Wärmemanagement

Robuste Ventilatoren sind gefragt

| Autor / Redakteur: Andreas Schneider / Sandra Häuslein

Die an den Kühlsystemen großer Transformatoren eingesetzten Ventilatoren müssen je nach Einsatzgebiet harten Bedingungen trotzen.
Die an den Kühlsystemen großer Transformatoren eingesetzten Ventilatoren müssen je nach Einsatzgebiet harten Bedingungen trotzen. (Bild: EBM-Papst)

Da Leistungstransformatoren im Freien aufgestellt werden, müssen sie je nach Einsatzgebiet Wind und Wetter, extremer Feuchtigkeit, Salznebel oder Gluthitze standhalten. Auch die an den Kühlsystemen eingesetzten Ventilatoren sollten dabei mitspielen. Robuste Technik, die mehrere Jahre zuverlässig und wartungsfrei arbeitet, ist hier gefragt.

Leistungstransformatoren sind elementare Komponenten der elektrischen Energieversorgung. Sie wandeln die Wechselspannung zwischen verschiedenen Spannungsebenen um und sind deshalb bei Stromerzeugung, -übertragung oder -verteilung in Kraftwerken, Industriebetrieben und Umspannwerken unverzichtbar. Leistungstransformatoren werden im Freien aufgestellt. Hier müssen sie Wind und Wetter ebenso trotzen wie Feuchtigkeit im Regenwald, Salznebel an der Küste, Gluthitze in Wüstengebieten oder eisiger Kälte am Polarkreis. Die an den Kühlsystemen eingesetzten Ventilatoren müssen ebenfalls mitspielen. Robuste Technik, die mehrere Jahre zuverlässig und wartungsfrei arbeitet, ist gefragt. Jeder Transformatorenausfall hätte schließlich fatale Folgen, da die Energieversorgung nicht mehr gewährleistet wäre.

Beim Betrieb von Transformatoren entsteht viel Abwärme, meistens wird Öl als Kühlmittel eingesetzt. Es überträgt die Wärme durch Konvektion – oder unterstützt durch Pumpsysteme – an das Transformatorengehäuse, das an der Außenseite Kühlrippen oder wärmetauscherähnliche Radiatoren hat. Bei großen Leistungstransformatoren werden diese zusätzlich mit Ventilatoren gekühlt, um trotz möglichst kompakter Kühlflächen Schäden durch Überhitzung zu vermeiden. Diese Ventilatoren müssen spezielle Anforderungen erfüllen, damit sie den harten Bedingungen im Außeneinsatz standhalten.

Ventilatoren verwandeln Transformatoren in Energiesparer

Es genügt also nicht, wenn die Ventilatoren die gewünschte Luftleistung fördern. Eigenschaften, wie Korrosionsbeständigkeit auch bei hoher Feuchtigkeit, ein wartungsfreier Betrieb ohne Schmierung und eine zuverlässige Funktion über eine möglichst lange Lebensdauer sind ebenso wichtig. Vorteilhaft ist außerdem, wenn sich die Kühlleistung bei Lastschwankungen an den tatsächlichen Bedarf anpassen lässt. Denn oft ist es nicht sinnvoll, einzelne Ventilatoren bei Teillastbetrieb des Transformators ganz abzuschalten, weil in diesem Bereich dann am Wärmetauscher ungekühlte „Hot-Spots“ entstehen können. Arbeiten die Ventilatoren zudem möglichst effizient, lassen sich über Jahre beachtliche Energiemengen und Kosten einsparen, die wiederum in Elektronetze gespeist werden können. Somit entsteht ein wirtschaftlich positiver Nutzen für die Energiebetreiber. Wenn sich die Transformatoren in der Nähe oder gar innerhalb von Wohngebieten befinden, spielt außerdem die Geräuschentwicklung eine nicht zu unterschätzende Rolle.

Der Motoren- und Ventilatorenspezialist EBM-Papst hat sich dieser Thematik angenommen und spezielle Transformatorventilatoren entwickelt. Sie erfüllen alle Anforderungen für eine anspruchsvolle Großtransformatorkühlung nach DIN EN 50216-12 „Zubehör für Transformatoren und Drosselspulen – Teil 12: Ventilatoren“ und werden in den Baugrößen 500 mm bis 1250 mm mit Luftleistungen bis 13 m³/s angeboten. Ihre Entwicklung basiert auf jahrzehntelanger Erfahrung und intensiver Forschungsarbeit, unterstützt durch umfangreiche Simulationen und Tests. Besondere Anforderungen im Hinblick auf lange Lebensdauer und Salznebelbeständigkeit (Korrosionsschutzklasse C5M nach DIN EN ISO 12944) werden erfüllt, der Ventilator ist also auch für eine Anwendung in Küstennähe mit hoher Salzbelastung geeignet.

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