10-kV-100-kVA-Drehstrom-Öltransformator mit Kupferwicklungen für intelligente Ladestationen für Elektrofahrzeuge

Modell:S20-M-100/10 (S13-M-100/10 und S22-M-100/10 optional)

Nennleistung:100 kVA

Phasenanzahl:Dreiphasig

Bemessungsspannung (Hochspannung/HS):10 kV (11 kV, 12 kV, 13,8 kV, 20 kV optional)

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

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

Schaltgruppe:Dyn11 (Yyn0 optional)

Kühlart:ONAN (Öl-Eigenkühlung, Luft-Eigenkühlung)

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Kurzinfo

Ein hermetisch gekapselter, kupfergewickelter Öltransformator (100 kVA, 10 kV) für E-Ladestationen wandelt Mittelspannung (10 kV) in Niederspannung (400 V) um, um Gleichstrom-Schnelllader (DC), Wechselstrom-Ladestationen (AC), die Beleuchtung der Überdachung sowie die Infrastruktur vor Ort zu versorgen. Betreiber von Ladeparks im Außenbereich bevorzugen hermetisch gekapselte Öltransformatoren gegenüber Trockentransformatoren, da der Wellwandkessel einen Ausdehnungsbehälter sowie regelmäßige Ölwartungen überflüssig macht, thermische Schwankungen durch pulsierende Lasten ausgleicht und pro kVA etwa 10–15 % günstiger ist als Gießharztransformatoren. Für DC-Schnellladestationen empfiehlt sich eine Ausführung mit K-Faktor 9 oder 13 sowie der Schaltgruppe Dyn11.

Produktübersicht

Hierbei handelt es sich um einen dreiphasigen Ölverteiltransformator (50/60 Hz) mit einer Nennleistung von 100 kVA, einer Primärspannung von 10 kV und einer Sekundärspannung von 0,4 kV (415 V oder 480 V auf Anfrage). Sowohl die Hoch- als auch die Niederspannungswicklungen bestehen aus Kupfer. Das Aktivteil ist in einem Stahlkessel mit Wellwandung ohne Ausdehnungsbehälter eingeschlossen; dadurch kommt das Isolieröl nicht mit Luft in Berührung und muss weder beprobt, gefiltert noch nachgefüllt werden. Das Gerät ist über seine geplante Lebensdauer von 25 Jahren hinweg absolut wartungsfrei.

Der Transformator ist für moderne E-Ladeinfrastrukturen konzipiert: Ladeparks an Autobahnen, Depots für Flotten und Busse, Lademöglichkeiten am Arbeitsplatz oder an Einkaufszentren und Hotels sowie Ladehubs mit Photovoltaik- und Speicherintegration. Zur Standardausstattung gehören eine Öltemperaturüberwachung und eine RS485/Modbus-RTU-Schnittstelle; optional ist eine 4G- oder LoRa-DTU erhältlich, die die Übertragung von Wicklungs- und Öltemperatur, Laststrom und Spannung direkt an das Lademanagementsystem (OCPP-Backend) oder das SCADA-System vor Ort ermöglicht. Die Fertigung erfolgt nach ISO 9001; Konstruktion und Prüfung entsprechen den Normen IEC 60076-1/-2/-3/-5/-10, GB 1094 und GB 20052-2024.

Warum sich E-Ladestationen für hermetisch gekapselte Öltransformatoren entscheiden

Unsere Empfehlung: Für Ladehubs im Außenbereich, Flottendepots oder Autobahnraststätten sollten Sie einen hermetisch gekapselten Öltransformator wählen. Für Elektroinstallationsräume, Tiefgaragen und alle Orte, an denen brennbares Öl aus Brandschutzgründen verboten ist, empfiehlt sich gegossenes Harz als Trockenspeicher.

Der Grund dafür ist der Ladezyklus. Ladegeräte ziehen keinen konstanten Strom – ein Gleichstrom-Schnellladegerät lädt 10 bis 30 Minuten lang stark und der Ladestrom sinkt dann ab. Öl hat eine deutlich höhere Wärmekapazität als Luft, mit einer thermischen Zeitkonstante von etwa 15–25 Minuten bei einem 100-kVA-Gerät. Dadurch absorbiert der Tank jede Ladespitze, ohne die Wicklung zu überhitzen. Ein geschlossener Tank eliminiert zudem einen Betriebskostenposten, den die meisten Ladebetreiber nicht einplanen: keine jährliche Ölprobenahme, keine Filtration, keine zu ersetzenden Ausgleichsbehälterentlüftungen.

Aspekt	Gekapselte ölgefüllte Ausführung (dieses Produkt)	Gießharz-Trockentyp	Auswirkung auf den Ladestandort
Aufstellung	Außenanlage, eingezäunt oder ummauert	Innenraum, Tiefgarage	Meist entscheidet die Brandschutzvorschrift, nicht die technische Vorliebe
Brandverhalten und Öl	Brennbares Öl — Auffangwanne oder Leckageplan gemäß örtlicher Vorschrift erforderlich	Selbstverlöschend, kein Öl	Innen oder unterirdisch → Trockentyp
Pulslast	Hervorragend — die thermische Masse des Öls absorbiert Spitzen von 10–30 Min	Geringere Überlasttoleranz, schnellerer Anstieg der Hot-Spot-Temperatur	DC-Schnellladespitzen begünstigen die Ölausführung
Wartung	Keine — gekapselt, niemals Ölprobenentnahme	Keine	Die gekapselte Ausführung eliminiert eine wiederkehrende OPEX-Position
Kosten pro kVA	Am niedrigsten	In der Regel 10–15 % höher	Öl gewinnt bei capex-sensiblen Standorten
Oberschwingungen	Wicklungsauslegung K-9 / K-13 verfügbar	K-Faktor-Ausführung im Standard	Beides spezifizierbar — ausdrücklich angeben
Geräusch	≤ 55 dB(A), geräuscharme Ausführung ≤ 50 dB(A)	Etwas leiser	Nahe Einzelhandel, Hotels und Büros wird ein dB-Grenzwert festgelegt

Energieeffizienzklassen und Betriebskosten über 20 Jahre

Ein 100-kVA-Transformator an einem Ladestandort steht rund um die Uhr unter Spannung; die Leerlaufverluste fallen somit 8.760 Stunden im Jahr an – auch dann, wenn gerade kein Fahrzeug geladen wird. Deshalb ist die gewählte Effizienzklasse wichtiger als der Anschaffungspreis.

Klasse nach GB 20052-2024	Modell	Leerlaufverluste P0	Lastverluste Pk (75 °C)	Jährliche Verluste (kWh)	Stromkosten über 20 Jahre
Klasse 3	S13-M-100/10	150 W	1,580 W	≈ 3,010 kWh	≈ USD 7,220
Klasse 2	S20-M-100/10	135 W	1,265 W	≈ 2,540 kWh	≈ USD 6,100
Klasse 1	S22-M-100/10	120 W	1,140 W	≈ 2,275 kWh	≈ USD 5,460

Hauptmerkmale

Hermetisch abgedichteter Wellwandkessel – kein Ausdehnungsgefäß, kein Kontakt des Öls mit der Außenluft. Während der gesamten Auslegungslebensdauer von 25 Jahren sind weder Ölprobenahmen noch Filtration oder Nachfüllen erforderlich; dies eliminiert einen Betriebskostenfaktor (OPEX), der bei der Budgetplanung oft übersehen wird.
Ausgelegt für pulsierende Ladezyklen – ONAN-Kühlung mit hoher thermischer Ölmasse (Zeitkonstante ca. 15–25 Minuten) puffert Lastspitzen bei der DC-Schnellladung (Dauer 10–30 Minuten) ab, ohne dass es zu kritischen Temperaturspitzen (Hot-Spots) in den Wicklungen kommt.
Wicklungsdesign für Oberschwingungsbelastung – K-4 für AC-Ladegruppen (Level 2), K-9 oder K-13 für DC-Schnellladestationen, bei denen der gesamte Oberschwingungsstromanteil (THDi) häufig über 15 % liegt und Standardtransformatoren überhitzen würde.
Standardmäßige Schaltgruppe Dyn11 – Nullsystemströme und Oberschwingungen der 3. Ordnung werden innerhalb der Dreieckswicklung eingeschlossen und gelangen nicht in das vorgelagerte Netz oder zu anderen Verbrauchern am Standort.
Kupferwicklungen auf Hoch- und Niederspannungsseite – geringere Lastverluste, geringerer Temperaturanstieg und höhere Kurzschlussfestigkeit im Vergleich zu Aluminium; nachgewiesen durch Typprüfung gemäß IEC 60076-5.
Effizienzklasse 1 oder 2 verfügbar – S22 (120 W / 1.140 W) oder S20 (135 W / 1.265 W) gemäß GB 20052-2024; die chinesischen Grenzwerte der Stufe 1 (Tier 1) für 100 kVA sind bereits ca. 8 % strenger als die Anforderungen der EU-Verordnung 548/2014.
Für den Außenbereich geeignet – bewährte Fluorkautschuk-Dichtungen für den Temperaturbereich von -25 °C bis +55 °C; optionale C4/C5-M-Beschichtung für Standorte mit Streusalzbelastung (Straßennähe) oder Küstenlage; IP54-Kabelanschlusskästen, Diebstahlsicherungen und vandalismusgeschützte Komponenten.
Smart-Ready für Lade-Backends – Übertragung von Öl- und Wicklungstemperatur, Laststrom und Spannung via RS485/Modbus RTU; optionale 4G- oder LoRa-DTU zur Anbindung an OCPP-Lademanagement-Plattformen oder SCADA-Systeme vor Ort.
Geräuscharm — ≤ 55 dB(A) in 1 m Abstand als Standard; Ausführungen mit geräuscharmem Kern und spezieller Klemmkonstruktion für ≤ 50 dB(A) sind für Standorte in der Nähe von Einzelhandel, Hotels und Büros erhältlich.

Typische Anwendungsbereiche

Schnellladeparks an Autobahnen und Rastanlagen
Depots für Fahrzeugflotten sowie Ladeplätze für Busse und Logistikfahrzeuge
Lademöglichkeiten am Arbeitsplatz und am Zielort (z. B. Einkaufszentren, Hotels, Bürogebäude)
Öffentliche Parkhäuser und Parkplätze
Standorte mit integrierter PV-Anlage, Batteriespeicher und Ladeinfrastruktur
Lade-Cluster für Wohnanlagen, gespeist aus einer 10-kV-Übergabestation
Kompaktstation (YBW-12) für die schlüsselfertige Lieferung von Ladestationen

Normen und Zertifizierungen

Entwickelt und geprüft gemäß IEC 60076-1 (Allgemeines), IEC 60076-2 (Erwärmung), IEC 60076-3 (Isolationspegel und dielektrische Prüfungen), IEC 60076-5 (Kurzschlussfestigkeit) und IEC 60076-10 (Geräuschpegel) sowie der Normenreihe GB 1094 und GB/T 6451. Die Energieeffizienz entspricht standardmäßig der Klasse 2 nach GB 20052-2024 (Klasse 1 bei der Ausführung S22). Fertigung nach ISO 9001, ISO 14001 und ISO 45001. CE-Konformität gegeben; Prüfberichte unabhängiger Stellen (CNAS-akkreditiertes Labor, KEMA oder gleichwertig) auf Anfrage erhältlich. Auslegung hinsichtlich Oberschwingungsbelastung gemäß IEEE C57.110 und IEEE 519.

F1: Welche Transformatorgröße wird für eine Ladestation für Elektrofahrzeuge benötigt?

A: Die Dimensionierung sollte auf der Gleichzeitigkeitslast basieren, nicht auf der Summe der Nennleistungen der Ladegeräte. Multiplizieren Sie die Gesamtleistung der Ladegeräte (in kW) mit einem Gleichzeitigkeitsfaktor von 0,7 bis 0,9, abhängig vom Standorttyp (Autobahnraststätten weisen gestaffelte Lastprofile auf und liegen eher bei 0,7; Flottenstandorte mit schichtweisem Laden nähern sich 0,9 an). Teilen Sie diesen Wert durch den Leistungsfaktor und schlagen Sie 10–20 % für zukünftige Ladepunkte auf. Eine 100-kVA-Einheit versorgt typischerweise etwa 4–8 DC-Schnellladegeräte (60–120 kW) mit Lastmanagement oder eine größere Gruppe von AC-Ladestationen (Destination Charging).

F2: Kann ein ölgefüllter Transformator an einer Ladestation für Elektrofahrzeuge verwendet werden?

A: Ja, dies ist die Standardlösung für Ladehubs im Außenbereich, Flottenstandorte und Autobahnraststätten. Ölgefüllte Transformatoren sind pro kVA kostengünstiger und bewältigen gepulste Ladelasten besser als Trockentransformatoren. Örtliche Vorschriften verlangen meist eine Auffangwanne oder einen entsprechenden Sicherheitsabstand; bei Aufstellung in Innenräumen oder Tiefgaragen schreiben die meisten Brandschutzvorschriften stattdessen Gießharz-Trockentransformatoren vor.

F3: Benötigen Ladestationen für Elektrofahrzeuge einen Transformator mit K-Faktor-Einstufung?

A: Für das DC-Schnellladen: in der Praxis ja. Gleichrichter der Ladegeräte speisen Oberschwingungsströme ein – an Standorten mit hoher Schnellladedichte liegt der THDi-Wert oft über 15 % –, und diese Ströme erhitzen die Wicklungen stärker, als es die Nennleistung (kVA) vermuten ließe. Wählen Sie K-4 für Gruppen von AC-Ladestationen (Level 2) und K-9 oder K-13, wenn DC-Schnelllader überwiegen. Die K-Faktor-Einstufung schützt den Transformator; sie bereinigt jedoch nicht das vorgelagerte Netz, sodass zur Einhaltung der IEEE-519-Grenzwerte am Netzanschlusspunkt (Point of Common Coupling) möglicherweise dennoch aktive Filter erforderlich sind.

F4: Warum ist Dyn11 die Standard-Schaltgruppe für Transformatoren an Ladestationen?

A: Die im Dreieck geschaltete Hochspannungswicklung bietet Nullsystem- und 3.-Harmonische-Strömen einen Zirkulationspfad innerhalb des Transformators, anstatt sie in das vorgelagerte Versorgungsnetz weiterzuleiten. Die Sternschaltung auf der Niederspannungsseite stellt zudem einen Neutralleiter für einphasige Verbraucher am Standort bereit, wie etwa Beleuchtung, Überdachungen und Bezahlsysteme. Aus diesen beiden Gründen ist Dyn11 der Standard in fast allen Spezifikationen für Ladeinfrastruktur.

F5: Ist ein hermetisch gekapselter Öltransformator wirklich wartungsfrei?

A: Was das Öl betrifft: ja. Ein hermetisch dichter Wellwandkessel benötigt keinen Ölausdehnungsbehälter; das Öl kommt also nicht mit Luft in Berührung, nimmt keine Feuchtigkeit auf und oxidiert nicht. Während der auf 25 Jahre ausgelegten Lebensdauer sind weder regelmäßige Ölprobenahmen, Analysen und Filterungen noch ein Nachfüllen erforderlich. Gelegentlich überprüft werden müssen lediglich die externen Komponenten: Durchführungen, Kabelanschlüsse, Dichtflächen und das Druckentlastungsventil – eine Sichtprüfung ein- bis zweimal jährlich genügt.

F6: Was ist der Unterschied zwischen den ölgefüllten Transformatoren der Typen S13, S20 und S22?

A: Hierbei handelt es sich um chinesische Leistungsklassifizierungen, die den drei Energieeffizienzstufen der Norm GB 20052-2024 entsprechen. Bei einer Leistung von 100 kVA gelten folgende Werte: S13 (Klasse 3) erlaubt 150 W Leerlaufverluste und 1.580 W Lastverluste; S20 (Klasse 2) liegt bei 135 W bzw. 1.265 W; S22 (Klasse 1) bei 120 W bzw. 1.140 W. An einem Standort mit Rund-um-die-Uhr-Ladebetrieb spart ein Transformator der Klasse 1 über einen Zeitraum von 20 Jahren rund 14.700 kWh gegenüber der Klasse 3 ein – dies entspricht meist einem Mehrfachen des Preisunterschieds zwischen den beiden Varianten.

F7: Sind auf der Niederspannungsseite 400 V oder 415 V verfügbar, und ist ein Betrieb mit 60 Hz möglich?

A: Beides ist möglich. Der Standard-Sekundärwert beträgt 400 V für Märkte mit 50 Hz; für 50-Hz-Märkte, die eine Betriebsspannung von 415 V nutzen, wird die Ausführung mit 415 V geliefert, und für 60-Hz-Märkte (z. B. Amerika, Teile Asiens und die Golfregion) ist eine Ausführung mit 480 V erhältlich. Spannungsübersetzung, Stufenschalterbereich, Schaltgruppe und Frequenz lassen sich bei der Bestellung individuell festlegen.

F8: Kann der Transformator von der Lademanagement-Plattform überwacht werden?

A: Ja. Zur Standardausstattung gehören eine Öltemperaturanzeige mit Alarm- und Abschaltkontakten sowie eine RS485/Modbus-RTU-Schnittstelle. Eine optionale 4G- oder LoRa-DTU übermittelt Daten wie Öl- und Wicklungstemperatur, Laststrom, Spannung und Alarmstatus an die OCPP-Lademanagement-Plattform, das SCADA-System vor Ort oder ein Cloud-Dashboard. So kann der Betreiber thermische Reserven erkennen und die Erweiterung der Anlage auf der Basis tatsächlicher Lastdaten planen.

F9: Wie sehen die typischen Lieferzeiten und die Verpackung aus?

A: Die Produktionszeit beträgt je nach Spezifikation, Spannungsklasse und Bestellmenge üblicherweise 3 bis 6 Wochen – deutlich weniger als die Lieferzeiten von oft mehr als 30 Wochen, die viele inländische Anbieter während der jüngsten Engpässe bei Transformatoren nannten. Die Einheiten werden ölgefüllt und versiegelt auf einer stahlverstärkten Holzpalette geliefert; sie sind in feuchtigkeitsbeständige Folie (inkl. Trockenmittel) eingewickelt, wobei Durchführungen und Kabelkästen durch Sperrholz geschützt sind. Zudem sind Hebeösen sowie Stoß- und Kippindikatoren angebracht. Eine vollständige Exportverpackung in Sperrholzkisten ist auf Anfrage erhältlich.

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.