Transformatoren gehören zu den Kernelementen eines Stromsystems. Doch wozu sind die Dinger gut und wie funktionieren sie?

Hochdrehen und der Zug fährt los, runter und er bleibt stehen – so stellt man sich Transformatoren vor, wie an einer Modelleisenbahn. Im Grundsatz ist das auch bei Kraftwerkstrafos so, nur dass sie nicht regelbar sind. Grosse Kraftwerke erzeugen Strom mit einer Spannung von 380 000 Volt. Das würde eine normale Hausinstallation sofort abfackeln. Darum muss der Strom transformiert werden – auf tiefere Spannungen.

Wäre das Stromkabel eine Wasserleitung, wäre die Spannung Volt der Druck. Die Stromstärke in Ampere ist der Durchmesser der Leitung. Beides zusammen ergibt die Leistung in Kilowatt und das Ganze während einer Stunde die Strommenge in Kilowattstunden. Transformatoren entsprechen somit den Druckreduzierventilen in Wasserleitungen – und der Spielzeugtrafo einem Wasserhahn.

Richtig gewickelt ist entscheidend

Das Innenleben eines Trafos besteht aus einem Weicheisenkern, um den an beiden Enden Kupferdrähte gewickelt werden. Entscheidend ist die unterschiedliche Anzahl Wicklungen auf beiden Seiten. Beträgt das Verhältnis 20:1, wird eine Eingangsspannung von 240 Volt zu einer Ausgangsspannung von 12 Volt transformiert.  Um beim Bild des Wasserhahns zu bleiben: Der Druck in der Leitung beträgt nur noch 5 Prozent des Eingangsdrucks und ist für kleine elektrische Geräte verwendbar.

So hinuntertransformiert gelangt der Strom schrittweise von den Hochspannungsleitungen über mehrere Trafos, sogenannte Netzebenen, ins Niederspannungsnetz des Hausanschlusses. Beim Trafo der Modelleisenbahn schleift ein sogenannter Schleifkontakt über die Wicklung der Ausgangsspannung. Er ist somit in der Lage, die Spannung an unterschiedlichen Punkten der Wicklung abzunehmen. Damit kann der Zug unterschiedlich schnell fahren.

Trafos sind knapp

Die Elektrifizierung von Verkehr und Heizsystemen führt zu einem sehr grossen Bedarf an Transformatoren. Dazu kommen die Pandemie und der russische Angriff auf die Ukraine. Dies hat an den Rohwarenmärkten zu massiven Preissteigerungen und bei den Herstellern von Trafos zu grossen Lieferverzögerungen geführt. Mittlerweile betragen die Lieferzeiten ein bis zwei Jahre. Die Situation ist sowohl für die Kundschaft als auch für die Lieferfirmen schwierig. Kundinnen und Kunden bestellen oft bei mehreren Herstellern gleichzeitig und annullieren, sobald sie eine definitive Zusage bekommen. Als Ergebnis nehmen einzelne Hersteller zeitweise gar keine Bestellungen mehr an.