Einschaltstrom des Transformators
Wenn der Transformator an das Stromnetz angeschlossen ist, kann der Schock auf die volle Spannung im Transformator einen sehr großen Einschaltstrom verursachen, der das Zehnfache des Magnetisierungsstroms (Leerlaufstrom) im Normalbetrieb übersteigt.
Da der Magnetisierungsstrom im Transformator einige Prozent des Nennstroms des Transformators nicht überschreitet, überschreiten die Maximalwerte der Einschaltströme der Magnetisierungsströme beim Schütteln des Transformators den Nennstrom um nicht mehr als 6 – 8 mal.
Aus Sicht der dynamischen Stabilität der Transformatorwicklungen sind die angegebenen Einschaltströme für den Transformator unbedenklich, da die Wicklung für eine Vielzahl von Strömen ausgelegt ist, die bei Kurzschlüssen hinter dem Transformator auftreten. Der Schutz des Transformators vor den oben genannten magnetisierenden Stromstößen wird durch geeignete Vorrichtungen (gesättigte Zwischentransformatoren usw.) eingestellt.
Wenn die Spule mit voller Spannung eingeschaltet wird, kann es aufgrund der ungleichmäßigen Spannungsverteilung über die Spule und des Auftretens transienter Wellenformen zu Überspannungen in der Spule kommen. Die angegebenen Überspannungen für die Transformatorwicklungen sind jedoch sicher, da deren Isolierung für größere atmosphärische (Blitz-)Überspannungen ausgelegt ist.
Daher ist die Einbindung aller Transformatoren in das Netz beim Hochfahren auf die volle Spannung absolut sicher und erfolgt ohne Vorheizen des Transformators, unabhängig von der Jahreszeit und der Temperatur des Transformatoröls.
Das oben Gesagte gilt auch für die Einbindung eines Transformators in das Netz nach der Installation oder Überholung, da die Erfahrung zeigt, dass beim Einschalten durch Drücken und Vorliegen einer Störung der Transformator rechtzeitig vom Schutz getrennt wird und die Schadenshöhe beträgt nicht mehr als beim Einschalten des Transformators durch langsames Erhöhen der Spannung von Null, was zu erheblichen Schwierigkeiten bei den Arbeitsbedingungen führt und oft unmöglich ist.
Transformatoren müssen auf der Einspeiseseite mit voller Spannung versorgt werden, wobei ein entsprechender Schutz zu installieren ist.
Push-on-Test bei Nennspannung
Bei drei- bis fünfmaligem Einschalten sollten keine derartigen Phänomene auftreten, die auf einen unbefriedigenden Zustand des Transformators hinweisen. Diese Erfahrung bestätigt auch die Einstellung des Überstromschutzes in Abhängigkeit vom Magnetisierungsstrom des Transformators. Physikalisch lässt sich das Auftreten eines Überstroms wie folgt erklären.Beim Einschalten des Transformators ist der transiente Prozess der Prozess, bei dem der magnetische Fluss als Summe zweier Komponenten betrachtet werden kann: einer periodischen mit konstanter Amplitude und einer langsam gedämpften aperiodischen Komponente.
Im Moment des Einschlusses sind diese Komponenten gleichwertig und entgegengesetzt im Vorzeichen, ihre Summe ist gleich Null. Wenn die periodische Komponente die gleiche Polarität wie die aperiodische Komponente annimmt, werden sie arithmetisch addiert. Der höchstmögliche Wert dieser Summe beträgt nahezu das Doppelte der Amplitude der periodischen Komponente. Aufgrund der tiefen Sättigung des Stahls des Magnetkreises kann der Druck des Leerlaufstroms seinen Wert um das Zehn- und Hundertfache bzw. das 4- bis 6-fache des Nennstroms überschreiten.