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2023-08-18T14:32:34Z

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[[Datei:IMG 4734 zicht deksel 722.JPG|miniatur|375-MVA-Maschinentransformator mit einer Generatorspannung von 22 kV (linke Seite, dicke silberne Rohre) und 150-kV-Abgang in das Hochspannungsnetz (rechts)]]
Ein '''Maschinentransformator''', auch '''Blocktransformator''' oder '''Maschinenumspanner''' genannt ({{EnS|''generator transformer''}}), ist in der [[Elektrische Energie|elektrischen Energietechnik]] ein [[Leistungstransformator]], der als Teil eines [[Kraftwerk]]s die im [[Elektrischer Generator|elektrischen Generator]] erzeugte [[elektrische Spannung]] in [[Hochspannung]] transformiert, um diese in das [[Stromnetz]] einzuspeisen.

== Allgemeines ==
[[Datei:Maschinentransformator Schema.png|miniatur|right|Schematische Darstellung eines Maschinentransformators]]
[[Datei:Hogestroom doorvoering.JPG|mini|Hochstromdurchführung für z. B. den Anschluss eines Maschinentransformators an die Generatorausleitung]]
Die bei mittleren bis größeren Kraftwerksblöcken zur Umwandlung der von der [[Turbine]] gelieferten mechanischen Leistung eingesetzten [[Drehstrom-Synchronmaschine|Synchrongeneratoren]] wie den [[Turbogenerator]]en können konstruktionsbedingt nur auf Generatorspannungen von einigen [[Volt|Kilovolt]] ausgelegt werden: Bei einer Blockleistung bis zu 40 [[Voltampere|MVA]] sind 6,3 kV üblich, und bei großen Kraftwerksblöcken von über 1000 MVA werden bis zu 27 kV erreicht. Die bei diesen Leistungen auftretenden sehr hohen Generatorströme von einigen 10 [[Ampere|kA]] lassen sich nicht wirtschaftlich verteilen, da die Verluste entlang einer [[Elektrische Leitung|Leitung]] durch den [[Elektrischer Widerstand|elektrischen Widerstand]] quadratisch mit dem Strom zunehmen.

Der Maschinentransformator setzt die Generatorspannung daher auf die im Hochspannungsnetz üblichen deutlich höheren Spannungen von beispielsweise 220 kV oder auch 380 kV um, wobei der Strom um den gleichen Faktor kleiner wird, um den die Spannung heraufgesetzt wird. Maschinentransformatoren zählen aufgrund der hohen Leistungen und mit einem Gewicht von über 500 Tonnen zu den größten technisch eingesetzten Transformatoren.

Bei Kraftwerken, welche nicht [[schwarzstart]]fähig sind, wie beispielsweise manche [[Kohlekraftwerk]]e, wird die zum Anfahren nötige Energie dem Stromnetz über den Maschinentrafo entnommen. Der Maschinentransformator wird in dieser Betriebsart kurzzeitig „rückwärts“ betrieben und liefert die Leistung für den Eigenbedarf des Kraftwerks.

== Steuereinrichtungen ==
Die meisten Maschinentransformatoren sind neben den notwendigen Kühl- und Kontrolleinrichtungen mit einem [[Stufenschalter für Leistungstransformatoren|Stufenschalter]] zur Einstellung der Blindleistung (indirekt über dem Generatorspannungsregler) ausgestattet, der im Anfahrbetrieb die Eigenbedarfsspannung regelt. Zwischen Generator und Maschinentransformator befindet sich weiterhin ein [[Leistungsschalter|Generatorleistungsschalter]], mit dem der Generator vom Maschinentransformator getrennt werden kann.

== Sicherheit ==
[[Datei:High-voltage in Iraq.jpg|mini|Maschinentransformator eines kalorischen Kraftwerks. Die Betonwand hinter dem Transformator dient als Brandschutzwand]]
Maschinentransformatoren sind aufgrund der großen Leistung als [[Transformatorenöl|ölgefüllte]] und im Regelfall als [[Drehstromtransformator]]en ausgeführt. Bei Kraftwerken in speziellen Einsatzbereichen wie für [[Bahnstrom]] kommen auch einphasige Maschinentransformatoren zur Anwendung. Das im Transformator eingesetzte Mineralöl dient der elektrischen Isolation und der Wärmeabfuhr nach außen. Isolationsfehler im Transformator können durch spezielle Sicherheitseinrichtungen (wie das [[Buchholz-Relais]]) festgestellt werden. Bei schwerwiegenden Isolationsfehlern kommt es infolge der Überhitzung zur übermäßigen Gasbildung im Öl mit der Folge eines Transformatorbrandes.

Bei dem nur schwer löschbaren Brand wird der Transformator im Regelfall zerstört, da sich die Brandbekämpfung auf das Kühlen der Außenumwandung beschränken muss. Zur Vermeidung von Folgeschäden an der restlichen Infrastruktur werden deswegen Leistungstransformatoren baulich getrennt und im Außenbereich der Kraftwerksanlage positioniert und durch [[Brandwand|Brandschutzwände]] von dem Maschinenhaus oder anderen Anlageteilen getrennt. Ebenso wird bei der Planung eines Kraftwerkes auf die schnelle Austauschbarkeit geachtet, beispielsweise die Transformatoren auf Rollen montiert und in Schienen geführt.

== Literaturquellen ==
* {{Literatur
|Autor = [[René Flosdorff]], Günther Hilgarth
|Titel = Elektrische Energieverteilung
|Verlag = Teubner | Jahr = 2003 | Auflage = 8. | ISBN = 3-519-26424-2 }}

* DIN EN 50464-1:2007 (VDE 0532-221): ''Ölgefüllte Drehstrom-Verteilungstransformatoren 50 Hz, 50 kVA bis 2500 kVA''

[[Kategorie:Transformator]]
[[Kategorie:Kraftwerkskomponente]]

Maschinentransformator - Versionsgeschichte

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