Ölgefüllter 250-kVA-11-kV-Aufwärtstransformator für Solar-PV- und Windkraftprojekte – Netzgekoppelt / Inselbetrieb, IEC 60076

Modell:S22-M-250/11 (S20-M-250/11 und S13-M-250/11 optional; amorpher SBH25-M-250/11 auf Anfrage)

Nennleistung:250 kVA

Phasenanzahl:Dreiphasig

Frequenz:50 Hz / 60 Hz

Bemessungsspannung (Hochspannung/HV):11 kV (10, 12, 13,8, 20, 22, 22,9, 24, 33, 35 kV optional)

HS-Stufenbereich:±2 × 2,5 % (spannungsfrei umschaltbar; ±5 % optional, Laststufenschalter auf Anfrage)

Bemessungsspannung (Niederspannung/NS) : 0,4 kV (0,415, 0,48, 0,69, 0,8 kV optional)

Anwendung:Aufwärtstransformation (0,4 → 11 kV) und Abwärtstransformation (11 → 0,4 kV) mit derselben Einheit

Anfrage senden Live-Chat

Produktdetails
Häufig gestellte Fragen
Verpackung & Lieferung

Kurzinfo

Bei dem 250-kVA-/11-kV-Öltransformator für Projekte im Bereich erneuerbare Energien handelt es sich um eine hermetisch gekapselte Dreiphaseneinheit. Sie transformiert die Ausgangsspannung von Wechselrichtern oder Turbinen (0,4 kV bis 0,69 kV bei Windkraftanlagen) auf 11 kV für den Netzanschluss hoch und bei Inselbetrieb wieder auf 400/230 V herunter. Das Gerät eignet sich für PV-Anlagen mit 200–250 kWp, einzelne mittelgroße Windkraftanlagen oder hybride Mini-Grids. Da der Transformator ganzjährig (8.760 Stunden) unter Spannung steht, während die Anlage einen Kapazitätsfaktor von 12–20 % aufweist, machen Leerlaufverluste etwa 65 % der jährlichen Energieverluste aus. Spezifikation: GB 20052-2024 Klasse 1 (S22-M-250/11, 220 W Leerlaufverlust), Schaltgruppe Dyn11 und Wellwandkessel.

Produktübersicht

Es handelt sich um einen dreiphasigen Öltransformator (ONAN-Kühlung) für 50/60 Hz mit einer Nennleistung von 250 kVA und Wicklungen für 11 kV sowie 0,4 kV (bzw. 0,69 kV für Windkraftanlagen und 0,8 kV für 1500-V-PV-Systeme). Der Transformator ist bidirektional einsetzbar: zur Hochtransformierung der Wechselrichter- oder Turbinenleistung auf 11 kV für die Netzeinspeisung oder zur Heruntertransformierung von 11 kV auf 400/230 V im Inselbetrieb. Beide Wicklungen bestehen aus Kupfer; das Gerät ist in einem Wellwandkessel ohne Ausdehnungsgefäß hermetisch gekapselt. Dadurch kommt das Öl nicht mit Luft in Berührung, sodass über die geplante Lebensdauer von 25 Jahren weder Probenahmen noch eine Ölfiltration erforderlich sind. Eine Öltemperaturüberwachung mit Alarm- und Abschaltkontakten sowie eine RS485/Modbus-RTU-Schnittstelle gehören zur Standardausstattung; optional sind 4G- oder LoRa-Datenübertragungseinheiten (DTU) erhältlich. Geprüft nach IEC 60076-1/-2/-3/-5/-10; Auslegung für Windkraftanwendungen gemäß IEC 60076-16; Energieeffizienz gemäß GB 20052-2024.

Was die Norm GB 20052-2024 für Transformatoren im Bereich erneuerbare Energien bedeutet

Die chinesische Norm GB 20052-2024 trat am 1. Februar 2025 in Kraft. Sie bezieht erstmals Transformatoren für Photovoltaik-, Windkraft- und Speicheranwendungen (Spannungsbereich 6 kV bis 35 kV) in die verbindliche Effizienzregelung ein und erweitert die Klassifizierungstabellen von 28 auf 42 Kategorien. Die Effizienzklassen lauten NX1 (beste Klasse), NX2 und NX3 – entsprechend S22, S20 und S13 bei Transformatoren mit Siliziumstahlkern sowie SBH25, SBH21 und SBH15 bei solchen mit amorphem Kern. Für internationale Käufer bietet dies den Vorteil, dass die Effizienzklasse anhand eines Typprüfberichts verifiziert werden kann und die Klasse 1 die Anforderungen der EU-Ökodesign-Richtlinie (Stufe 2) deutlich übertrifft.

Warum bei Solar- und Windparks hermetisch gekapselte Öltransformatoren Trockentransformatoren vorgezogen werden

Unsere Empfehlung: Für Photovoltaik-Freiflächenanlagen, Windparks oder hybride Mini-Grids sollten hermetisch gekapselte Öltransformatoren spezifiziert werden. Trockentransformatoren (Gießharz) eignen sich hingegen für Innenräume, Standorte in Höhenlagen über ca. 3.000 m sowie für Fälle, in denen Brandschutz- oder Umweltauflagen den Einsatz von Mineralöl untersagen.

Vorteile der Öltechnologie: Leerlaufverluste von nur 220 W (gegenüber höheren Werten bei Trockentransformatoren), keine Kondenswasserbildung im hermetisch dichten Kessel, Pufferwirkung der Ölmasse bei kurzzeitigen Leistungsschwankungen (z. B. durch Wolkenzug oder Windböen) sowie IP54-Kabelanschlusskästen, die ohne schützendes Gebäude im Freien aufgestellt werden können. Nachteile der Öltechnologie: In der Nähe von Wäldern oder Wasserschutzgebieten sollten Trockentransformatoren oder Transformatoren mit natürlichen Estern verwendet werden; in Höhenlagen über ca. 3.000 m sind Trockentransformatoren vorzuziehen.

Siliziumstahl- oder Amorphkern bei 250 kVA

Ab einer Leistung von 250 kVA beginnt sich der Einsatz amorpher Kerne zu lohnen, insbesondere bei Anwendungen im Bereich erneuerbarer Energien: Der Kern reduziert die Leerlaufverluste von 220 W auf ca. 110 W, während die Lastverluste leicht auf ca. 2.400 W ansteigen und die Anschaffungskosten typischerweise um 15–30 % höher liegen. Als Entscheidungshilfe (nicht als garantierte Amortisationsrechnung) dient folgende Überlegung: Bei PV-Anwendungen lassen sich im Vergleich zum S22-Standard über 20 Jahre rund 18.600 kWh einsparen – bei einem Strompreis von 0,12 USD/kWh entspricht dies etwa 2.240 USD. Ist der Aufpreis für die amorphe Variante niedriger als dieser Betrag, lohnt sich die Investition; andernfalls ist der S22-Typ vorzuziehen. Angaben zu Verlusten und Betriebskosten im Vergleich zu den Siliziumstahl-Varianten finden sich in der nachstehenden Tabelle.

Energieeffizienzklassen und Betriebskosten über 20 Jahre

Bei Anlagen für erneuerbare Energien steht der Transformator deutlich länger unter Spannung, als die Anlage tatsächlich Strom erzeugt: Während eine PV-Anlage einen Kapazitätsfaktor von 12–20 % aufweist, liegt der Transformator das ganze Jahr über (8.760 Stunden) an der 11-kV-Spannung an. Somit sind es die Leerlaufverluste – und nicht der Anschaffungspreis –, die maßgeblich über die Betriebskosten der nächsten 20 Jahre entscheiden.

Effizienzklasse GB 20052-2024	Typ	Leerlaufverluste P0	Lastverluste Pk (75 °C)	Jahresverluste – PV-Betrieb	Jahresverluste – Windbetrieb	Kosten über 20 Jahre – PV	Kosten über 20 Jahre – Wind
Klasse 3 (NX3)	S13-M-250/11	290 W	3,200 W	≈ 3,980 kWh	≈ 5,702 kWh	≈ USD 9,553	≈ USD 13,685
Klasse 2 (NX2)	S20-M-250/11	260 W	2,560 W	≈ 3,430 kWh	≈ 4,807 kWh	≈ USD 8,231	≈ USD 11,537
Klasse 1 (NX1)	S22-M-250/11	220 W	2,330 W	≈ 2,976 kWh	≈ 4,229 kWh	≈ USD 7,142	≈ USD 10,150
Klasse 1, amorpher Kern	SBH25-M-250/11	≈ 110 W	≈ 2,400 W	≈ 2,044 kWh	≈ 3,335 kWh	≈ USD 4,905	≈ USD 8,004

Der Wechsel von Klasse 3 zu Klasse 1 spart über einen Zeitraum von 20 Jahren rund 20.100 kWh bei einer PV-Anlage und 29.500 kWh bei einer Windkraftanlage ein – bei einem Preis von 0,12 USD/kWh entspricht dies etwa 2.410 USD bzw. 3.535 USD. Im PV-Betrieb machen allein die Leerlaufverluste rund 65 % der jährlichen Gesamtverluste aus; eine Optimierung der Lastverluste allein ist hier also der falsche Ansatz.

Netzgekoppelt vs. Inselbetrieb: Was sich ändert

Der Transformator selbst ist bidirektional ausgelegt und erfordert beim Wechsel zwischen den beiden Betriebsarten keine Anpassung. Geändert werden müssen hingegen die Erdung, das Schutzkonzept sowie – bei schwachen Einspeiseleitungen – der Stufenschalterbereich.

Merkmal	Netzgekoppelt (grid-tied)	Inselbetrieb / Off-Grid
Leistungsfluss	0.4 kV → 11 kV, Einspeisung in das Netz	Beide Richtungen: 0.4 → 11 kV tagsüber, 11 → 0.4 kV für die Lasten am Standort
Neutralleiter und Erdung	Nach Vorgabe des Netzbetreibers	Der NS-Neutralleiter muss geerdet werden (TN-S oder TT) — Dyn11 stellt dies bereit
Anzapfbereich	±2×2.5%, in der Regel ausreichend	Größerer Bereich oder Laststufenschalter bei Spannungsschwankungen im Inselnetz
Kurzschlussniveau	Das Netz liefert den Fehlerstrom	Nur Wechselrichter — niedrig; uk% beeinflusst die Schutzempfindlichkeit
Verhalten nachts	Leerlauf, nur Leerlaufverluste	Kann mit dem Inselnetz abgeschaltet werden

Hauptmerkmale

Bidirektionale Auslegung – 0,4 kV bis 11 kV für die Einspeisung (Export) und 11 kV bis 400/230 V für Inselnetzlasten in einem einzigen Gerät; die Dyn11-Schaltung unterdrückt Oberschwingungen der dritten Ordnung (Triplen-Harmonische) und stellt einen Neutralleiter für Inselnetzlasten bereit.
Geringe Leerlaufverluste für den Einsatz in erneuerbaren Energiesystemen – 220 W im Vergleich zu 290 W bei Klasse 3; dies entspricht etwa 65 % der jährlichen Verluste im PV-Betrieb. Standardmäßige Erfüllung der Klasse 1 (NX1) gemäß GB 20052-2024 (Kategorie für erneuerbare Energien, eingeführt mit der Ausgabe 2024 für Transformatoren in PV-, Wind- und Speicheranwendungen im Bereich 6 kV bis 35 kV); Typprüfbericht verfügbar. Optionaler amorpher SBH25-Kern zur Reduzierung der Leerlaufverluste um rund 50 %.
Hermetisch dichter Wellwandkessel ohne Ausdehnungsgefäß – keine Ölprobenahme oder Ölfiltration während der 25-jährigen Auslegungslebensdauer erforderlich; kein Ansaugen feuchter Luft über Nacht; ausreichende thermische Masse zur Glättung von Leistungsschwankungen durch Bewölkung oder Windböen.
Geeignet für Wechselrichterbetrieb – Kupferwicklungen auf beiden Seiten für geringere Verluste und höhere Kurzschlussfestigkeit (IEC 60076-5); ausgelegt für Oberschwingungsströme gemäß IEEE 519 / IEC 61000-3-12 und IEEE C57.110 sowie für Gleichstromeinspeisung (DC-Injection); Option für natürliche Ester (biologisch leicht abbaubar, Brennpunkt über 300 °C).
Einsatz unter rauen Bedingungen und Fernüberwachung – Beschichtung der Klasse C4 / C5-M für Küsten- und Wüsteneinsatz; Auslegung für große Höhen (über 1.000 m); Umgebungstemperaturbereich -25 °C bis +40 °C (Versionen für -40 °C und +50 °C erhältlich); Überwachung von Öl- und Wicklungstemperatur, Laststrom und Spannung via RS485/Modbus RTU, optional mit 4G- oder LoRa-Datenübertragungseinheit (DTU).

Typische Anwendungen

PV-Anlagen (Dach- oder Freiflächenmontage) für Gewerbe und Industrie mit einer Leistung von ca. 200–250 kWp zur Einspeisung in ein 11-kV-Netz
Einzelne mittelgroße Windkraftanlagen und kleine Windparks mit 690-V-Generatorausgang
Hybride Mini-Grids (PV + Batterie + Diesel) für Dörfer, landwirtschaftliche Betriebe, Farmen, Bergbaustandorte und Telekommunikationsanlagen
Inselnetze (Off-Grid), Bergbaucamps, Bewässerungsstationen, Solar-Speicher-Mikronetze sowie Anschlüsse an schwache Netze oder lange Einspeiseleitungen

Normen und Zertifizierungen

Entwickelt und geprüft gemäß IEC 60076-1/-2/-3/-5/-10 und IEC 60076-16 (Windkraft) sowie GB 1094 und GB/T 6451. Die Energieeffizienz entspricht der Kategorie für erneuerbare Energien gemäß GB 20052-2024 Klasse 1 (NX1) – bzw. Klasse 2 (NX2) bei der Ausführung S20; Auslegung für Oberschwingungsbelastung durch Wechselrichter gemäß IEEE C57.110, IEEE 519 und IEC 61000-3-12. Fertigung nach ISO 9001, ISO 14001 und ISO 45001; CE-Konformität und Prüfberichte unabhängiger Stellen (CNAS-akkreditiert, KEMA oder gleichwertig) auf Anfrage erhältlich.

F1: Für welche Größe einer Solaranlage oder welches Wechselrichtermodell eignet sich ein 250-kVA-Transformator?

Die Auslegung des Transformators sollte sich nach der AC-Ausgangsleistung des Wechselrichters richten, nicht nach der DC-Leistung des Solargenerators. Faustregel: Transformator-kVA ≈ Wechselrichter-AC-kW ÷ 0,9. Ein 250-kVA-Transformator deckt somit eine Wechselrichterleistung von etwa 225 kW ab; bei der üblichen Überdimensionierung des DC-Generators (Verhältnis DC/AC von 1,1 bis 1,2) entspricht dies einer PV-Anlage mit 250 kWp. Zudem ist dies eine gängige Nennleistung für acht bis zehn String-Wechselrichter (je 25–30 kW) an einer Niederspannungsverteilung oder für ein Hybridsystem aus PV, Batterie und Generator, bei dem der Transformator im Inselbetrieb die Last des Standorts versorgt.

F2: Kann ein Transformator sowohl für netzgekoppelte als auch für netzunabhängige (Off-Grid-)Projekte im Bereich erneuerbare Energien eingesetzt werden?

Ja – ein Transformator arbeitet bidirektional, und dieses Modell ist für beide Betriebsrichtungen spezifiziert. Im Netzparallelbetrieb transformiert er die Ausgangsspannung des Wechselrichters für die Netzeinspeisung von 0,4 kV auf 11 kV hoch; im Inselbetrieb transformiert er die 11-kV-Spannung des Inselnetzes auf 400/230 V für die Verbraucher vor Ort herunter. Was sich zwischen den beiden Betriebsarten ändert, ist nicht der Transformator selbst, sondern die Erdung und die Schutztechnik: Im Inselbetrieb muss der Neutralleiter der Niederspannungsseite geerdet sein (TN-S- oder TT-System) – die Schaltgruppe Dyn11 ermöglicht dies –, während ein Schutz gegen Inselnetzbildung (Anti-Islanding-Schutz) nur im Netzparallelbetrieb erforderlich ist.

F3: Warum sind bei Transformatoren für Solar- oder Windkraftanlagen die Leerlaufverluste wichtiger als die Lastverluste?

Weil der Transformator über einen weitaus längeren Zeitraum unter Spannung steht, als die Anlage tatsächlich Energie erzeugt. Eine PV-Anlage weist einen Kapazitätsfaktor von lediglich 12 bis 20 % auf, wohingegen der Transformator während des gesamten Jahres – also alle 8.760 Stunden, einschließlich jeder Nacht – unter 11-kV-Spannung steht. Bei einem 250-kVA-Transformator machen die Leerlaufverluste etwa 65 % der jährlichen Gesamtverluste im PV-Betrieb und etwa 46 % im Windkraftbetrieb aus. Deshalb ist die Ausführung nach S22 (Klasse 1) mit 220 W hier wichtiger als bei einem konventionell ausgelasteten Verteiltransformator; zudem lohnt es sich, an Standorten mit niedrigem Auslastungsgrad die Kosten für einen amorphen Kern – der die Leerlaufverluste etwa halbiert – in Betracht zu ziehen.

Frage 4: Auf welche Spannung transformiert ein 250-kVA-Transformator für erneuerbare Energien hoch?

Bei diesem Modell erfolgt standardmäßig eine Transformation von 0,4 kV auf 11 kV. 11 kV ist die übliche Verteilspannung in Großbritannien, weiten Teilen Asiens, Afrikas, des Nahen Ostens und Australiens; 10 kV sind Standard in China, 13,8 kV in Teilen Amerikas. Die Hochspannungswicklung ist für einen Bereich von 10 kV bis 24 kV konfigurierbar, wobei auch 33 kV und 35 kV für längere Einspeiseleitungen möglich sind. Bei Windkraftanlagen kommen auf der Niederspannungsseite typischerweise 0,69 kV zum Einsatz, bei 1500-V-PV-Systemen 0,8 kV.

Frage 5: Kann die Niederspannungsseite für Windkraftanlagen auf 0,69 kV oder für ein 1500-V-PV-System auf 0,8 kV ausgelegt werden?

Beides ist möglich. 690 V entsprechen der Standard-Generatorspannung der meisten mittelgroßen Windkraftanlagen, und 800 V sind die übliche Wechselspannungsausgabe eines 250-kW-String-Wechselrichters in einem 1500-V-Gleichstromsystem. Spannungsübersetzung, Schaltgruppe, Stufenschalterbereich und Frequenz lassen sich bei der Bestellung individuell festlegen. Nennen Sie uns einfach das Modell des Wechselrichters oder der Windkraftanlage, und wir passen die Niederspannungswicklung entsprechend an.

F6: Gilt die Norm GB 20052-2024 auch für Projekte außerhalb Chinas?

Sie ist zwar keine gesetzliche Vorschrift, dient aber als nützliche Beschaffungsspezifikation. Die chinesische Norm GB 20052-2024 trat am 1. Februar 2025 in Kraft. Sie war die erste Ausgabe, die Transformatoren für Photovoltaik-, Windkraft- und Speicheranwendungen (im Spannungsbereich von 6 kV bis 35 kV) in das Effizienzschema einbezog – und zwar mit eigenen Grenzwerttabellen anstelle der allgemeinen Tabellen für Verteiltransformatoren. Die Effizienzklassen werden als NX1, NX2 und NX3 bezeichnet. Für Käufer im Ausland liegt der Vorteil darin, dass die Klasse verifizierbar ist (man kann den Typprüfbericht anfordern) und dass ein Gerät der Klasse 1 die Anforderungen der EU-Ökodesign-Richtlinie (Stufe 2) für diese Leistungsklasse problemlos erfüllt. Wenn Ihr Projekt eine Prüfung für den Netzanschluss oder einen Antrag auf Effizienzförderung durchlaufen muss, ist die namentliche Angabe der Klasse entscheidend für die Überprüfung.

F7: Sollte ich mich für einen amorphen Kern anstelle von Siliziumstahl entscheiden?

Wählen Sie die amorphe Variante, wenn die Anlage den Großteil des Jahres im Leerlauf betrieben wird – etwa bei einer PV-Anlage mit niedrigem Kapazitätsfaktor oder einem netzunabhängigen Mini-Grid. Ein amorpher Kern halbiert die Leerlaufverluste nahezu; bei Anwendungen im Bereich erneuerbarer Energien steht der Transformator 8.760 Stunden im Jahr unter Spannung. Als Entscheidungshilfe dient folgende Rechnung: Im PV-Betrieb spart die amorphe Ausführung im Vergleich zum Standard S22 über einen Zeitraum von 20 Jahren rund 18.600 kWh ein – bei einem Strompreis von 0,12 USD/kWh entspricht dies etwa 2.240 USD. Liegt der Aufpreis für diese Variante unter diesem Betrag, amortisieren sich die Kosten innerhalb der geplanten Nutzungsdauer. Gerne führen wir diese Berechnung auch auf Basis Ihres spezifischen Stromtarifs und Kapazitätsfaktors durch.

F8: Können Solarwechselrichter den Transformator durch Oberschwingungen oder Gleichstromeinspeisung beschädigen?

Moderne Wechselrichter halten die Grenzwerte der Normen IEEE 519 und IEC 61000-3-12 ein, wobei der THDi-Wert (Gesamte harmonische Verzerrung des Stroms) typischerweise unter 3–5 % liegt. Die durch Oberschwingungen verursachte Wärmeentwicklung ist daher weitaus geringer als bei Standorten für das schnelle Gleichstromladen (DC-Schnellladen). Zwei wechselrichterbedingte Effekte müssen bei der Spezifikation noch berücksichtigt werden: die Gleichstromeinspeisung, die den Kern vorspannt und den Magnetisierungsstrom, das hörbare Geräusch und die Leerlaufverluste erhöht; und der gesamte Oberwellenstrom mehrerer Wechselrichter an einem Transformator, der gemäß IEEE C57.110 bei der Wicklungsauslegung berücksichtigt wird. Beide Effekte werden in der Auslegung und nicht durch Überdimensionierung berücksichtigt.

Frage 9: Benötigt ein Aufwärtstransformator für erneuerbare Energien einen Laststufenschalter?

Normalerweise nicht. Laststufenschalter von ±2 × 2,5 % decken normale Netzschwankungen ab. Ein Laststufenschalter oder ein größerer Regelbereich von ±5 % ist sinnvoll, wenn die Anlage an ein schwaches ländliches Netz angeschlossen wird, da die eingespeiste Leistung die Spannung am Anschlusspunkt erhöht und eine lange Leitung diese mittags über die zulässigen Grenzwerte hinaus belasten kann. Fragen Sie vor einer Entscheidung beim Energieversorger nach dem Kurzschlussstrom und der Spannungsanstiegsanalyse.

Der Versand erfolgt ölgefüllt und werksseitig versiegelt auf einer stahlverstärkten Holzpalette, eingewickelt in feuchtigkeitsdichte Folie samt Trockenmittel; Hoch- und Niederspannungsdurchführungen sowie Kabelkästen sind durch Sperrholzverkleidungen geschützt, zudem ist die Einheit mit Hebeösen sowie Stoß- und Kippindikatoren ausgestattet. Geeignet für See-, Straßen- und Bahntransport; eine komplette Exportverpackung aus Sperrholz ist auf Anfrage erhältlich. Sofern die Bestimmungen am Bestimmungsort dies erfordern, kann die Einheit auch entleert versendet werden, wobei das Öl in versiegelten Fässern transportiert wird. Das endgültige Bruttogewicht, die Abmessungen der Transportkiste sowie die Packliste werden vor dem Versand bestätigt.