Wie wählt man die richtige Bauart aus? Trocken- und Öltransformatoren

Wenn Sie sich die Frage stellen, wie Sie einen Trafo aussuchen sollen, so müssen Sie in diese  Entscheidung zahlreiche technische, sicherheitsrelevante und wirtschaftliche Parameter einfließen lassen. Die wichtigste Frage, mit der sich Planer und Einkäufer auseinandersetzen müssen, lautet: Ist für den jeweiligen Einsatz ein Trockentransformator oder ein Öltransformator die richtige Wahl? Dies hängt ganz vom Einsatzzweck ab – beide Bauarten sind fest am Markt etabliert, basieren jedoch auf grundlegend unterschiedlichen Prinzipien bei Isolierung und Kühlung.

Trockentransformatoren: Sicherheit hat hier Vorrang

Trockentransformatoren verwenden keinerlei Flüssigkeiten – weder zur Kühlung, noch zur Isolierung. Der Magnetkern und die Wicklungen werden durch natürliche Luftzirkulation oder durch Zwangsbelüftung mit Ventilatoren gekühlt. Am beliebtesten sind Gießharztransformatoren. Bei dieser Bauart werden die Wicklungen im Vakuum in Spezialharz eingegossen. Dieses Epoxidharz schützt die Wicklungen vor Feuchtigkeit, Staub und anderen Einflüssen aus der Umgebung.

Die wichtigsten Vorteile von Trockentransformatoren

• Umweltfreundlicher Betrieb: Es können hier keine giftigen Stoffe oder Öl in den Boden oder ins Grundwasser entweichen.
• Hohe Brandsicherheit: Epoxidharz ist an sich selbstlöschend und fördert auch nicht den Verbrennungsprozess. Daher können Sie diese Maschinen direkt in Gebäuden, Krankenhäusern oder Einkaufszentren unterbringen — ohne die Notwendigkeit von speziellen Brandschutzmaßnahmen.
• Minimaler Wartungsaufwand: Die Überprüfung des Ölstands, die Ölfilterung oder der Austausch von Dichtungen entfallen somit. Das regelmäßige Entfernen von Staub ist ausreichend.

Nachteile

• Höhere Anschaffungskosten: Die Anfangsinvestition ist bei der Trockentechnik in der Regel höher als bei der ölgefüllten Alternative.
• Geringere Überlastbarkeit: Trockentransformatoren reagieren empfindlicher auf plötzliche und langfristige Überlastung, da die Luft im Gegensatz zum Öl die Wärme langsamer ableitet.
• Höhere Verlustleistung im Betrieb

Öltransformatoren: Leistung und bewährt im Betrieb

Öltransformatoren nutzen als Isolier- und Kühlmedium Mineralöl oder moderne synthetische bzw. natürliche Ester. Die Wicklungen sind vollständig in einen Behälter mit Flüssigkeit eingetaucht, welche die entstehende Wärme an die Kühlrippen an der Außenseite des Behälters abgibt. Typische Vertreter sind hier klassische ölgefüllte Verteilertransformatoren.

Die wichtigsten Vorteile von Transformatoren

• Hervorragende Kühleigenschaften: Das Öl verfügt über eine ausgezeichnete Wärmekapazität. Dadurch können Öltransformatoren stärkere und längere Überlastungen bewältigen, ohne dass die Gefahr einer sofortigen Beschädigung der Isolierung besteht.
• Geringere Anschaffungskosten: Es handelt sich hierbei um eine ältere und einfachere Technologie, was sich im niedrigeren Anschaffungspreis auswirkt.
• Geringere Verlustleistung, daher ökonomischer im Betrieb
• Längere Lebensdauer beim Einsatz im Freien: Unter rauen Außenbedingungen halten diese Geräte bei ordnungsgemäßer Wartung extrem lange.

Nachteile

• Risiko eines Brandes oder ökologischen Störfalls: Mineralöl ist eine brennbare Flüssigkeit. Im Falle einer Störung besteht Brandgefahr oder Gefahr eines Austritts von Öl in die Umwelt. Dies macht die Errichtung von Auffangbehältern für solche Fälle notwendig.
• Notwendigkeit regelmäßiger Kontrollen: Es ist erforderlich, die Dichtheit des Deckels, der Einfüllstutzen, Durchführungen und des weiteren Zubehörs zu prüfen.

Elektrische Verluste: Ganz wichtig bei den Betriebskosten  

Bei der Auswahl eines Transformators sind nicht nur dessen Anschaffungspreis und der Wartungsaufwand von Bedeutung. Elektrische Verluste sind jene Energie, die beim Betrieb in Wärme umgewandelt wird und die Stromkosten in die Höhe treibt. Wir unterscheiden dabei zwischen Leerlaufverlusten, welche immer entstehen, wenn der Trafo unter Spannung steht, und Lastverlusten, die von der Trafolast abhängen.

Öltransformatoren weisen im Vergleich zu Trockentransformatoren geringere elektrische Verluste auf – insbesondere im Leerlauf. Beim Langzeitbetrieb können Öltrafos somit erhebliche Stromkosten einsparen. Die genaue Differenz hängt jedoch von der Bauart und den Parametern der miteinander verglichenen Geräte ab sowie auch von der Art und Weise, wie diese eingesetzt werden.

Vergleichen Sie daher bei Ihrer Kaufentscheidung die Herstellerangaben zu den Verlusten bei gleicher Nennleistung und berücksichtigen Sie die zu erwartende Last, die Betriebszeit sowie auch den Strompreis. Erst zusammen mit den Anschaffungs-, Installations- und Wartungskosten erhalten Sie ein realistisches Bild der Gesamtkosten über die Lebensdauer des Transformators. 

Trocken- vs. Öltransformator: Ein Praxisvergleich

Bei der Entscheidung, welches Konzept für Ihr konkretes Projekt das richtige ist, empfehlen wir Ihnen, die folgenden drei entscheidenden Kriterien zu vergleichen:

• Aufstellungsort des Geräts: Wenn Sie vorhaben, den Transformator direkt im Inneren eines Gebäudes, in der Nähe von Wohngebieten oder in unterirdischen Räumlichkeiten aufzustellen, sind Trockentransformatoren mit Gießharz eindeutig die erste Wahl. Für Trafo-Stationen im Freien, in Industrieparks und auf Freiflächen sind ölgefüllte Verteilertransformatoren aufgrund ihrer Robustheit und ihres Preises die günstigere Wahl.
• Umweltauflagen: In Wasserschutzgebieten oder in modernen, ökologischen Betrieben mit strengen ISO-Standards stellt ein Ölaustritt ein untragbares Risiko dar. Die Trockenbauweise eliminiert dieses Risiko vollständig.
• Budget vs. Betriebskosten: Öltrafos zeichnen sich normalerweise durch niedrigere Anschaffungskosten aus und auch deren Betrieb kann aufgrund der geringeren elektrischen Verluste kostengünstiger kommen. Trockentransformatoren sind normalerweise wartungsärmer, doch die Einsparungen bei den Wartungskosten bedeuten nicht zwangsläufig niedrigere Gesamtkosten. Berücksichtigen Sie bei der Auswahl daher den Preis der ganzen Anlage, deren Installation, Wartung sowie die Kosten der während des Betriebs verlorengegangenen Energie. 

Wie wählt man also den richtigen Trafo aus?

Eine allgemeingültige Antwort gibt es bei dieser Frage nicht. Es hängt immer von den konkreten Projektbedingungen, den Brandschutzanforderungen und den umweltspezifischen Einschränkungen des jeweiligen Standortes ab. Wenn Sie eine Lösung mit niedrigerem Wartungsaufwand und höherer Brandsicherheit für Innenräume suchen, wählen Sie die trockene Bauart. Wenn Sie maximale Leistung im Freien zu einem günstigen Anschaffungspreis und tendenziell niedrigeren Betriebskosten benötigen, setzen Sie auf den ölgefüllten Klassiker.

Wir sind Ihnen bei dieser wichtigen Entscheidungsfindung gerne behilflich. Unsere Ingenieure analysieren die Einzelheiten Ihrer Anforderungen und erstellen eine maßgeschneiderte Lösung, die über Jahrzehnte hinweg zuverlässig funktionieren wird. Kontaktieren Sie uns noch heute und erhalten Sie einen fachmännischen Entwurf für Ihr Netz.