Normen und Vorschriften
Normen
Die unten beschriebenen Schaltgeräte und Betriebsmittel sind für Systeme mit einer Bemessungsspannung von > 1 kV bis 24 kV ausgelegt und entsprechen den folgenden Normen für Hochspannungs-Schaltgeräte und -Schaltanlagen:
| Norm | Beschreibung |
|---|---|
| IEC 62271-1 (VDE 0671-1) | Hochspannungs-Schaltgeräte und -Schaltanlagen - Gemeinsame Bestimmungen |
| IEC 62271-200 (VDE 0671-200) | Metallgekapselte Wechselstrom-Schaltanlagen für Bemessungsspannungen über 1 kV bis einschließlich 52 kV |
| IEC 62271-103 (VDE 0671-103) | Lastschalter für Bemessungsspannungen über 1 kV und unter 52 kV |
| IEC 62271-100 (VDE 0671-100) | Wechselstrom-Leistungsschalter |
| IEC 62271-102 (VDE 0671-102) | Wechselstrom-Trennschalter und Erdungsschalter |
| IEC 62271-105 (VDE 0671-105) | Wechselstrom-Lastschalter-Sicherungs-Kombinationen |
Ebenso kann die Erfüllung der folgenden nationalen Normen gefordert werden, z.B.:
Frankreich = UTE
Großbritannien und Nordirland = BS
USA = ANSI
UTE und BS sind im Bereich der oben zitierten Normen mit VDE vollständig übereinstimmend.
Ökodesign-Verordnung
Mit der Ökodesign-Verordnung Nr. 548/2014 definierte die Europäische Union ab 2015 neue Mindestanforderungen an die Energieeffizienz von Transformatoren (Stufe 1). Im Jahr 2019 wurde die ursprüngliche Verordnung durch die Verordnung 2019/1783 ergänzt. Ab dem 1. Juli 2021 greift die zweite Stufe, wonach im Europäischen Wirtschaftsraum nur noch Transformatoren in Verkehr gebracht werden, welche die Anforderungen der Verordnung erfüllen. Mit der zweiten Verordnung wurden gezielte Ausnahmen von den Mindesteffizienzanforderungen der Stufe 2 eingeführt und mehrere Bestimmungen der ursprünglichen Verordnung präzisiert. Die Anforderungen der Ökodesign-Verordnung umfassen:
- Mindestanforderungen an die Energieleistung oder -effizienz von Mittel- und Großleistungstransformatoren
- Anforderungen an die Produktinformationen
- Anforderungen an die technischen Unterlagen
Mindestanforderungen an die Energieeffizienz von Verteilungstransformatoren bis 3,15 MVA
Die Energieeffizienz misst sich anhand der Verluste des Transformators. Unterschieden werden dabei zwei Arten von Verlusten:
- Leerlaufverluste Po (Ao, AAo): Sie werden im Kern als Ergebnis des Magnetisierungsprozesses erzeugt und können durch den Prozess der Kernherstellung optimiert werden (z. B.: Breite der Kernbleche).
- Lastverluste Pk (Ak, Bk, Ck, Dk): Sie werden in den Spulen erzeugt und hängen vom Strom und Widerstand der Spulen ab. Eine Optimierung ist durch die Verwendung von Materialien mit höherer Temperaturbeständigkeit möglich (z. B.: Isolierpapier, Leitungskabel).
In der ersten und zweiten Stufe der Ökodesign-Verordnung gelten folgende Mindestanforderungen an die Energieffizienz der Tranformatoren:
- Für Öltransformatoren:
| Stufe 1 (2015) | Stufe 2 (2021) | |
|---|---|---|
| Leerlaufverluste P0 | A0 | AA0 (A0 - 10%) |
| Lastverluste Pk | Ak, Bk und für spezifische Typen Ck | Nur Ak |
- Für Gießharz-Transformatoren:
| Stufe 1 (2015) | Stufe 2 (2021) | |
|---|---|---|
| Leerlaufverluste P0 | A0 | AA0 (A0 - 10%) |
| Lastverluste Pk | Ak und für spezifische Typen Bk | Nur Ak |
Mindestanforderungen an Mittelleistungstransformatoren > 3,15 MVA
Es sind keine Verlustwerte vorgeschrieben, aber es bestehen Mindestanforderungen an den maximalen Wirkungsgrad bei Mittelleistungstransformatoren mit einer Nennleistung > 3,15 MVA. Zur Berechnung des maximalen Wirkungsgrades kommt der Peak Efficiency Index (PEI) zum Einsatz. Neben dem Gewicht aller Hauptbestandteile des Leistungstransformators sind der Mindestwert für den maximalen Wirkungsgrad und die Leistung, bei der er auftritt, auf dem Leistungsschild anzugeben.
Weitere Veränderungen durch die Ökodesign-Verordnung Stufe 2
Durch die zweite Stufe ergeben sich neben den verringerten Verlusten weitere Veränderungen: Die Abmessungen, das Gewicht und die Herstellungskosten steigen i. d. R., da energieeffiziente Transformatoren mehr Wicklungsmaterial und hochwertigere Kernbleche benötigen.
Ausnahmen bei der Anwendung der Verordnung
Die Verordnung findet u. a. nach wie vor keine Anwendung auf Messwandler, MS/ MS-Transformatoren bis 5 MVA, Ofentransformatoren, Transformatoren für Offshore-, Tiefsee- oder explosionsgeschützte Anwendungen, Transformatoren für den Einsatz während einer außerplanmäßigen Unterbrechung der normalen Stromversorgung, Prüftransformatoren, Anfahrtstransformatoren, Erdungstransformatoren oder Schweißtransformatoren. Auch auf Transformatoren die eigens dazu ausgelegt sind, Gleichstrom für elektronische Lasten oder Gleichrichterlasten zu liefern findet die Verordnung keine Anwendung.
