Temperaturüberwachung am Trockentransformator: PT100, Schwellen, Abschaltung

2026-10-27 12:46 XIAOPAI

Temperaturüberwachung am Trockentransformator: PT100, Schwellen, Abschaltung

Ein Trockentransformator liegt in Luft, nicht in Öl. Damit fehlen ihm zwei Dinge, auf die man sich bei ölgefüllten Geräten verlässt: ein sichtbarer Ölstand und ein Buchholzrelais, das einen inneren Fehler meldet. Was bleibt, ist die Wicklungstemperatur – und sie ist das einzige Frühwarnsignal, das diese Bauart besitzt.

Die Temperaturüberwachung ist deshalb kein Zubehör, sondern die Schutzebene, die aus einem passiven Gebilde aus Eisen und Kupfer ein Gerät macht, das sich selbst schützt und seinen Zustand meldet. Dieser Beitrag beschreibt, wie die Kette aus Messen, Entscheiden und Handeln aufgebaut ist und welche Werte in die Ausschreibung gehören.

Die Messkette: drei Fühler in den Wicklungen

Die Erfassung erfolgt über drei Pt100-Widerstandsfühler, die bereits bei der Fertigung in die drei Wicklungspakete eingebettet werden. Ein Pt100 hat bei 0 °C einen Widerstand von 100 Ohm, der mit steigender Temperatur reproduzierbar zunimmt. Der Regler misst den Widerstand und rechnet ihn in Grad Celsius um – üblicherweise mit einer Auflösung von 0,1 K und einer Genauigkeit der Klasse 0,5 über einen Bereich von −30 bis 240 °C.

Der Einbauzeitpunkt ist der kritische Punkt an dieser Stelle. Nachträglich lässt sich ein Fühler in eine vergossene Wicklung nicht mehr einbringen. Wer die Temperaturüberwachung erst bei der Inbetriebnahme vermisst, bekommt sie nicht – deshalb gehört sie in die Bestellung und in die Zeichnung, nicht in die Nachverhandlung.

Die Schutzkette in drei Stufen

Der Regler vergleicht jede Phase mit frei einstellbaren Schwellen und steuert daraus drei Ausgänge: Lüfter, Alarm und Auslösung. Die Stufen greifen nacheinander, und jede hat eine andere Aufgabe.

Stufe	Typische Schwelle	Wirkung
Lüfter ein	etwa 100 °C	Zwangsbelüftung startet, Kühlung wird verstärkt
Übertemperaturalarm	etwa 130 °C	Meldung optisch und akustisch, Relais schaltet
Auslösung	etwa 150 °C	Leistungsschalter öffnet, Anlage wird abgeschaltet

Die Wahl der Schwellen ist keine Normvorgabe, sondern eine Auslegungsentscheidung. Sie muss zum Isolationssystem passen: Bei einer Wicklung der Wärmeklasse F liegt die Grenztemperatur bei 155 °C, weshalb die Auslösung knapp darunter angesetzt wird. Bei einer H-Ausführung mit 180 °C verschieben sich alle drei Werte nach oben. Wer die Schwellen ohne Bezug zur Wärmeklasse setzt, betreibt die Anlage entweder unnötig konservativ oder zu nah an der Alterungsgrenze.

Ein weiterer Punkt: Zwischen Alarm und Auslösung sollten mindestens 15 bis 20 K liegen. Ist der Abstand kleiner, wird aus einer Meldung eine Abschaltung, bevor jemand reagieren kann.

Was der Regler sonst noch leistet

Die drei Fühler werden fortlaufend abgetastet, und die Anzeige führt sowohl den aktuellen Wert je Phase als auch das Maximum. Das klingt nach einem Detail, ist aber der praktische Nutzen: Eine einseitig überhitzte Phase – etwa durch ungleiche Lastverteilung oder einen verschmutzten Kühlkanal – fällt nur auf, wenn die Phasen einzeln sichtbar sind.

Hinzu kommen die Lüftersteuerung mit getrennten Ein- und Ausschaltpunkten (häufig 80 °C aus, 100 °C ein, damit der Lüfter nicht taktet) sowie ein Handbetrieb für Prüfzwecke. Die Kommunikation läuft über RS485 mit Modbus, sodass alle Werte und Meldungen in die Leittechnik gelangen.

Die Ereignisaufzeichnung

Der praktisch am häufigsten unterschätzte Teil ist die Aufzeichnung. Tritt eine Abschaltung auf, lässt sich im Nachhinein nur dann klären, ob es ein Lüfterausfall, eine Überlast oder ein Fühlerfehler war, wenn die Zeitreihe der drei Temperaturen vorliegt. Ohne Aufzeichnung bleibt die Aussage „die Anlage hat abgeschaltet" – und die Ursache wird geraten.

Deshalb gehören zwei Dinge in die Bestellung: die Aufzeichnung selbst und die Frage, wie die Daten ausgelesen werden. Ein Regler, dessen Speicher nur vor Ort am Gerät lesbar ist, hilft in einer Station ohne Besetzung nicht weiter.

Was in die Ausschreibung gehört

Fühlerbestückung: drei Pt100, in die Wicklungen eingebettet, mit Angabe der Genauigkeitsklasse.
Schwellen: Lüfter ein/aus, Alarm, Auslösung – mit Bezug auf die Wärmeklasse der Wicklung.
Ausgänge: potentialfreie Kontakte für Alarm und Auslösung, getrennt geführt.
Schnittstelle: RS485 mit Modbus und dokumentiertem Registerabbild. Ohne Registerliste ist die Anbindung ein Projekt für sich.
Aufzeichnung: Speichertiefe und Ausleseweg.
Störfestigkeit: Nachweis der EMV-Prüfungen, weil der Regler in einer Schaltanlage mit Schützen und Umrichtern arbeitet.

Welche Rolle die Temperatur im Gesamtkonzept der Baureihe spielt, steht im Beitrag zum Vakuumverguss des Trockentransformators SC(B), die Baureihe selbst unter Trockentransformator SC(B) und Trockentransformator.

Häufige Fragen

Frage 1: Warum braucht ein Trockentransformator keine Öltemperaturüberwachung?
Weil kein Öl vorhanden ist. Die Wicklungstemperatur ist damit das einzige direkte Maß für die thermische Belastung – und sie reagiert schneller als ein Ölvolumen.

Frage 2: Was passiert, wenn ein Fühler ausfällt?
Ein guter Regler erkennt Unterbrechung und Kurzschluss im Fühlerkreis und meldet einen Sensorfehler statt einer falschen Temperatur. Diese Unterscheidung gehört in die Funktionsbeschreibung, weil sie im Betrieb über die richtige Reaktion entscheidet.

Frage 3: Kann die Auslösung abgeschaltet werden?
Technisch ja, fachlich nein. Wer die Auslösung deaktiviert, entfernt die letzte Schutzebene vor einem Isolationsschaden. Zulässig ist eher, die Schwelle an die Wärmeklasse anzupassen.

Frage 4: Reicht der Alarm auf dem Gerät?
Nur bei ständiger Besetzung. In allen anderen Fällen muss der Alarm über die Leittechnik oder ein Fernmeldesystem weitergegeben werden – sonst wird er erst bemerkt, wenn die Anlage bereits abgeschaltet hat.

Frage 5: Warum ist die Störfestigkeit ein Thema?
Weil der Regler ein Messgerät mit Mikrocontroller in einer elektrisch lauten Umgebung ist. Ohne EMV-Nachweis sind sporadische Fehlmeldungen programmiert – und die kosten Vertrauen in die gesamte Überwachung.

Temperaturüberwachung am Trockentransformator: PT100, Schwellen, Abschaltung