Einsatz von Spartransformatoren in Dreiecksnetzen

Der Einsatz eines Spartransformators sollte besonders in allen Ländern mit Dreiecksnetzen, hierzu zählen z.B. Nord- amerika, Japan, Korea, Taiwan und andere, besonders geprüft werden. Hier kann es durch die spezifischen Netzformen und deren Erdungsmöglichkeiten zu Problemen kommen. In der unten abgebildeten Skizze sind einige Fehlerfälle abgebildet und beschrieben. Hierbei stellt die blaue Grafik das kundenseitige Netz und die schwarze Grafik den Spartransformator dar.

Gerne beraten wir Sie hierzu detaillierter.

 

1. Ausfall einer primärseitigen Phase. Hier kann der Sternpunkt unkontrolliert ein höheres Potential erreichen. Dies kann zur Zerstörung der Verbraucher und des Transformators führen.

2. Netzform: Center tap grounded. Dies ist ein typisches Netz in Nordamerika. Zum Beispiel ergeben sich hier Spannungen von 3x 480V oder 2x 240V zum geerdeten Mittelpunkt.

3. Netzform: Corner grounded delta. Ebenso typische Netzform in Nordamerika und Asien. Hier werden meistens 3 adrige Kabel verwendet, wobei die grün/gelbe Ader gleichzeitig für den Außenleiter verwendet wird. Dies ist auf keinen Fall mit den in europäischen Ländern verwendeten Kabeln für Einphasen-Netze zu verwechseln!

4. In vielen Anwendungen wird der Neutralleiter des Transformators geerdet. Dies wird teilweise auch in verschiedenen Normen und Vorschriften gefordert. Diese Erdverbindung hätte dann einen direkten Kontakt zum „center tap grounded“ oder „corner grounded“ Punkt und somit einen Kurzschluss zum Außenleiter!

5. Ausgangsseitige Verbraucher wie zum Beispiel Netzfilter, Primärschaltregler, Frequenzumrichter (Zwischenkreise) sind meistens mit Y Kondensatoren bestückt. Diese bewirken den gleichen Fehler wie in Punkt 4 beschrieben.

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Häufig gestellte Fragen (FAQ) zum Einsatz von Spartransformatoren in Dreiecksnetzen

Warum ist der Einsatz von Spartransformatoren in Dreiecksnetzen kritisch?

In Ländern mit Dreiecksnetzen (z. B. Nordamerika, Japan, Korea, Taiwan) kann es durch unterschiedliche Netzformen und Erdungsmethoden zu Fehlfunktionen oder Schäden kommen. Eine genaue Prüfung der Netzsituation ist vor dem Einsatz unbedingt erforderlich.

Was kann bei einem Phasenausfall auf der Primärseite passieren?

Fällt eine primäre Phase aus (z. B. L1), kann der Sternpunkt des Spartransformators ein unkontrolliert hohes elektrisches Potential erreichen. Das kann zur Zerstörung des Verbrauchers und/oder des Transformators führen.

Was bedeutet „Center tap grounded“?

Dies ist eine typische Netzform in Nordamerika. Hier wird der Mittelpunkt einer Wicklung geerdet. Daraus ergeben sich z. B. Spannungen von 3×480 V oder 2×240 V zum geerdeten Mittelpunkt.

Was ist ein „Corner grounded delta“-Netz?

Diese Netzform ist ebenfalls in Nordamerika und Asien verbreitet. Dabei wird eine Phase direkt geerdet. In solchen Systemen werden oft nur 3-adrige Kabel verwendet – teils mit grün-gelber Ader als aktiver Leiter, was nicht den europäischen Standards entspricht.

Warum ist die Erdung des Neutralleiters am Transformator potenziell problematisch?

Wenn der Neutralleiter geerdet wird (wie es manche Vorschriften verlangen), kann es zu einer direkten Verbindung mit dem geerdeten Netzpunkt („center tap“ oder „corner grounded“) kommen. Das verursacht im Fehlerfall einen Kurzschluss zum Außenleiter.

Welche Probleme können durch Ausgangsfilter beim Verbraucher entstehen?

Viele Verbraucher wie Netzfilter, Frequenzumrichter oder Schaltnetzteile enthalten Y-Kondensatoren zur Entstörung. Diese erzeugen im Zusammenhang mit bestimmten Netzformen den gleichen Fehler wie eine direkte Erdung des Neutralleiters – also einen möglichen Kurzschluss.