Grundlegendes und Einsatzzweck
Nach dem IEV ist der Transformator ein „statisches Gerät mit zwei oder mehr Wicklungen, das durch elektromagnetische Induktion ein System von Wechselspannung und Wechselstrom in ein anderes System von Wechselspannung und Wechselstrom, gewöhnlich mit verschiedenen Werten bei derselben Frequenz, zum Zwecke der Übertragung elektrischer Energie umwandelt“.
Als eine Analogie zur Mechanik kann der Transformator als das Getriebe der Elektrotechnik gesehen werden: Die Drehzahl analog zur Spannung und das Drehmoment analog zum Drehmoment. Möchte man das eine verkleinern muss das andere entsprechend vergrößert werden. Dabei kommt es auch immer zu Verlusten.
Der primäre Einsatz von Transformatoren ist die Transformation der Spannung für die wirtschaftliche Übertragung elektrischer Energie über weite Entfernungen. Die Leitungsverluste steigen im Quadrat mit dem Strom, wird die Spannung verdoppelt braucht man nur den halben Strom um die gleiche Leistung zu übertragen.
Sekundär wird der Transformator auch eingesetzt:
- zur Spannungsregelung
- zur Begrenzung der Kurzschlussleistung
- zur Galvanische Trennung und Sternpunktbehandlung
Abb1. 220-kV Transformator (auch Umspanner genannt) der Firma Siemens im Umspannwerk Homburg
Es gibt verschiedene Typen von Transformatoren, in Teil 1 wird nur auf den Standard und einfachsten Fall eingegangen: der Zweiwicklungstransformator als Volltransformator.