Spannungsregelung von
Transformatoren für die Energieversorgung
Überwachen. Registrieren. Steuern.
Worauf kommt es bei effizienter Spannungsregelung an?
Effiziente Spannungsregelung spielt eine entscheidende Rolle in der Energieversorgung, insbesondere bei der Regelung an Transformatoren mit Stufenschaltern. Grundsätzlich geht es bei der Spannungsregelung darum, die Ausgangsspannung des Transformators auf einem stabilen Niveau zu halten (innerhalb der definierten Toleranzgrenzen), um damit auf Schwankungen in der Eingangsspannung oder Laständerungen zu reagieren. Dafür ist präzise und zuverlässige Regeltechnik unerlässlich.
Bei unseren tausendfach bewährten und weltweit eingesetzten Spannungsreglern der »REGSys®«-Familie stehen Flexibilität mit Blick auf kundenspezifische Spannungsregelung-Anwendungen und einfache Bedienung im Vordergrund. Die Geräte überwachen kontinuierlich die Ausgangsspannung und passen sie entsprechend an, um die gewünschte Spannung zu erreichen und zu halten. Darüber hinaus lassen sich die Geräte der »REGSys®«-Familie einfach zu einem Reglerverbund (z. B. Parallelbetrieb) zusammenschalten. Der Anwender findet für jede Aufgabe die richtige Lösung.
Unsere Regler – Multifunktional und flexibel
Produkte
Spannungsregelung mit Komfort
Mit den intelligenten Zusatzfunktionen unserer »REGSys®« Geräte
Das Spannungsregelsystem »REGSys®« ist für die Regelung, die Überwachung und das Monitoring von Stufentransformatoren in Mittel- und Hochspannungsnetzen konzipiert.
Eine Vielzahl frei parametrierbarer Ein- und Ausgänge, Anzeige-LED’s, smarte Zusatzfunktionen – Schreiber und Logbuch, Messumformer und Statistiker, Parallelbetrieb mit Para-Gramer-Funktion, Trafo-Monitoring – und eine leistungsfähige Programmiersprache machen das Spannungsregelung-System besonders komfortabel.
In welchen Normen sind Standards für die Normspannung und Netzqualität festgelegt?
Auf allen Spannungsebenen gibt es Normen und Standards, die die Spannungs- und Netzqualität genau definieren und bewerten. Im Bereich der automatischen Spannungsregelung an Transformatoren mit Stufenschalten in der Hoch- und Mittelspannung sind vor allem die folgenden Normen maßgebend:
IEC 60038 (DIN EN 60038)
In dieser Norm werden die Normspannungswerte für elektrische Energieversorgungs- und Bahnstromnetze, Verbraucheranlagen und Geräte beschrieben.
EN 50160 (DIN EN 50160), IEC 61000-2-12
In dieser Norm wird die Mindestqualität der Netzversorgung, insbesondere der Versorgungsspannung, hinsichtlich Frequenz, Höhe, Kurvenform und Symmetrie der Leiterspannungen an der Übergabestelle zum Kunden in öffentlichen Nieder- und Mittelspannungsnetzen beschrieben.
IEC 61000-2-12
Diese Norm beschreibt die Grenzwerte und Eigenschaften von Spannungsstörungen und Signalverzerrungen in elektrischen Versorgungsnetzen mit einer Nennspannung von bis zu 35 kV. Sie legt spezifische Werte und Toleranzen für Parameter wie Spannungsabweichungen, Oberschwingungen, Flicker und Signalverzerrungen fest, um eine stabile und zuverlässige Energieversorgung zu gewährleisten.
Virtuelle Bedienungsanleitung
Beschreibung der grundlegenden Vorgehensweise bei
der Inbetriebnahme unseres Spannungsreglers REG-D(A)
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Wo und wann braucht man Geräte zur Spannungsregelung?
Geräte zur Spannungsregelung werden überall dort benötigt, wo eine stabile Stromversorgung erforderlich ist, sei es in industriellen Anlagen, im Transportwesen, in Wohngebieten oder im öffentlichen Energiesektor. Insbesondere in Netztransformatoren, die für die Verteilung und Übertragung von Strom in Stromnetzen verwendet werden, sind Spannungsregler unentbehrlich. Sie gewährleisten eine gleichmäßige Spannungsversorgung für Verbraucher, was wiederum die Effizienz des Stromnetzes erhöht und Ausfälle minimiert.
In der Energieversorgung ist die Spannungsregelung von Transformatoren ein entscheidender Schritt, um eine zuverlässige und qualitativ hochwertige Stromversorgung sicherzustellen. Spannungsregler wie unser »REGSys®«-Spannungsregelsystem für Transformatoren mit Stufenschaltern spielen dabei eine zentrale Rolle. Durch ihre kontinuierliche Überwachung und Anpassung sorgen sie dafür, Schwankungen in der Stromversorgung zu minimieren und die Effizienz des gesamten Systems zu verbessern.
Aufbau und Funktionsweise eines Spannungsreglers
Welche Funktion besitzen Spannungsregler?
Unter Spannungsregler versteht man ein fest installiertes Mess- und Regelgerät zur Steuerung von Laststufenschaltern an Transformatoren. Um die Regelung zu bewerkstelligen, wird mindestens die aktuelle Netzspannung erfasst und mit dem eingestellten Sollwert verglichen. Ist die Abweichung zwischen Ist- und Sollwert größer als die erlaubte Toleranz, erfolgen nach einer einstellbaren Zeitverzögerung Stellbefehle an den Laststufenschalter des Transformators. Bei unserem Spannungsregelsystem »REGSys®« kann die Spannungsregelung durch Zusatzfunktionen wie Stromeinfluss (z.B. Kompensation der Leitungsimpedanzen) oder Parallelbetrieb ergänzt werden. Die Messung der Istwerte von Spannung und ggf. Strom erfolgt dabei meist über Messwandler. Die korrekte Funktion des Stufenschalters kann über die Rückmeldung der Stufenstellung und der Lauflampe überprüft werden.
Wie sind Spannungsregler allgemein aufgebaut?
Der Spannungsregler ist in der Digitaltechnik ausgeführt. D.h. das Gerät basiert, ähnlich wie ein PC, auf einem Prozessor, auf dem die für die Regelung notwendigen Algorithmen und Abläufe ausgeführt werden. An den Schnittstellen des Gerätes zum Prozess findet entweder eine Analog/Digital-, eine Digital/Analog-Wandlung, oder eine Konditionierung der einzelnen Signale statt. Das wichtigste Signal für die Spannungsregelung ist der aktuelle Spannungsmesswert. Da der Spannungsregler im Allgemeinen in der Mittel- und Hochspannung zum Einsatz kommt, findet die Spannungsmessung überwiegend an einem Spannungswandler statt. Die vom Spannungswandler ausgegebene Spannung wird am Messeingang des Reglers erneut transformiert und anschließend in einem A/D Wandler digitalisiert.
Zur Erfassung der Stufenstellung, der Lauflampe und weiterer binärer Signale verfügt der Spannungsregler über Binäreingänge. Dort werden die Spannungssignale mittels einer aus Widerständen und Optokoppler bestehenden Schaltung in den Zustand ein oder aus überführt, welcher dann vom Programm des Reglers verarbeitet werden kann. Die Ansteuerung des Stufenschalters erfolgt durch Relais, welche von der internen Algorithmik angesteuert werden. Zusätzlich kann der Spannungsregler Prozesswerte (z.B. Stufenstellung) über Normsignale (z.B. -20 bis 20 mA) erfassen oder auch wieder ausgeben.
Was macht das Spannungsregelsystem »REGSys®« von A. Eberle besonders?
Unsere Spannungsregelsysteme werden bei unseren Kunden auf der ganzen Welt für ihre Zuverlässigkeit und Effizienz geschätzt. Mit unserem Spannungsregelsystem »REGSys®« können wir komplexeste Applikationen genau nach Kundenbedarf abbilden und sind Weltmarktführer im Bereich der Spannungsregelung an Transformatoren mit Stufenschaltern. Unsere Geräte zeichnen sich durch tausendfach bewährte Technologie und präzise Steuerungsmöglichkeiten aus und sind speziell für den Einsatz in Transformatoren an Energieanwendungen im Bereich der Hoch- und Mittelspannung entwickelt.
Arten von Spannungsreglern: Einstellbare Spannungsregler
Worin unterscheiden sich einstellbare Spannungsregler zu anderen Spannungsreglern?
Einstellbare Spannungsregler (Schaltregler) bieten im Vergleich zu anderen Spannungsreglern die Möglichkeit, die Ausgangsspannung manuell anzupassen. Dies bedeutet, dass sie flexibler sind und eine variable Ausgangsspannung liefern können, die je nach Anwendungsanforderungen eingestellt werden kann. Im Gegensatz dazu haben andere Spannungsregler oft eine festgelegte Ausgangsspannung, die nicht verändert werden kann.
Für welche speziellen Anwendungen werden sie benötigt?
Einstellbare Spannungsregler finden in einer Vielzahl von Anwendungen in der Energieversorgung Verwendung, insbesondere wenn eine flexible Anpassung der Ausgangsspannung erforderlich ist. Zum Beispiel können sie in Systemen eingesetzt werden, die verschiedene Spannungspegel erfordern, oder in Anwendungen, bei denen die Ausgangsspannung an wechselnde Lastbedingungen angepasst werden muss. Diese Flexibilität macht sie besonders geeignet für anspruchsvolle Umgebungen, in denen präzise Spannungsregelung erforderlich ist.
Sind Spannungsregler von A. Eberle einstellbare Spannungsregler?
Bei unserem Spannungsregelsystem »REGSys®« handelt es sich um einstellbare Spannungsregelsystemen. Diese bieten die Möglichkeit, die Ausgangsspannung entsprechend den Anforderungen der jeweiligen Anwendung anzupassen, sowie den Transformator gleichzeitig stetig zu monitoren und zu überwachen. Gerade in Situationen, in denen Flexibilität und Anpassungsfähigkeit erforderlich sind, können so Versorgungssicherheit, eine optimale Leistung und hohe Energieeffizienz gewährleistet werden.
Arten von Spannungsreglern: Längsregler
Worin unterscheiden sich Längsregler zu anderen Spannungsreglern?
Längsregler gehören zu der Klasse der linearen Spannungsregler (auch bezeichnet als „Linearregler“) und zeichnen sich dadurch aus, dass sie die Differenz zwischen der Eingangsspannung und der stabilisierten Ausgangsspannung linear regulieren. Im Gegensatz dazu arbeiten Schaltregler (einstellbare Spannungsregler) durch Schalten von Strompfaden, um die Ausgangsspannung zu steuern. Längsregler sind dahingegen einfacher aufgebaut und können außerdem eine geringere elektronische Rauschstörung aufweisen.
Für welche speziellen Anwendungen werden sie benötigt?
Längsregler werden häufig in Anwendungen benötigt, in denen eine präzise und stabile Spannungsregelung bei niedrigeren Leistungen erforderlich ist. Aufgrund ihrer Einfachheit und Effizienz eignen sie sich gut für Anwendungen mit geringer bis mittlerer Leistung, wie zum Beispiel bei der Regelung von Versorgungsspannungen im Niederspannungsbereich des Storm-Verteilnetzes.
Sind Spannungsregler von A. Eberle Längsregler?
Bei unserem Niederspannungsregelsystem »LVRSys®« handelt es sich um ein Längsregler-Spannungsregelsystem. Es zeichnet sich durch seine einfache und robuste Schaltung aus, die eine präzise Spannungsregelung bei niedrigeren Leistungen (7,5 kVA bis 630 kVA) ermöglicht. »LVRSys®« wurde als Lösung gegen Spannungshaltungsprobleme entwickelt, welche aufgrund der Integration von Elektromobilität, Photovoltaik und Wärmepumpen im Niederspannungsnetz auftreten. Das System stellt eine wirtschaftliche & flexible Alternative zum kosten- und zeitintensiven Leitungsausbau dar.
Arten von Spannungsreglern: Linearregler
Worin unterscheiden sich Linearregler zu anderen Spannungsreglern?
Linearregler sind eine Art von Spannungsreglern, die durch eine einfache, aber effektive Arbeitsweise gekennzeichnet sind. Man unterscheidet bei Ihnen zwischen Quer- und Längsreglern. Beim Querregler liegt die Last (der Verbraucher) parallel zur Reglerschaltung, beim Längsregler liegt die Regelstrecke (sogenannter Längstransistor) in Reihe mit dem Verbraucher. Im Gegensatz zu Schaltreglern, die durch das Schalten von Strompfaden arbeiten, regulieren Linearregler die Ausgangsspannung durch eine lineare Anpassung der Eingangsspannung. Dies bedeutet, dass Linearregler eine kontinuierliche Anpassung der Spannung durch einen variablen Widerstand oder Transistor ermöglichen, was eine präzise und stabile Spannungsregelung ermöglicht.
Für welche speziellen Anwendungen werden sie benötigt?
Linearregler finden häufig Anwendung in Situationen, in denen eine hohe Genauigkeit und geringe Rauschstörung erforderlich sind. Aufgrund ihrer einfachen Arbeitsweise und ihrer Fähigkeit, eine stabile Ausgangsspannung bei niedrigeren Leistungen bereitzustellen, eignen sie sich gut für Anwendungen mit geringer bis mittlerer Leistung, z.B. im Niederspannungsnetz in der Energieversorgung von Nachbarschafts-Strängen (daher auch der Begriff „Strangregler“) oder Industrieunternehmen.
Sind (alle/einige) A. Eberle Spannungsregler Linearregler?
Bei unserem »LVRSys®«-Niederspannungsregelsystem handelt es sich um einen Linearregler, genauer um einen Längsregler. Das System zeichnet sich so durch seine zuverlässige Arbeitsweise aus, die eine präzise Spannungsregelung bei niedrigeren Leistungen im Niederspannungsnetz (7,5 kVA bis 630 kVA)ermöglicht. Das System erfreut sich als flexible, wirtschaftliche und effiziente Lösung für Spannungshaltungsprobleme im Niederspannungsnetz großer Beliebtheit bei unseren Kunden auf der ganzen Welt.
Arten von Spannungsreglern: Querregler/Shunt-Regler
Worin unterscheiden sich Querregler zu anderen Spannungsreglern?
Querregler, auch bekannt als Shunt-Regler, funktionieren durch Ableitung von überschüssigem Strom von der Eingangsspannung zur Stabilisierung der Ausgangsspannung. Im Gegensatz zu Linearreglern und Schaltreglern, die die Eingangsspannung auf unterschiedliche Weise regulieren, regeln Querregler die Ausgangsspannung, indem sie einen Shunt-Widerstand parallel zum Lastwiderstand schalten. Dadurch wird ein Teil des Eingangsstroms direkt zur Masse abgeleitet, um die Ausgangsspannung aufrechtzuerhalten.
Für welche speziellen Anwendungen werden sie benötigt?
Querregler finden vor allem in Anwendungen Verwendung, bei denen eine hohe Stabilität der Ausgangsspannung erforderlich ist und gleichzeitig eine hohe Energieeffizienz gewährleistet werden soll. Sie eignen sich besonders gut für Anwendungen mit höheren Leistungen, in denen eine präzise Regelung und ein geringer Verlust an Energie wichtig sind. Beispiele für solche Anwendungen sind die Spannungsregelung in Hochleistungsnetzteilen oder in Systemen mit großen Laständerungen.
Arten von Spannungsreglern: Automatische Spannungsregelung/AVR9
Worin unterscheiden sich die automatische Spannungsregelung zur regulären Spannungsregelung?
Die automatische Spannungsregelung (AVR) unterscheidet sich von der regulären Spannungsregelung dadurch, dass sie eine kontinuierliche Überwachung und Anpassung der Ausgangsspannung in Echtzeit ermöglicht. Im Gegensatz zu statischen Spannungsreglern, die oft auf einem festen Referenzwert basieren, reagiert die AVR auf sich ändernde Bedingungen im Stromnetz und passt die Ausgangsspannung dynamisch an, um eine stabile Spannungsversorgung zu gewährleisten.
Für welche speziellen Anwendungen wird sie benötigt?
Die automatische Spannungsregelung (AVR) wird besonders in Anwendungen benötigt, bei denen eine kontinuierliche und präzise Spannungsregelung unerlässlich ist, um eine zuverlässige Stromversorgung sicherzustellen. Sie findet Anwendung in großen Stromnetzen, Umspannwerkten, Wasserkraftwerken, Windkraftparks, Industrieanlagen, Rechenzentren, Krankenhäusern und anderen kritischen Einrichtungen, wo selbst geringfügige Spannungsschwankungen zu Störungen, Effizienzeinbußen oder sogar Ausfällen führen können.
Sind (alle/einige) A. Eberle Spannungsregler automatische Spannungsregler?
Bei unseren Spannungsregler aus der »REGSys®«-Familie handelt es sich um automatische Spannungsregler. Diese zeichnen sich durch ihre fortschrittlichen Steuerungsmöglichkeiten und ihre Fähigkeit aus, die Ausgangsspannung kontinuierlich zu überwachen und anzupassen, um eine stabile Stromversorgung sicherzustellen. Durch ihre Zuverlässigkeit und Effizienz sind automatische Spannungsregler aus der »REGSys®«-Familie eine bevorzugte Wahl für kritische Stromversorgungssysteme.
Neuigkeiten aus der Produktgruppe
»REGSys®« – News
Produktneuheit
Produktauslauf: Profibus-DP in den Bauformen B01 & B02 zum 15.05.2024
3. Juni 2024
Das Produkt Profibus-DP in den Bauformen B01 & B02 zum 15.05.2024 nicht mehr bestellbar.[…]
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Wissensbeitrag
Parallelregelung an Transformatoren mit Stufenschaltern mit REGSys®
4. Januar 2024
Die Spannungsregelung an Transformatoren mit Stufenschaltern ist ein essenzielles Thema der Energieversorgung und -verteilung. Heute werden diese Aufgaben elektronisch mit hoher Regelgüte erledigt. Zum[…]
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Produktneuheit
Produktauslauf: Protokoll-Interface REG-PE zum 01.10.2022
28. Juli 2022
Die Leittechnikkarte REG-PE (TK860) ist aktuell für den Produktauslauf geplant.[…]
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Infobrief
Info-Brief Nr. 16: Heißpunkt-Temperatur und Lebensdauer von Transformatoren
26. August 2021
Leistungstransformatoren sind Schlüsselkomponenten der elektrischen Versorgungsnetze. Der Ausfall…[…]
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Infobrief
Info-Brief Nr. 13: Parallelbetrieb von Stufentransformatoren
26. August 2021
Die Faustregel, dass beim Parallelbetrieb von Transformatoren das Verhältnis der…[…]
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Infobrief
Info-Brief Nr. 11: Spannungsregelung mit Stufen-Transformatoren (Teil 3)
26. August 2021
Eine direkte Messung der Kreisstromstärke mit den üblichen Messmitteln ist nicht…[…]
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Infobrief
Info-Brief Nr. 10: Spannungsregelung mit Stufen-Transformatoren (Teil 2)
26. August 2021
Die folgenden Betrachtungen gelten für einen symmetrischen Betrieb des Drehstromnetzes, sodass das…[…]
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Infobrief
Info-Brief Nr. 9: Spannungsregelung mit Stufen-Transformatoren (Teil 1)
26. August 2021
Innerhalb einer Station sind die Transformatoren eng benachbart. Deshalb werden die…[…]
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Infobrief
Info-Brief Nr. 7: Lastabhängige Spannungsänderung
26. August 2021
Für die Regelung der Spannung ULast auf einen vorgegebenen Wert am festgelegten Lastpunkt (z.B. Ende…[…]
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Infobrief
Info-Brief Nr. 4: Summierung von Wechselströmen
19. August 2021
Bei der Parallelschaltung von Stromquellen gilt das Überlagerungsprinzip, wenn …[…]
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Applikationsbericht
Merkmal Dreiwickler des REGSys®
18. Dezember 2012
Das Merkmal Dreiwickler ist für die Spannungsregler REG-D und REG-DA verfügbar. Ursprünglich wurde das Merkmal entwickelt, um Dreiwicklungstransformatoren zu regeln…[…]
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Applikationsbericht
Wirk- und Blindleistung regeln mit REGSys®
18. Februar 2012
Die Aufgabe des Spannungsreglers REG-D(A) ist normalerweise die Regulierung der Spannung auf der Sekundärseite des Transformators.[…]
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