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

streszczenie

W artykule przedstawiono aktualne dane statystyczne dotyczące transformatorów rozdzielczych SN/nn zainstalowanych w krajowej sieci dystrybucyjnej oraz ogólną charakterystykę strat mocy i energii w transformatorach rozdzielczych. Zaprezentowano także kryteria określania optymalnego obciążenia transformatora rozdzielczego z punktu widzenia minimum jednostkowych strat mocy oraz minimum jednostkowych strat energii.



abstract

The paper presents current statistical data concerning distribution transformers of medium to low voltage installed in Polish distribution network. The overall characteristics of power and energy loss in distribution transformers are also described. Optimal load criteria of such transformers are presented from the point of view of minimum elementary power and energy loss.

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.

Literatura          

1. Statystyka Elektroenergetyki Polskiej 2015, Wyd. Agencja Rynku Energii, Warszawa 2016 (oraz wcześniejsze roczniki).
2. Niewiedział E., Niewiedział R., Charakterystyka krajowej sieci dystrybucyjnej w XXI wieku, elektro.info, 2017, Nr 9 (157), s. 24÷30.
3. Niewiedział E., Niewiedział R., Potrzeby rozwojowe i modernizacyjne sieci elektroenergetycznej na terenach wiejskich, Wiadomości Elektrotechniczne, 2012, nr 8 (1030), s. 3÷10.
4. Norma PN-EN 50464-1: 2007 Trójfazowe olejowe transformatory rozdzielcze 50 Hz od 50 kVA do 2500 kVA o najwyższym napięciu urządzenia nie przekraczającym 36 kV – Część 1: Wymagania ogólne.
5. Bełdowski T., Markiewicz H., Stacje i urządzenia elektroenergetyczne, WNT, Warszawa 1992.
6. Straty energii elektrycznej w sieciach dystrybucyjnych (Praca zbiorowa pod redakcją J. Kulczyckiego), Wydawnictwo PTPiREE, Poznań 2009.
7. Niewiedział R., Niewiedział E., Ocena modeli wyznaczania czasu trwania strat maksymalnych w sieciach elektroenergetycznych, w: Mat. Konferencji n.t. „Szacowanie i prognozowanie obciążeń w sieciach elektroenergetycznych” , Wisła 2013.
8. Rozporządzenie Komisji UE nr 548/2014 z dnia 21.05.2014. ujednolicające poziomy strat mocy w transformatorach rozdzielczych i sposoby ustalania strat w transformatorach mocy.

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

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

Ten artykuł jest PŁATNY. Aby go przeczytać, wykup dostęp.
DOSTĘP ABONAMENTOWY
DOSTĘP SMS
Dostęp za pomocą SMS czasowo zawieszony







Reklamacje usługi prosimy zgłaszać przez formularz reklamacyjny
Masz już abonament - zaloguj się:
:
:
zapomniałem hasła
Nie posiadasz konta - kliknij i załóż »
Nie masz abonamentu - wykup dostęp:
Abonament umożliwia zalogowanym użytkownikom dostęp do wszystkich płatnych treści na naszym portalu.
Dostępne opcje abonamentowe:
Pakiet: dwuletnia prenumerata papierowa (20 numerów) + dwuletni dostęp do wszystkich treści portalu (730 dni) - 185,00 zł
Prenumerata + on-line w promocyjnej cenie. Zamów już dziś!
Pakiet: roczna prenumerata papierowa (10 numerów) + roczny dostęp do wszystkich treści portalu (365 dni) - 105,00 zł
Prenumerata + on-line w promocyjnej cenie. Zamów już dziś!
Prenumerata elektroniczna (365 dni) - 79,00 zł
Roczny dostęp do wszystkich płatnych treści naszego portalu.
Prenumerata elektroniczna (30 dni) - 15,00 zł
30 dniowy dostęp do wszystkich płatnych treści naszego portalu.
Roczny dostęp dla prenumeratorów w specjalnej cenie - 0,00 zł
Jeśli zakupiłeś roczną prenumeratę papierową, masz możliwość skorzystania z bezpłatnego dostępu do wszystkich treści elektronicznych. Po weryfikacji danych skontaktujemy się z Tobą). Dostęp na czas trwania prenumeraty papierowej!
Dwuletni dostęp dla prenumeratorów w specjalnej cenie! - 0,00 zł
Jeśli zakupiłeś dwuletnią prenumeratę papierową, masz możliwość skorzystania z bezpłatnego dostępu do wszystkich treści elektronicznych. Po weryfikacji danych skontaktujemy się z Tobą). Dostęp na czas trwania prenumeraty papierowej!
30 dniowy dla prenumeratorów w specjalnej cenie - 0,00 zł
Jeśli zakupiłeś roczną prenumeratę papierową, masz możliwość skorzystania z bezpłatnego dostępu do wszystkich treści elektronicznych. Po weryfikacji danych skontaktujemy się z Tobą). Dostęp na czas trwania prenumeraty papierowej!
Prenumerata elektroniczna (730 dni) - 138,00 zł
Dwuletni dostęp do wszystkich płatnych treści naszego portalu.
Regulamin korzystania z portalu elektro.info.pl - zobacz regulamin
Uwagi prosimy zgłaszać na adres:
Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 10/2017

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie



Jaki grzejnik elektryczny wybrać?

Systemy fotowoltaiczne. Jak zwiększyć efektywność energetyczną?

Jaki grzejnik elektryczny wybrać? Rola miedzi w energetyce słonecznej
Sezon grzewczy za pasem. Pora zastanowić się nad wyborem systemu ogrzewania bądź modernizacją aktualnego. Wiele osób wzbrania się przed zastosowaniem ogrzewania(...) czytam dalej » Sektor energii słonecznej umacnia się coraz bardziej. Według Solar Power Europe, w roku 2017 została zainstalowana globalnie większa moc energii fotowoltaicznej niż (...) czytam dalej »

Zobacz osprzęt i rozwiązania stosowane w przemyśle »

Osprzęt i rozwiązania dla przemysłu WRozwiązania elektryczne stosowane w przemyśle muszą być wytrzymałe i odporne na wiele czynników. Począwszy od zalania, zabrudzenia (...) czytam dalej »


Stabilność systemu elektroenergetycznego»

Targi Energetab 2018 już wkrótce »

Stabilność systemu elektroenergetycznego - książka Enegetab targi 2018
System elektroenergetyczny jest to zbiór urządzeń przeznaczony do wytwarzania, przesyłu, rozdziału, magazynowania i użytkowania energii elektrycznej, połączonych ze sobą w system umożliwiający realizację dostaw energii elektrycznej na terenie kraju w sposób ciągły i (...) czytam dalej » Przed nami 31. edycja targów ENERGETAB 2018. Przez kolejne trzy dni będą spotykać się czołowi przedstawiciele sektora elektroenergetycznego i poznawać najnowsze rozwiązania (...) czytam dalej »

Projektuj za pomocą bezpiecznej i niezawodnej aparatury łączeniowej »
Projektowanie z aparaturą łączeniową

Aparatura łączeniową i sterownicza dla automatyki przemysłowej, techniki medycznej oraz automatyki budynków... czytam dalej »


Jak sprawdzić gdzie mogą nastąpić awarie w urządzeniach elektrycznych»

Pierwszy oscyloskop klasy średniej z pasmem 8 GHz i prędkością próbkowania 25 GS/s jednocześnie na wszystkich 4 kanałach»

Diagnozowanie urządzeń elektrycznych Oscyloskop klasy średniej
Wykrycie elementu przegrzanego i prawidłowa klasyfikacja zagrożenia w zależności od obciążenia prądowego i przyrostu temperatury – to typowe zadania ... czytam dalej » Tektronix oferuje jeszcze większą prędkość próbkowania oraz najniższy poziom szumów zapewniając najwyższą wiarygodność pomiaru dzięki MSO serii 6 Mixed Signal Oscilloscope (...) czytam dalej »

Bezpłatne ebooki dla elektryków i nie tylko !
Ebooki dla elektryków i nie tylko

Darmowe ebooki i poradniki: projektowanie, budowa, osprzęt... (...) czytam dalej »


Jak w czasie rzeczywistym monitorować pobór mocy i jakość dostarczanej energii?

Projektowanie i wykonawstwo instalacji elektrycznych średnio- i niskonapięciowych»

Monitoring poboru mocy Prąd budowlany - skąd czerpać?
Jak pozyskiwać, gromadzić, przetwarzać oraz archiwizować dane o poborze energii, jej rozpływie, wielkość mocy czynnej i biernej, a także... czytam dalej » Zasoby materialne w dziedzinie projektowania nowoczesnych (pod względem technicznym) konstrukcji i technologii oraz wykonywania niezbędnego oprzyrządowania zadaniowego do realizacji produkcji podstawowej i usług oraz planowanych prac modernizacyjnych i (...) 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 »
9/2018

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 9/2018
W miesięczniku m.in.:
  • - Nowoczesne urządzenia rozdzielcze zwiększające bezpieczeństwo pracy
  • - Projekt zasilania osiedla domków jednorodzinnych w energię elektryczną
Zobacz szczegóły
Essentra Components Essentra Components
Essentra plc jest spółką notowaną w indeksie FTSE 250 i wiodącym międzynarodowym dostawcą specjalistycznych produktów i rozwiązań ....
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