75 kVA, 480 V auf 208Y/120 V, 3-Phasen-Transformator: Technische Daten, Anwendungsbereiche und Auswahlhilfe

A 75 kVA, 480-208Y/120 Volt, 3-Phasen-Transformator ist ein häufig verwendeter Niederspannungs-Trockenverteilungstransformator für Gewerbegebäude, Industrieanlagen, Rechenzentren, Produktionsstätten und andere elektrische Systeme, die sowohl 208 V Drehstrom und 120 V Wechselstrom.

Dieser Transformator wandelt eine dreiphasige 480-V-Stromversorgung auf eine 208Y/120V-Sekundärsystem, wodurch die Versorgung von Drehstromgeräten ermöglicht wird und gleichzeitig 120-V-Strom für Beleuchtung, Steckdosen, Steuerungen und andere Einphasenlasten bereitgestellt wird.

Bei Projekten in den Vereinigten Staaten und Kanada gehören zu den gängigen Spezifikationen eine Frequenz von 60 Hz, eine Primärspannung von 480 V im Dreieck, eine Sekundärspannung von 208 Y/120 V im geerdeten Stern, eine Trockenbauweise sowie Gehäuse nach NEMA-Norm. Kommerzielle Produkte namhafter Hersteller wie Schneider Electric, Acme Electric, Siemens und Eaton verwenden diese Spannungskonfiguration.

Was ist ein 75-kVA-Transformator für 480 V auf 208Y/120 V?

Ein 75-kVA-Transformator hat eine Nennscheinleistung von 75 Kilovoltampere (kVA).

Die typische Spannungskonfiguration lautet:

• Primärspannung: 480V
• Sekundärspannung: 208 Y/120 V
• Phase: Dreiphasig
• Häufigkeit: 60 Hz
• Nennkapazität: 75 kVA
• Transformatorentyp: Trockenausführung
• Kühlung: AN (Naturluft)
• Sekundäre Verbindung: Y-Verzweigung mit Neutralleiter
• Typische Anwendung: Niederspannungs-Stromverteilung

Der Begriff 208 Y/120 V bedeutet, dass die Sekundärwicklung in Sternschaltung geschaltet ist. Die Spannung zwischen zwei beliebigen Phasen beträgt 208 V, während die Spannung zwischen einer beliebigen Phase und dem Sternpunkt 120 V beträgt.

Dadurch eignet sich der Transformator besonders gut für Anlagen, in denen sowohl 208-V-Dreiphasen- als auch 120-V-Einphasen-Verbraucher vorhanden sind.

75 kVA Transformator – Volllaststrom

Eines der wichtigsten Merkmale bei der Auswahl eines Transformators ist sein Volllaststrom.

Bei einem Dreiphasentransformator lässt sich der ungefähre Volllaststrom wie folgt berechnen:

I = kVA × 1.000 / (√3 × V)

Primärstrom

Für einen 75-kVA-Transformator mit einer Primärspannung von 480 V:

75.000 / (1,732 × 480) ≈ 90,2 A

Daher beträgt der Primär-Volllaststrom ungefähr:

90 A

Sekundärstrom

Für die 208-V-Sekundärseite:

75.000 / (1,732 × 208) ≈ 208,2 A

Daher beträgt der Sekundär-Volllaststrom ungefähr:

208 A

Herstellerspezifikationen für vergleichbare 75 kVA Trenntransformatoren zeigen zudem einen Primärstrom von etwa 90,2 A und einen Sekundärstrom von 208,2 A.

Die tatsächlichen Anforderungen an Leiter, Leistungsschalter, Trennschalter und Überstromschutz sollten stets gemäß den geltenden elektrotechnischen Vorschriften und der vollständigen Anlagenplanung festgelegt werden.

Warum 480 V auf 208Y/120 V umwandeln?

480 V wird in nordamerikanischen Gewerbe- und Industrieanlagen häufig für die Stromverteilung eingesetzt, da eine höhere Verteilungsspannung den Strom und den Spannungsabfall verringern kann.

Viele Verbraucher in Gebäuden benötigen jedoch niedrigere Spannungen.

Ein 208Y/120V-System bietet:

208 V Drehstrom für:

• Motoren
• HLK-Anlagen
• Pumpen
• Industriemaschinen
• Gewerbliche Geräte

und:

120 V Einphasenstrom für:

• Beleuchtung
• Steckdosen
• Steuerkreise
• Büroausstattung
• Kleine Elektrogeräte

Ein einziger Transformator für die Umwandlung von 480 V in 208Y/120 V kann daher verschiedene Arten von Verbrauchern innerhalb derselben Anlage versorgen.

Typische Anwendungsbereiche

1. Gewerbliche Gebäude

75-kVA-Transformatoren können in Bürogebäuden, Einzelhandelsgeschäften, Hotels und Gewerbekomplexen zur Versorgung von 208Y/120-V-Verteilungsnetzen eingesetzt werden.

2. Industrieanlagen

In Produktionsanlagen werden häufig 480 V für größere Motoren und Anlagen verwendet, während für Hilfssysteme, Steuerungen, Beleuchtung und allgemeine Verbraucher 208 Y/120 V benötigt werden.

3. Rechenzentren

Die 208Y/120V-Stromverteilung wird üblicherweise für bestimmte Lasten in Rechenzentren, IT-Geräte, Hilfssysteme und die Gebäudeinfrastruktur verwendet.

Bei Anwendungen in Rechenzentren müssen bei der Auswahl von Transformatoren möglicherweise zusätzliche Aspekte wie Oberschwingungsströme, K-Faktor-Anforderungen, Impedanz, Temperaturanstieg, Redundanz und Netzqualität berücksichtigt werden.

4. Schulen und Einrichtungen

Schulen, Universitäten, Krankenhäuser und andere institutionelle Gebäude können 480-V-zu-208Y/120-V-Transformatoren zur Versorgung gemischter elektrischer Verbraucher einsetzen.

5. Einzelhandels- und Dienstleistungseinrichtungen

Einkaufszentren, Restaurants, Werkstätten und Dienstleistungseinrichtungen benötigen unter Umständen sowohl 208-V-Dreiphasenstrom als auch 120-V-Einphasenstrom.

Delta-Primärschaltung vs. Y-Primärschaltung

Eine gängige Konfiguration für diesen Transformator lautet:

480 V Dreieck Primär → 208 Y/120 V Sekundär

Führende Hersteller bieten Produkte mit einer Leistung von 75 kVA in dieser Konfiguration an. So führt beispielsweise Schneider Electric einen dreiphasigen Trockentransformator mit einer Leistung von 75 kVA auf, der über eine Primärseite mit 480 V im Dreieck und eine Sekundärseite mit 208 Y/120 V verfügt.

Für bestimmte Anwendungen ist jedoch auch eine Primärschaltung in Sternschaltung mit 480 V möglich.

Der richtige Primäranschluss hängt vom Stromversorgungsnetz der Anlage ab.

Daher sollten Käufer nicht nur die Spannung, sondern auch die erforderliche Hauptanschluss.

Kupfer- oder Aluminiumwicklungen?

Für einen 75-kVA-Trockentransformator können sowohl Kupfer- als auch Aluminiumwicklungsmaterialien verwendet werden.

Wicklungen aus Kupfer

Kupfer zeichnet sich durch eine hervorragende elektrische Leitfähigkeit aus und ermöglicht eine kompakte Wicklungskonstruktion.

Kupferwicklungstransformatoren werden häufig in folgenden Fällen ausgewählt:

• Die Teilnehmerzahl ist begrenzt
• Es ist eine hohe mechanische Festigkeit erforderlich
• Ein geringerer Wicklungswiderstand ist vorzuziehen
• Die Projektspezifikation schreibt Kupferleiter vor

Aluminium-Wicklungen

Aluminium wird häufig in Verteiltransformatoren verwendet und kann eine kostengünstige Lösung darstellen.

Zum Beispiel im gewerblichen Bereich 75-kVA-Transformatoren sind mit Aluminiumwicklungen erhältlich, es werden jedoch auch Ausführungen mit Kupferwicklungen angeboten.

Die Auswahl sollte sich nach den Projektspezifikationen, dem verfügbaren Platz, den Effizienzanforderungen, dem Budget und den Installationsbedingungen richten.

Typische Wirkungsgrade und Anforderungen des DOE

Bei Transformatoren, die in den Vereinigten Staaten verkauft werden, spielen Energieeffizienzanforderungen eine wichtige Rolle.

Vergleichbare 75-kVA-Transformatoren, die derzeit auf dem US-Markt erhältlich sind, können US-Energieministerium (DOE), 10 CFR Teil 431 Anforderungen. Bei einigen Produkten werden Wirkungsgrade von etwa 98.6% abhängig von der jeweiligen Bauart und den Prüfbedingungen.

Beim Kauf eines Transformators für ein Projekt in den USA sollte der Käufer die geltenden Effizienzanforderungen des DOE überprüfen und die Effizienz- und Verlustdaten vom Hersteller anfordern.

Temperaturanstieg und Dämmklasse

Typische Trockentransformatoren in diesem Nennleistungsbereich können mit folgenden Ausstattungsmerkmalen angeboten werden:

• 115 °C Temperaturanstieg
• 150 °C Temperaturanstieg
• 180 °C- oder 220 °C-Isolationssysteme

Diese Spezifikationen sollten nicht verwechselt werden.

Isolationsklasse bezieht sich auf die maximale Wärmeleistung des Dämmsystems, während Temperaturanstieg bezieht sich auf den erwarteten Temperaturanstieg der Wicklung unter Nennbetriebsbedingungen.

So sind beispielsweise kommerzielle 75-kVA-Produkte mit einer Temperaturerhöhung von 150 °C und Isoliersystemen für 220 °C erhältlich.

Eine Konstruktion mit geringerem Temperaturanstieg kann vorzuziehen sein, wenn Wirkungsgrad, Lebensdauer oder Betriebstemperatur besonders wichtig sind.

NEMA-Gehäuseoptionen

Das Gehäuse sollte entsprechend der Einbauumgebung ausgewählt werden.

Zu den gängigen Konfigurationen gehören:

NEMA 1

Wird in der Regel für Installationen in Innenräumen verwendet, bei denen Schutz vor versehentlichem Kontakt und eine begrenzte Umwelteinwirkung erforderlich sind.

NEMA 3R

Entwickelt für den Einsatz im Freien oder in anspruchsvolleren Umgebungen, in denen Schutz vor Regen und anderen Witterungseinflüssen erforderlich ist.

Kommerzielle 75-kVA-Transformatoren für die Umwandlung von 480 V auf 208Y/120 V sind mit NEMA-3R-Gehäusen erhältlich.

Bei Installationen im Freien sollten das Transformatorgehäuse, die Belüftung, die Abstände, der Wetterschutz und die Befestigungsart gemeinsam berücksichtigt werden.

Benötigen Sie eine elektrostatische Abschirmung?

Eine elektrostatische Abschirmung ist eine optionale Ausstattung, die zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung eingebaut werden kann.

Dies kann in Anwendungen nützlich sein, bei denen es darauf ankommt, die Übertragung von hochfrequenten elektrischen Störsignalen zwischen dem Primär- und dem Sekundärkreis zu reduzieren.

Zu den typischen Anwendungsbereichen zählen unter anderem:

• Empfindliche elektronische Geräte
• Medizinische Einrichtungen
• Datenzentren
• Industrielle Steuerungssysteme
• Mess- und Regelsysteme

Einige im Handel erhältliche 75-kVA-Transformatoren für die Umwandlung von 480 V auf 208Y/120 V werden mit elektrostatischer Abschirmung angeboten.

Ob eine Abschirmung erforderlich ist, hängt von der elektrischen Umgebung und den Projektanforderungen ab.

Typische Transformator-Spezifikationen

Ein typischer 75-kVA-Transformator für diese Anwendung kann etwa folgende technische Daten aufweisen:

Es handelt sich hierbei eher um Richtwerte als um eine allgemeingültige Spezifikation. Die endgültige Auslegung sollte anhand der Projektanforderungen überprüft werden.

75 kVA im Vergleich zu anderen Transformatorgrößen

Die Wahl einer Leistung von 75 kVA sollte sich nach der tatsächlich angeschlossenen Last und der Spitzenlast richten und nicht einfach anhand der größten Einzelbelastung erfolgen.

Zum Beispiel:

Liegt die berechnete Last nahe bei 75 kVA, sollte der Ingenieur vor der endgültigen Festlegung der Größe folgende Faktoren berücksichtigen: Dauerbelastungen, zukünftige Erweiterungen, Motoranstarts, Oberschwingungen, Umgebungstemperatur und die erforderliche Transformatorauslastung.

So wählen Sie den richtigen 75-kVA-Transformator aus

Bevor Sie einen 75-kVA-Transformator für 480 V auf 208Y/120 V bestellen, überprüfen Sie bitte Folgendes:

1. Primärspannung

Bitte bestätigen Sie, ob die Quelle:

480 V Dreieck

oder eine andere 480-V-Konfiguration.

2. Sekundärspannung

Vergewissern Sie sich, dass das erforderliche System folgende Anforderungen erfüllt:

208 Y/120 V

und dass ein Neutralleiter erforderlich ist.

3. Häufigkeit

Für die meisten US-Anwendungen:

60 Hz

4. Wickelmaterial

Geben Sie Folgendes an:

Kupfer oder Aluminium

je nach den Projektanforderungen.

5. Temperaturanstieg

Zu den gängigen Optionen gehören:

115 °C oder 150 °C

6. Anhang

Wählen Sie:

NEMA 1 für den Einsatz in Innenräumen

oder

NEMA 3R für geeignete Anwendungen im Außenbereich.

7. Wasserhähne

Gängige Transformatorausführungen verfügen über 2,51-TP3T-Anzapfungen, um Schwankungen der Eingangsspannung auszugleichen. Die tatsächliche Anzapfkonfiguration sollte mit dem Hersteller abgeklärt werden.

8. Zertifizierungen und Normen

Für Anträge in den USA sollten Sie die geltenden Anforderungen überprüfen, wie zum Beispiel:

• Energieeffizienzanforderungen des DOE
• UL 1561
• NEMA ST-20
• CSA-Anforderungen, sofern zutreffend

Kommerzielle Produkte dieser Kategorie werden in der Regel mit der Konformität nach UL 1561 und/oder CSA angeboten.

Hersteller von 75-kVA-Transformatoren

EverNew Transformer bietet maßgeschneiderte Lösungen für Trockentransformatoren und Verteiltransformatoren für Anwendungen in den Bereichen Gewerbe, Industrie, Infrastruktur und erneuerbare Energien.

Für eine 75 kVA, 480 V auf 208Y/120 V, 3-Phasen-Transformator, können Kunden Folgendes festlegen:

• Wicklungen aus Kupfer oder Aluminium
• 480 V, Primärseite im Dreieck
• 208 Y/120 V Sekundärseite
• 60 Hz
• Verschiedene Optionen für den Temperaturanstieg
• Innen- oder Außengehege
• Gehäusekonfigurationen nach NEMA-Norm
• Elektrostatische Abschirmung
• Maßgefertigte Wasserhähne
• Kundenspezifische Abmessungen und Anschlussanordnungen

Bei Projekten in den USA sollten die erforderlichen Spezifikationen hinsichtlich Zertifizierung, Wirkungsgrad, Gehäuse und Installation vor Produktionsbeginn bestätigt werden.

Häufig gestellte Fragen

Wozu dient ein 75-kVA-Transformator mit einer Spannung von 480 V auf 208Y/120 V?

Er wird in erster Linie dazu verwendet, 480-V-Dreiphasenstrom in 208-V-Dreiphasenstrom und 120-V-Einphasenstrom für die Stromverteilung in Gewerbe und Industrie umzuwandeln.

Wie viele Ampere liefert ein 75-kVA-Transformator?

Bei 480 V Drehstrom beträgt der ungefähre Primärstrom 90,2 A. Bei 208 V Drehstrom beträgt der ungefähre Sekundärstrom 208,2 A.

Ist 208Y/120V dasselbe wie 208V?

Nicht ganz. Bei einem 208Y/120V-System beträgt die Spannung zwischen den Phasen etwa 208 V und zwischen jeder Phase und dem Neutralleiter 120 V.

Reicht ein 75-kVA-Transformator für meine Anlage aus?

Das hängt von der berechneten Last ab. Der Transformator sollte unter Berücksichtigung der tatsächlichen elektrischen Last, künftiger Erweiterungen, der Anlaufströme, der Oberschwingungen, der Umgebungsbedingungen und der geltenden elektrischen Vorschriften ausgewählt werden.

Kann ein 75-kVA-Transformator Kupferwicklungen verwenden?

Ja. Es sind sowohl mit Kupfer als auch mit Aluminium gewickelte Ausführungen im Handel erhältlich. Kupfer wird häufig gewählt, wenn die Projektspezifikation oder Platzbeschränkungen eine Kupferwicklung begünstigen.

Kann dieser Transformator im Freien installiert werden?

Ja, sofern es mit einem geeigneten Gehäuse für den Außenbereich ausgestattet und für die jeweiligen Umgebungsbedingungen ausgelegt ist. Für entsprechende Anwendungen im Außenbereich sind üblicherweise Ausführungen nach NEMA 3R erhältlich.

Schlussfolgerung

A 75 kVA, 480-208Y/120 Volt, 3-Phasen-Transformator ist eine praktische Lösung für Einrichtungen, die sowohl 208-V-Dreiphasenstrom als auch 120-V-Einphasenstrom aus einem 480-V-Stromnetz verteilen müssen.

Die wichtigsten Spezifikationen, die zu überprüfen sind, sind die Primär- und Sekundärspannung, die Phasenkonfiguration, die Frequenz, das Wicklungsmaterial, der Temperaturanstieg, der Wirkungsgrad, die Anzapfstellen, die Gehäuseart, die Zertifizierungen und die Installationsumgebung.

Bei einem Projekt in den USA sollten die endgültigen Transformatorspezifikationen vor der Fertigung und Installation anhand der geltenden elektrischen Vorschriften, der Effizienzanforderungen des DOE sowie der projektspezifischen Zertifizierungsanforderungen überprüft werden.