für Verteiltransformatoren üblichen, Wicklungsarten Band- und Lagenwicklung sowie bei der Wendel- und Scheibenwicklung aus dem Bereich Leistungstransformatoren. Die Erarbeitung des jeweiligen Aufbaus und der individuellen Eigenschaften bildet dabei die Grundlage für die weiteren Untersuchungen. Im Zuge dieser Untersuchungen werden die Schwerpunkte thermische Beanspruchung, mechanische Beanspruchung, Spannungsfestigkeit und Herstellkosten behandelt und die Vor- und Nachteile der jeweiligen Wicklungsarten im Detail betrachtet. Die Untersuchungsergebnisse geben zum einen Aufschluss über die Eignung sowie Schwachstellen und ermöglichen zum anderen die Gegenüberstellung der Wicklungsarten. Dadurch ist die abschließende Empfehlung für die optimale Anwendung der jeweiligen Wicklungsart möglich.
description: New requirements for the design of the transformers are arising as a result of the decision to specialize in niche products with higher apparent power. In order to secure market position, the economical and simple design of distribution transformers should be maintained wherever possible. Therefore the realization of the winding, which is an essential component of the transformer, is of great importance. As apparent power and overloads are increasing, the design of distribution transformers sooner or later exceeds the limits for safe operation. As a consequence, it is of great interest to determine the relevant criteria and to delay a shift to more complex designs of power transformers. The focus of this thesis lies in the foil and layer winding, which are common for distribution transformers, as well as in the helical and disk winding of power transformers. The development of the respective layout and the basic properties provides the foundation for further investigations. In the course of these investigations emphasis is placed on thermal stress, mechanical stress, dielectric strength as well as manufacturing costs. Moreover, the advantages and disadvantages of the different winding types are considered in detail. On the one hand, the results of the investigations provide information as to respective suitability and weaknesses, and on the other hand the achieved results allow a comparison of winding types as well as a final recommendation as to their ideal applications.