Trafoanlagen

Dirk Schmelzle

Inhaber der BSW Batterien-Schaltanlagen-Wickelgüter GmbH

Dirk Schmelzle ist Experte für Trafoanlagen und ausgebildeter Schaltanlagenbauer und seit über 30 Jahren auf technische Beratung und Planung von Projekten im Bereich der Energieversorgung spezialisiert. Ein ganz besonderer Fokus liegt dabei auf Umspannwerken und Transformatoren und seit einiger Zeit auch auf der Thematik der Energieeffizienz im Industriebetrieb, nicht zuletzt auch aus Gründen der Corporate Social Responsibility (CSR): der eigenen unternehmerischen Verantwortung für die Umwelt.

Alexander Lang

Dirk Schmelzle

Albrecht Englert Dipl.-Ing (FH)
In allem, was wir tun, geht es immer um das, was wir unseren Kindern hinterlassen wollen !
Dirk Schmelzle

Nachgehakt: Wann der Invest in eine neue Trafoanlage lohnt

4 Fragen der LIVARSA Netzwerk-Redakteure an Dirk Schmelzle, Experte für Trafoanlagen und Schaltanlagenbauer mit jahrzehntelanger Expertise.

Schaltanlagen und Transformatoren sind bewährte Technologien. Gab es in den letzten Jahren dennoch Veränderungen in diesem Bereich?

Die Technologie beziehungsweise die Physik dahinter hat sich nicht geändert. Was sich geändert hat, ist der Einfluss der Digitalisierung auf die Stromnetze und Stromerzeuger im Betrieb. So fordern beispielsweise Energieversorger die technische Möglichkeit ein, EEG-Anlagen in Betrieben – also Anlagen, die Strom aus erneuerbaren Energien gewinnen – remote eigenständig herunterzuregeln zu können, um gegebenenfalls eine Überlastung der Stromnetze zu verhindern.

Ein weiteres Thema, das immer stärker nachgefragt wird, ist die Überwachung des eigenen Stromnetzes im Hinblick auf Performanz, Temperatur und Stabilität. Und dann geht der Trend hin zu immer kompakteren Trafostationen, in denen aber immer größere Trafoanlagen untergebracht werden sollen. Das bringt Probleme mit sich bringt, die es vorher nicht gab, wie beispielsweise eine enorme Temperaturentwicklung – bis zu 100 Grad haben wir schon gemessen. Das kann sich negativ auf die Lebensdauer des Trafos auswirken. Mir erschließt sich allerdings der Sinn hinter dieser Entwicklung nicht. Denn im Industriebetrieb steht die Trafostation irgendwo im Freien, da spielen ein oder zwei Meter mehr doch keine Rolle. Zumal man dann auf jeglichen Spielraum für eine potenzielle spätere Erweiterung verzichtet.

Das sind die wichtigsten technischen Änderungen, die ich in den letzten Jahren beobachtet habe. Hinzu kommt aber auch eine Änderung des Investitionsverhaltens in diesem Bereich. Während früher die Anschaffung einer neuen Trafoanlage als eine langfristige Investition angesehen und entsprechend großzügig budgetiert wurde, wird heute auf jeden Euro geachtet. Gleichzeitig wird von den Anlagen technisch Unmögliches erwartet – das geht sich natürlich nicht aus.

Ein Trafo lässt sich nachträglich nicht so umbauen, dass er mehr Leistung bringt als vorher. Aus einem Fiat wird niemals ein Ferrari.

Dirk Schmelzle

Was wird heute denn von einer Trafostation erwartet, was eigentlich nicht umsetzbar ist?

Zum Beispiel, dass ein 1000-kVA-Trafo zu 40 Prozent überbelastbar sein soll. Dazu muss man wissen, dass die Trafobelastung im Dauerbetrieb idealerweise bei maximal 70 Prozent liegen sollte. Eine Überbelastbarkeit von 40 Prozent ist folglich vergleichbar mit der Forderung, dass man einen PKW mit nur 100 PS erwirbt und bezahlen will, und mit diesem aber 300 km/h fahren. Er soll also dasselbe leisten wie ein Auto mit einem 140-PS-Motor. Das geht natürlich nicht und kann die Lebensdauer der Anlage enorm reduzieren – selbst, wenn sie nur ein paar Mal im Jahr so hoch belastet wird. Sprich: man sollte den Trafo besser immer eine Nummer größer wählen, der finanzielle Unterschied beim Invest liegt lediglich im niedrigen vierstelligen Bereich.

Bis zu 30% weniger Stromverluste hat ein neuer Trafo im Vergleich zu einem rund zwanzig Jahre alten. Da wundert man sich schon, warum die Investitionsbereitschaft so gering ist.

Dirk Schmelzle

Wie wird derzeit mit bestehenden Trafoanlagen verfahren: Werden diese eher ersetzt oder instand gesetzt – und mit welchen Folgen?

Bei ganz alten Anlagen ist eine Modernisierung in manchen Fällen gar nicht mehr erlaubt, einfach aufgrund der EU-Ökodesign-Richtlinie. Dann muss entweder ein komplett neuer Trafo her oder aber ein revisionierter, der die Anforderungen aus der Richtline erfüllt. Darin geht es im Kern um die Reduzierung der Energieverluste in der Trafoanlage, und damit verbunden natürlich auch des Energieverbrauchs.

Langfristig gesehen ist das für den Anwender ein großer Vorteil. Kurzfristig aber eben eine ungern getätigte Ausgabe. Natürlich gibt es Fälle, in denen es Sinn macht, eine Trafostation noch einmal instand zu setzen – aber meiner Erfahrung nach ist das eher die Ausnahme, denn die Regel. Das betrifft maximal ein Prozent aller Anlagen. Und selbst dann bleibt es dabei: ein Transformator lässt sich nachträglich nicht so umbauen, dass er mehr Leistung bringt als vorher. Aus einem Fiat wird niemals ein Ferrari. Und schon gar nicht aus einem zwanzig Jahre altem Fiat (lacht).

Ich bin überzeugt davon, dass die Integration einer Oberwellen glättenden Filtertechnik nicht nur Anlagen schont, sondern auch EDV-Technik. Die Infrastruktur wird insgesamt geschützt.

Dirk Schmelzle

Wie lässt sich an der Trafoanlage Energie einsparen?

In dem Moment, in dem ein Trafo an das Stromnetz angeschlossen wird, verliert er – bedingt durch seinen Kern und seine Wicklungen – Energie. Sogar noch bevor man einen Verbraucher angeschlossen hat. Es sind Leerlauf- oder auch sogenannte Eisenverluste, die im Eisenkern des Trafos entstehen. Und daneben gibt es noch die Kurzschlussverluste, also Verluste im Betrieb. Diese Stromverluste sind sogar auf dem Typenschild des Trafos vermerkt. Und wenn man, wie es derzeit ja generell Usus und gefordert ist, seinen Trafo immer wieder überlastet, dann erhöhen sich diese Energieverluste dramatisch.

Trafomodelle der neuesten Generation haben, wie schon gesagt, deutlich geringere Stromverluste. Je nach Trafogröße um bis zu 30 Prozent geringere im Vergleich zu sehr alten Modellen. Da rechnet sich die Investition bereits nach zwei oder drei Jahren. Noch mehr Energieverluste lassen sich sparen, wenn man zusätzlich einen Effizienzfilter wie den vom LIVARSA direkt am Einspeisepunkt des Trafos installiert. Der erhöht nämlich die Qualität des Stromnetzes, da er Oberwellen glättet.

Das wiederum hat den Vorteil, dass es im Maschinenpark zu weniger Ausfällen kommt. Denn sensitive Anlagen vertragen zu häufige oder starke Stromspitzen nicht – genauso wie übrigens auch EDV-Technik. Gleichzeitig steckt in den meisten Verbrauchern heute jede Menge Leistungselektronik drin, die eben genau diese Oberwellen und damit ein sozusagen verschmutztes Stromnetz verursachen.

Wenn ich in so einem Umfeld nun einen neuen Transformator installiere, dann kann ich zwar eine Schirmwicklung gleich mit einbauen – aber die schützt nur den Trafo selbst. Der Effizienzfilter dagegen schützt die angeschlossenen Verbraucher und macht das Netz stabiler. Das wird zunehmend wichtig, weil die Netzqualität zusätzlich auch durch über PV- und Windkraftanlagen eingespeiste Energie immer schlechter wird. Und davon soll es künftig ja immer mehr geben.

Die Lebensdauer einer älteren Trafoanlage lässt sich durch die Kombination mit der LIVARSA Filtertechnik sicherlich verlängern.

Dirk Schmelzle
1 %
Ist ein Trafo 20 Jahre alt oder älter, lohnt sich in gerade mal einem Prozent aller Fälle eine Modernisierung. Für alle anderen gilt: besser ersetzen als reparieren.
1 x
Einmal im Jahr sollte der Trafo gewartet und gereinigt werden. Verlängert die Lebensdauer, erhält die Leistungsfähigkeit und senkt die Ausfallquote.
30 %
Bis zu 30% weniger Energie verbraucht ein Trafo der neuesten Generation im Vergleich zu einem rund zwanzig Jahre alten Modell.
80 %
.. der Investitions­entscheidungen werden auf Basis des Angebotspreises getroffen - Lebensdauer und Energieverluste werden nicht einkalkuliert.

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