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

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Energooszczędne rozwiązania transformatorów zagadnienia wybrane

Energy efficiency in transformers – selected issues
W artykule omówiono kwestie strat mocy w transformatorach rozdzielczych i mocy. Na zdjęciu: przykładowe wykonanie rdzenia transformatora trójfazowego.
W artykule omówiono kwestie strat mocy w transformatorach rozdzielczych i mocy. Na zdjęciu: przykładowe wykonanie rdzenia transformatora trójfazowego.
Fot. JT

Transformatory są bardzo żywotnymi elementami systemu energetycznego, których eksploatacja najczęściej wynosi kilkadziesiąt lat. Niestety, przesyłana energia wywołuje w nich określone straty, z którymi należy się liczyć przy wyznaczaniu kosztów wytwarzania, przesyłu i rozdziału energii elektrycznej.

W artykule:

• Transformatory rozdzielcze SN/nn
• Charakterystyka strat mocy w transformatorach rozdzielczych
• Wymagania dla transformatorów
• Ekoprojekt
• Obliczanie sprawności

Odpowiedni dobór transformatorów i ich ekonomiczna eksploatacja mogą przyczynić się do uzyskania oszczędności w eksploatacji całego systemu elektroenergetycznego [1, 2].

Transformatory rozdzielcze SN/nn

Transformatory rozdzielcze SN/nn stanowią najliczniejszą grupę jednostek transformatorowych w polskim systemie elektroenergetycznym.

Tab. 1. Ogólna liczba transformatorów i liczba transformatorów rozdzielczych SN/nn w latach 2011–2015 [1]
Tab. 1. Ogólna liczba transformatorów i liczba transformatorów rozdzielczych SN/nn w latach 2011–2015 [1]
Tab. 2. Sumaryczna moc znamionowa transformatorów krajowych i łączna moc znamionowa transformatorów rozdzielczych SN/nn w latach 2011–2015 [1]
Tab. 2. Sumaryczna moc znamionowa transformatorów krajowych i łączna moc znamionowa transformatorów rozdzielczych SN/nn w latach 2011–2015 [1]

Wykorzystując dane statystyczne z zamieszczone w rocznikach „Statystyka Elektroenergetyki Polskiej” z ostatniego pięciolecia (tj. z lat 2011–2015) w tab. 1. i tab. 2. przedstawiono ogólną liczbę transformatorów, w tym liczbę transformatorów rozdzielczych SN/nn oraz sumaryczną moc wszystkich transformatorów, w tym transformatorów rozdzielczych SN/nn [1].

Analizując powyższe dane można stwierdzić, że transformatory rozdzielcze SN/nn stanowią około 98% ogólnej liczby zainstalowanych w kraju transformatorów. Natomiast znacznie mniejszy (około 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 [1].

Charakterystyka strat mocy w transformatorach rozdzielczych

Spośród wszystkich urządzeń elektroenergetycznych wytwarzających, przetwarzających, przesyłających energię elektryczną – transformatory charakteryzują się bardzo wysoką sprawnością mocową, definiowaną ilorazem mocy czynnej oddawanej do sieci odbiorczej przez transformator do mocy czynnej pobieranej z sieci zasilającej.

Transformatory podczas pracy wywołują straty mocy i energii, które są sumą strat jałowych P0 (tzw. strat w żelazie, niezależnych od obciążenia transformatora) i strat obciążeniowych Pk (tzw. strat w miedzi, zależnych od obciążenia).

Wartości znamionowych strat mocy w transformatorach podawane są przez producentów i stanowić mogą – przy danej wartości mocy znamionowej – kryterium podziałowe ze względu na wydajność energetyczną (inaczej sprawność mocową) [1].

Dobór transformatorów w stacjach elektroenergetycznych polega na ustaleniu liczby jednostek oraz ich mocy znamionowych, z uwzględnieniem przekładni i sposobu regulacji napięcia, układu i grupy połączeń, napięcia zwarcia, rodzaju wykonania i sposobu chłodzenia [1].

Moce znamionowe i liczba transformatorów zainstalowanych w stacji powinny być wystarczające do pokrycia szczytowego spodziewanego obciążenia w normalnych warunkach pracy układu przy zachowaniu wymaganego poziomu niezawodności zasilania odbiorców.

Przy doborze mocy znamionowych transformatorów należy również uwzględnić spodziewany przyrost obciążenia w okresie 5–10 lat, aby nie było konieczności zwiększenia liczby transformatorów lub wymiany jednostek na większe.

Zakres prezentowanych w artykule danych ograniczony został do najczęściej spotykanych jednotransformatorowych stacji elektroenergetycznych SN/nn. W stacjach jednostransformatorowych moc znamionowa transformatora SnT musi spełniać warunek [1]:

  (1)

gdzie:

Sos – obliczeniowa szczytowa moc pozorna.

Przy doborze mocy znamionowej transformatora analizuje się często jednostkowe straty mocy ΔPjedn oraz sprawność transformatora η.

Wielkości te definiowane są następującymi zależnościami [1]:

  (2)

 (3)

przy czym:

  (4)

gdzie:

SnT – znamionowa moc transformatora,
P – obciążenie transformatora mocą czynną,
S – obciążenie transformatora mocą pozorną,
ΔP – straty mocy czynnej przy obciążeniu transformatora mocą pozorną S,
P0 – znamionowe straty jałowe transformatora,
Pk – znamionowe straty obciążeniowe transformatora,
β – względne obciążenie transformatora (stopień wykorzystania mocy znamionowej transformatora).

Wykorzystując powyższe zależności można wyznaczyć optymalną wartość mocy Ss = Sopt, przy której sprawność transformatora jest największa, a jednostkowe straty mocy czynnej są najmniejsze:

(5)

Z zależności (5) wynika, że optymalna wartość mocy wynika z klasy transformatora.

Warto przeczytać: Rozdzielnice, transformatory, stacje transformatorowe - pobierz bezpłatny e-book >>>

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!


[instalacje elektroenergetyczne, energooszczędność, transformator rozdzielczy SN/nn, straty mocy, ekoprojekt,sprawność, efektywność energetyczna]

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 5/2018

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 »

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