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[[Datei:Leistungstrafo Wicklungen.jpg|mini|Dreiphasenwechselstrom-Transformator bei der Demontage]]
Ein '''Dreiphasenwechselstrom-Transformator''', '''Dreiphasentransformator''' oder '''Drehstromtransformator''' fasst die zur Transformation in einem [[Dreiphasenwechselstrom|Dreiphasensystem]] notwendigen drei einzelnen [[Transformator]]en zu einem einzigen zusammen. Typischerweise sind [[Leistungstransformator]]en als Dreiphasentransformator ausgeführt. Der erste Dreiphasentransformator wurde 1890 von [[Michail Ossipowitsch Doliwo-Dobrowolski|Michail Dolivo-Dobrowolski]] bei der [[AEG]] in Berlin gebaut, nachdem er dort zuvor das Dreiphasensystem entwickelt hatte.<ref> {{Webarchiv | url=http://www.vde.com/de/fg/ETG/Arbeitsgebiete/Geschichte/Aktuelles/Seiten/Buch-Dolivo-Dobrowolsky.aspx | wayback=20101024102620 | text=Michael von Dolivo-Dobrowolsky und der Drehstrom}}, VDE-Website.</ref><ref>Gerhard Neidhöfer: ''Michael von Dolivo-Dobrowolsky und der Drehstrom. Anfänge der modernen Antriebstechnik und Stromversorgung.'' VDE-Buchreihe ''Geschichte der Elektrotechnik.'' Band 9, 2. Auflage. VDE Verlag, Berlin / Offenbach, ISBN 978-3-8007-3115-2.</ref><ref>{{Webarchiv | url=http://www.datenschutz-praxis.de/lexikon/d/dolivo-dobrowolski.html | archive-is=20120723133216 | text=Dolivo-Dobrowolski}}, WEKA Media Lexikon.</ref> Der erste praktische Einsatz von Dreiphasentransformatoren zur elektrischen Übertragung von Energie mit hochtransformiertem Dreiphasenwechselstrom erfolgte im Jahr darauf bei der [[Drehstromübertragung Lauffen–Frankfurt]] im Rahmen der [[Internationale Elektrotechnische Ausstellung 1891|Internationalen Elektrotechnischen Ausstellung 1891]].

== Aufbau ==
[[Datei:Dreiphasen Transformator.svg|mini|Wicklungsaufbau eines Dreiphasentransformators (Dreischenkelausführung)]]
[[Datei:TMW 50971 Transformatorschenkel eines Leistungstransformators Detailaufnahme Wicklungen.jpg|mini|Teilschnitt der Wicklungen auf einem Schenkel eines 40-MVA-Leistungstransformators (110 kV auf 10 kV)]]
Dreiphasentransformatoren sind ähnlich wie einphasige [[Transformator#Anordnung|Transformatoren]] aufgebaut. Im Unterschied zu diesen bestehen Primär- und Sekundärseite jedoch aus jeweils drei getrennten Wicklungen – üblicherweise mit U, V, W für die Oberspannungsseite und u, v, w für die Unterspannungsseite bezeichnet –, die auf einem weichmagnetischen [[Eisenkern]], der üblicherweise einem „geschlossenen E“ ähnelt, untergebracht sind (siehe nebenstehende Skizze). Die drei mit den Spulen bewickelten Teile des Kernes werden ''Schenkel'' genannt, die Eisenkern-Brücke über die drei Schenkel ''Joch''. Die Ober- und Unterspannungswicklung jeder Phase wird im einfachsten, üblichen Fall auf dem gleichen Schenkel angebracht, getrennt durch Isolationsmaterial und im späteren Einsatz bei großen Transformatoren auch Öl. Es gibt aber auch Fünfschenkelkerne (siehe unten). Die Kerne sind aus [[Textur (Kristallographie)|Texturblech]] einer Dicke von beispielsweise 0,35 mm so zusammengesetzt, dass der [[Magnetischer Fluss|magnetische Fluss]] möglichst in Texturrichtung verläuft.

Zur gedanklichen Herleitung des Gesamtaufbaues geht man zunächst von drei Einphasentransformatoren für jeweils eine Phase aus – jeder mit einem Wickel und einem geschlossenen Kern. Der nicht bewickelte Schenkel, der Rückflussschenkel, dient dazu, den [[Magnetischer Kreis|magnetischen Kreis]] zu schließen. Nun denkt man sich die drei Transformatoren sternförmig am Rückflussschenkel aneinander gefügt, sodass ein gemeinsamer Rückflussschenkel für alle drei Transformatoren entsteht. Bei einem [[Symmetrische Belastung|symmetrisch]] belasteten Dreiphasensystem, d. h. bei gleicher Belastung aller drei [[Außenleiter]], heben sich im gemeinsamen Rückflussschenkel des Eisenkerns die [[Magnetischer Fluss|magnetischen Flüsse]] aufgrund der [[Phasenverschiebung]] gegenseitig auf, weshalb der Rückflussschenkel entfallen kann. Somit kann der Kern, wie in der Skizze dargestellt, als Dreischenkelkern ausgeführt werden.

{{Anker|Fünfschenkelausführung}}
Der symmetrische Fall ist jedoch im Betrieb nicht immer sicherzustellen, man spricht dann auch von einer [[Schieflast]], die bei einigen Schaltgruppen zu einer unerwünschten [[Sternpunktverschiebung]] und einem starken [[Streufluss|magnetischen Streufluss]] führt. Zur Vermeidung dieses Zustands werden manche Dreiphasentransformatoren, abhängig von der Schaltgruppe (z. B. Kuppeltransformatoren in der Schaltgruppe „Yy0“) entweder mit einem Fünfschenkelkern mit zwei zusätzlichen äußeren Rückflussschenkeln versehen oder bei Dreischenkelkernausführung mit einer zusätzlichen Tertiärwicklung zur Kompensation ausgeführt. Eine solche [[Ausgleichswicklung]] ist in Dreieck geschaltet und führt nur dann einen (Ring-)Strom, wenn Schieflast vorliegt. Sie sorgt für die Stabilität (Symmetrie) des Sternpunktes bei Schieflast. Auch eine der Hauptwicklungen kann diese Funktion für die jeweils andere, in Stern geschaltete Hauptwicklung übernehmen, wenn sie in Dreieck geschaltet ist<ref name="oswald">{{Webarchiv|url=http://antriebstechnik.fh-stralsund.de/1024x768/Dokumentenframe/Versuchsanleitungen/EMA/Trafo.pdf |wayback=20160310180507 |text=Archivierte Kopie |archiv-bot=2024-11-29 14:28:06 InternetArchiveBot }} B. R. Oswald: ''Vorlesung Elektrische Energieversorgung I Skript Transformatoren (Korrigierte Ausgabe 2005)'', Lehrmaterial der [[Universität Hannover]] / Institut für Energieversorgung und Hochspannungstechnik, abgerufen am 6. Feb. 2019</ref>.

Wie die in Summe sechs Anschlüsse je Seite eines Dreiphasentransformators miteinander verschaltet werden, wird durch die [[Schaltgruppe]] bestimmt. Übliche Verschaltungen sind [[Sternschaltung|Stern-]] und [[Dreieckschaltung]], die im Prinzip auf beiden Seiten beliebig kombiniert werden können. Dadurch ergeben sich zwischen den Außenleiterspannungen der Ober- bzw. Unterspannungsseite unterschiedliche Phasenverschiebungen, die nicht nur 0° bzw. 180° wie bei einphasigen Transformatoren betragen können. In diesen Fällen wird das Übersetzungsverhältnis durch einen [[Komplexe Zahl|komplexen Faktor]] ausgedrückt, der zusätzlich die Phasenverschiebung beinhaltet. Aus diesem Grund ist bei Parallelbetrieb von mehreren Dreiphasentransformatoren die Schaltgruppe zu beachten.

== Beispiel ==
Die [[Schaltgruppe]] ''Dyn5'' eines Dreiphasenwechselstrom-Transformators bedeutet:

* D = Oberspannungswicklung in Dreieckschaltung
* y = Unterspannungswicklung in Sternschaltung
* n = herausgeführter Sternpunkt (Neutralleiter)
* 5 = Phasenverschiebung zwischen Ober- und Unterspannung beträgt: 5 * 30° = 150°

<gallery>
Kändelweg Umspanner.jpg|Von Höchst- auf Hochspannung
Transzformator.jpg|Von Hoch- auf Mittelspannung
Pylon transformer in Syria.jpg|Von Mittel- auf Niederspannung (auf Hochspannungsleitungs-Mast)
</gallery>

== Beschränkungen ==
[[Datei:Umspannwerk-Hoheneck_Trafo421-Bank.jpg|mini|Drei einphasige Kuppeltransformatoren zwischen der 380-kV- und 220-kV-Ebene im [[Umspannwerk Hoheneck]] ]]
Für sehr hohe Spannungen und große Übertragungsleistungen ist es nicht möglich, Dreiphasenwechselstromtransformatoren zu bauen, die auf öffentlichen Verkehrswegen transportiert werden können. Daher werden normalerweise drei einphasige Einheiten eingesetzt.

== Literatur ==
* {{Literatur|Autor=Gregor D. Häberle, Heinz O. Häberle|Titel=Transformatoren und elektrische Maschinen in Anlagen der Energietechnik|Auflage=2.|Verlag=Europa-Lehrmittel|Ort=Haan-Gruiten|Jahr=1990|ISBN=3-8085-5002-3}}
* {{Literatur|Autor=Gerd Fehmel, Horst Flachmann, Otto Mai|Titel=Die Meisterprüfung Elektrische Maschinen|Auflage=12.|Verlag=Vogel Buchverlag|Ort=Oldenburg / Würzburg|Jahr=2000|ISBN=3-8023-1795-5}}

== Weblinks ==
* [http://www.asa-trafo-bau.com/contdeu/physfakt/d/drehstrt.htm Schematische Zeichnung], ASA Trafobau

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Transformator]]

Dreiphasenwechselstrom-Transformator - Versionsgeschichte

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