Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Problematyka strat mocy i energii w transformatorach rozdzielczych SN/nn

Problem of power loss in MV/LV distribution transformers
W artykule scharakteryzowano grupę elektroenergetycznych transformatorów SN/nn oraz wykazano możliwości uzyskiwania oszczędności w stratach energii elektrycznej, czyli sposoby poprawy efektywności energetycznej zgodnie podanymi wyżej zapisami w Ustawie.
W artykule scharakteryzowano grupę elektroenergetycznych transformatorów SN/nn oraz wykazano możliwości uzyskiwania oszczędności w stratach energii elektrycznej, czyli sposoby poprawy efektywności energetycznej zgodnie podanymi wyżej zapisami w Ustawie.

Energia elektryczna jest szczególną postacią energii ze względu na szerokie zastosowanie we wszystkich dziedzinach działalności człowieka bez możliwości zastąpienia jej – w wielu przypadkach – inną postacią energii. Istotną wadą energii elektrycznej jest brak urządzeń, które magazynowałyby ją w dużych ilościach. Przedsiębiorstwa wytwórcze muszą zatem wytwarzać moc i energię skorelowaną z zapotrzebowaniem odbiorców.

W artykule:

• Ustawa o efektywności energetycznej w kontekście ograniczania strat mocy transformatorów rozdzielczych SN/nn
• Charakterystyka strat mocy w transformatorach rozdzielczych
• Moc znamionowa transformatora rozdzielczego w funkcji zmian przewidywanego obciążenia oraz czas trwania maksymalnych strat

Przez dziesięciolecia energia elektryczna wytwarzana była głównie w elektrowniach węglowych (i nadal jest przy mniejszym udziale). Procesowi spalania węgla towarzyszy powstawanie dwutlenku węgla, który – według klimatologów – jest główną przyczyną niebezpiecznego ocieplania się klimatu na naszej planecie.

W konsekwencji stwierdzono, że należy ograniczyć produkcję energii elektrycznej w elektrowniach węglowych oraz również ze względu na wyczerpywanie się zasobów kopalnych. Nie byłoby to możliwe bez wprowadzenia do eksploatacji nowych technologii wytwarzania opartych na odnawialnych źródłach energii (OZE). Elektrownie te z jednej strony mniej ingerują w środowisko, ale z drugiej, charakteryzują się bardzo niekorzystną dla wytwarzania energii niestabilnością.

 

Ponadto wprowadzanie do eksploatacji źródeł OZE o małych mocach przez odbiorców indywidualnych (tzw. prosumentów) skomplikowało proces zarządzania i funkcjonowania systemu elektroenergetycznego.

 

Inną możliwością ograniczenia zużycia energii jest wprowadzanie innowacyjnych technologii, urządzeń i odbiorników, które będą charakteryzowały się mniejszym zużyciem energii, czyli większą efektywnością energetyczną.

Protokół z Kioto do Ramowej Konwencji Narodów Zjednoczonych z 11 grudnia 1997 r. (podpisany przez Polskę) stwierdza, że każdy kraj winien realizować zobowiązania do ograniczenia i redukcji emisji CO2 oraz będzie rozwijać działania na rzecz poprawy efektywności energetycznej w odpowiednich sektorach gospodarki krajowej.

W ślad za przyjęciem protokołu ustanowiono wspólne ramy działań na rzecz promowania efektywności energetycznej w Unii Europejskiej, w tym ograniczenie o 20% zużycia energii pierwotnej w porównaniu z prognozami do 2020 roku.

Dla wywiązania się z nałożonych zobowiązań w Polsce wprowadzono 20 maja 2016 roku w życie znowelizowaną Ustawę o efektywności energetycznej, która w art. 1. określa:

  • zasady opracowywania krajowego planu działań dotyczącego efektywności energetycznej;
  • zadania jednostek sektora publicznego w zakresie efektywności energetycznej;
  • zasady realizacji obowiązku uzyskania oszczędności energii;
  • zasady przeprowadzania audytu energetycznego przedsiębiorstwa,

a w rozdziale 4 w art. 19.1 wymienia rodzaje przedsięwzięć służące poprawie efektywności energetycznej, w tym w podpunkcie 5 – ograniczenie strat na transformacji.

Reprezentatywnym przykładem wskazującym na efektywne możliwości obniżenia zużycia energii na potrzeby własne sieci elektroenergetycznych jest transformator rozdzielczy SN/nn.

W artykule scharakteryzowano grupę elektroenergetycznych transformatorów SN/nn oraz wykazano możliwości uzyskiwania oszczędności w stratach energii elektrycznej, czyli sposoby poprawy efektywności energetycznej zgodnie podanymi wyżej zapisami w Ustawie.

Transformatory rozdzielcze SN/nn

Tab. 1. Ogólna liczba transformatorów i liczba transformatorów rozdzielczych SN/nn (TR) w pięcioleciu 2011–2015; źródło: opracowanie własne na podstawie roczników „Statystyka Elektroenergetyki Polskiej” [Statystyka Elektroenergetyki Polskiej 2015, Wyd. Agencja Rynku Energii, Warszawa 2016 (oraz wcześniejsze roczniki)]
Tab. 1. Ogólna liczba transformatorów i liczba transformatorów rozdzielczych SN/nn (TR) w pięcioleciu 2011–2015; źródło: opracowanie własne na podstawie roczników „Statystyka Elektroenergetyki Polskiej” [Statystyka Elektroenergetyki Polskiej 2015, Wyd. Agencja Rynku Energii, Warszawa 2016 (oraz wcześniejsze roczniki)]
Tab. 2. Sumaryczna moc znamionowa transformatorów krajowych i łączna moc znamionowa transformatorów rozdzielczych SN/nn (TR) w pięcioleciu 2011–2015; źródło: opracowanie własne na podstawie roczników „Statystyka Elektroenergetyki Polskiej” [Statystyka Elektroenergetyki Polskiej 2015, Wyd. Agencja Rynku Energii, Warszawa 2016 (oraz wcześniejsze roczniki)]
Tab. 2. Sumaryczna moc znamionowa transformatorów krajowych i łączna moc znamionowa transformatorów rozdzielczych SN/nn (TR) w pięcioleciu 2011–2015; źródło: opracowanie własne na podstawie roczników „Statystyka Elektroenergetyki Polskiej” [Statystyka Elektroenergetyki Polskiej 2015, Wyd. Agencja Rynku Energii, Warszawa 2016 (oraz wcześniejsze roczniki)]

Transformatory rozdzielcze SN/nn stanowią najliczniejszą grupę jednostek transformatorowych w polskim systemie elektroenergetycznym. Wykorzystując dane statystyczne zamieszczone w rocznikach Statystyka Elektroenergetyki Polskiej [1] z ostatniego pięciolecia (tj. z lat 2011–2015) w tab. 1. i tab. 2. zestawiono:

  • ogólną liczbę transformatorów, w tym liczbę transformatorów rozdzielczych SN/nn,
  • sumaryczną moc wszystkich transformatorów i transformatorów rozdzielczych SN/nn.

Analizując powyższe dane – a także podobne dane statystyczne prezentowane w wcześniejszej publikacji Autorów [2] – można stwierdzić, że transformatory rozdzielcze SN/nn stanowią około 98% ogólnej liczby zainstalowanych w kraju transformatorów.

Natomiast znacznie mniejszy – bo przekracza nieco 30% – jest udział łącznej mocy znamionowej transformatorów rozdzielczych w sumarycznej mocy wszystkich transformatorów.

Interesującym jest także poznanie tendencji wzrostowych liczby i mocy znamionowych transformatorów. Dla transformatorów rozdzielczych SN/nn średnioroczny przyrost ich liczby waha się na poziomie 0,9%, a średnioroczny przyrost ich mocy znamionowych – na poziomie 1,8%. Tendencje takie występują praktycznie w całym piętnastoleciu XXI wieku [2].

 

Bardziej szczegółowa analiza pracy sieci odbiorczej niskiego napięcia powinna uwzględniać również lokalizację odbiorców i stacji transformatorowych SN/nn – tereny miejskie czy tereny wiejskie.

Z danych zawartych w [1] wynika, że w roku 2015 – na ogólną liczbę odbiorców końcowych zasilanych z sieci niskiego napięcia OSD wynoszącą 17131 tys. odbiorców – 66,1% stanowili odbiorcy miejscy, a 33,9% – odbiorcy wiejscy.

Podobne proporcje występują również w dostawach energii elektrycznej z sieci niskiego napięcia OSD odbiorcom końcowym – ogółem w roku 2015 było to 53847 GWh, z czego 65,2% wynosiły dostawy do odbiorców miejskich, a 34,8% dostawy do odbiorców wiejskich.

W powyższych danych widać nieduże różnice w jednostkowych dostawach energii elektrycznej niskiego napięcia na jednego odbiorcę zlokalizowanego na terenach wiejskich i miejskich (3,22 kWh/odb. – tereny wiejskie oraz 3,10 kWh/odb. – tereny miejskie); wskaźniki te w ostatnim pięcioleciu pozostają na tym samym poziomie [2].

W rocznikach Statystyka Elektroenergetyki Polskiej [1] brak szczegółowych danych rozróżniających sieci elektroenergetyczne na terenach miejskich i wiejskich. Opierając się na danych sprzed kilku lat [3] można stwierdzić, że udziały liczby i mocy stacji transformatorowo-rozdzielczych SN/nn wynosiły odpowiednio:

  • na terenach miejskich 31,5% i 56,9%,
  • na terenach wiejskich 68,5% i 43,1%,

co oznacza, że na terenach wiejskich było dwa razy więcej stacji niż na terenach miejskich. Natomiast średnia moc transformatora była równa 110 kVA w sieci wiejskiej i 315 kVA w sieci miejskiej.

Czytaj też: Wymagania unijne dla transformatorów rozdzielczych SN/nn >>>

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 10/2017

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja!

Termowizja z wizytą w rozdzielnicy Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można(...) czytam dalej »


Innowacyjne wnętrzowe stacje transformatorowe ICZ-E?

Jak monitorować i sterować procesami przemysłowymi »

Stacje termotranferowe procesy przemysłowe
Materiały dla Projektantów oraz Wykonawców (...) czytam więcej » DWiększość wyświetlaczy jest zaprojektowana do montażu panelowego, ale niektóre urządzenia mogą być również montowane zarówno w panelu (...) czytam dalej »

Jaka jest funkcja enkodera i czujnika ruchu »

Czujniki ruchu i enkodery Enkodery i czujniki nachylenia umożliwiają dokładny i wydajny pomiar prędkości oraz ustalenie(...) czytam dalej »


Jakie wybrać wsporniki do mocowania przewodów instalacji odgromowej?

Jaki jest najlepszy hermetyk na rynku »

Wsporniki ochrony odgromowej Ebook
W obudowie wykonanej z wysokiej jakości polietylenu kryje się betonowy rdzeń. Szczelnie zamknięta konstrukcja chroni go przed niekorzystnym wpływem czynników pogodowych i(...) zobacz więcej » Dzięki wprowadzonym rozwiązaniom konstrukcyjnym oprawa charakteryzuje się szczelnością oprawy IP66. Podstawa i klosz wykonany z poliwęglanu zapewnia oprawie wysoki stopień odporności na uderzenia IK09.
(...)
czytam dalej »

System zarządzania energią EMS CX3 »

System zarządzania energią EMS CX3 składa się z urządzeń o niezwykle kompaktowej budowie modułowej, które w łatwy sposób można zainstalować zarówno w nowopowstających instalacjach jak i już istniejących, w jednym rzędzie rozdzielnicy elektrycznej z innymi aparatami (...) czytam dalej »


Może Cię to zainteresuje ▼

Ile miedzi zużywa się w domowych instalacjach?

Przewody elektryczne i kable spełniające normy CPR »

Elektryka prąd nie tyka Kable przeowdy lapp
W opracowaniu prezentujemy obliczenia konwencjonalnej instalacji elektrycznej. Składają się one z obwodów z gniazdami i obwodów z przełącznikami... czytam więcej » Nieposiadanie Deklaracji Własności Użytkowych na kabel lub przewód jako wyrób budowlany oznacza brak możliwości wprowadzenia go na rynek Unii Europejskiej jako wyrób budowlany, a w konsekwencji niemożliwość (...) czytam dalej »


Kable średniego i niskiego napięcia - wymagania standardów międzynarodowych»

Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja! »

PRzewody i kable standardy Termografia
Szeroki asortyment przewodów i kabli produkowanych zgodnie z wymaganiami restrykcyjnych standardów międzynarodowych(...) czytam dalej » Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można(...) czytam dalej »

Stacje ładowania pojazdów od Kolejowych Zakładów Łączności ?

UPS zasilacze Stacja umożliwia szybkie ładowanie prądem zmiennym o mocy do 22 kW (opcjonalnie 44 kW). Wyposażona jest w dwa gniazda osobno opomiarowane (...) czytam dalej »


Jak komunikować urządzenia w środowisku przemysłowym ??

Projektowanie skomplikowanych etykiet w terenie przy pomocy smartfona »

Switche zarządzalne Drukowanie etykiet ze smartfona
Switche niezarządzalne są to urządzenia, które mają za zadanie przekazywanie danych między urządzeniami w wymagającym środowisku przemysłowym. Ich zadaniem jest zapewnienie przede wszystkim stabilnej, jak również wydajnej komunikacji.(...) czytam dalej » Dzięki zainstalowaniu na dowolnym smartfonie naszej aplikacji Etykiety ekspresowe możesz projektować nawet najbardziej skomplikowane etykiety z kodami 1D, 2D i kodami kreskowymi czy etykiety seryjne korzystając (...) czytam dalej »

Nowe rozwiązania w dziedzinie zasilania gwarantowanego »

Jaką rozdzielnicę nn wybrać do projektu?

Zasilanie gwarantowane Co sie stało z kablami
Samochody elektryczne stają się coraz bardziej popularne. Jednak ich żywot jest uzależniony od stacji ładowania. Stacja ładowania to urządzenie elektryczne, które(...) czytam dalej » Wszelkie błędy popełnione na etapie projektowania, wykonawstwa i eksploatacji nawarstwiają się latami, stopniowo pro­wadząc do wydłużenia czasu poświęcanego na administrację systemu, zmniejszając pewność jego działania i tym samym (...) czytam dalej »

dr inż. Elżbieta Niewiedział
dr inż. Elżbieta Niewiedział
Wieloletni nauczyciel akademicki Instytutu Elektroenergetyki Politechniki Poznańskiej. Po przejściu na emeryturę - wykładowca w Wyższej Szkoły Kadr Menadżerskich w Koninie. Główne zainteresowani... więcej »
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
3/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 3/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Zastosowanie algorytmów ewolucyjnych do wielokryterialnej optymalizacji rozwoju sieci dystrybucyjnej SN
  • - Uproszczony projekt automatyki SZR z wydzieloną rozdzielnicą zasilania awaryjnego
Zobacz szczegóły
System zarządzania energią EMS CX 3

System zarządzania energią EMS CX3

Firma Legrand wprowadziła do sprzedaży nową, innowacyjną ofertę urządzeń do pomiaru, stałej kontroli i sterowania instalacją elektryczną w budynku, zarówno lokalnie w...
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl