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

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Transformatory rozdzielcze – czynniki wpływające na ograniczenie strat

Distribution transformers – factors influencing the reduction of losses
Wnętrze kadzi transformatora olejowego
Wnętrze kadzi transformatora olejowego
Fot. JT

Transformatory rozdzielcze SN/nn stanowią najliczniejszą grupę jednostek transformatorowych w polskim systemie elektroenergetycznym. Transformatory energetyczne to urządzenia elektryczne przeznaczone do przetwarzania energii elektrycznej o określonym napięciu na energię elektryczną o innym lub takim samym napięciu.

Transformatory rozdzielcze SN/nn

Na podstawie danych statystycznych zamieszczonych w rocznikach Statystyka Elektroenergetyki Polskiej  z lat 2011–2015 w tabeli 1. przedstawiono ogólną liczbę transformatorów, w tym liczbę transformatorów rozdzielczych SN/nn eksploatowanych w krajowym systemie elektroenergetycznym [1]. Analizując zestawione dane można stwierdzić, że transformatory rozdzielcze SN/nn stanowią około 98% ogólnej liczby transformatorów eksploatowanych w krajowym systemie elektroenergetycznym. 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 uwypuklają się praktycznie w całym piętnastoleciu XXI wieku [1].

Czytaj też: Energooszczędne rozwiązania transformatorów SN >>

Budowa transformatorów

Transformatory stosowane w elektroenergetyce można podzielić w zależności od czynnika chłodzącego:

  • transformatory suche – rdzeń i uzwojenie chłodzone jest powietrzem (oznaczenie A). Stosowane są w miejscach, gdzie wymagana jest mała masa urządzenia oraz wymagane jest zwiększone bezpieczeństwo przeciwpożarowe. Szczególnym wykonaniem są transformatory żywiczne, w których uzwojenia zalane są żywicą. W tym przypadku stosowane są przekładki z tworzywa sztucznego i gumowe wkładki redukujące wibracje występujące pomiędzy rdzeniem a uzwojeniami. Dzięki tym rozwiązaniom redukowany jest szum generowany przez transformator. Transformatory suche charakteryzują się jednak większymi wymiarami w stosunku do olejowych dla tej samej mocy znamionowej i w wykonaniu do stosowania na zewnątrz budynku [2, 3]. Transformatory suche mają najczęściej chłodzenie powietrzne naturalne (oznaczenie AN) lub z wymuszonym obiegiem powietrza (oznaczenie AF),
  • transformatory gazowe – elementy transformatora umieszczone są w hermetycznej kadzi wypełnionej sześciofluorkiem siarki (SF6). Najbardziej istotną kwestią pod względem ochrony środowiska jest zachowanie szczelności kadzi w przypadku wewnętrznego zwarcia,
  • transformatory olejowe – rdzeń wraz z uzwojeniem zanurzone są w oleju mineralnym (oznaczenie O) lub syntetycznym niepalnym (oznaczenie L). Chłodzenie olejowe naturalne (oznaczenie O(L)N-AN) stosowane jest najczęściej w transformatorach o mocy do 5 MVA. Natomiast do chłodzenia wiekszych jednostek o mocy do 40 MVA stosuje się chłodzenie olejowe z wymuszonym obiegiem oleju za pomocą specjalnej pompy. W tym rozwiązaniu olej przechodzi przez specjalną chłodnicę z obiegiem wody lub powietrza (oznaczenie OF-W(A)F) [2, 3]. Tego typu konstrukcje wymagają jednak budowy układu odprowadzającego rozlany olej w przypadku rozszczelnienia kadzi transformatora lub innych konstrukcji, służących do ograniczania zagrożenia pożarowego. Kadzie transformatorów olejowych wykonane są z blachy, jest to konstrukcja spawana i odpowiednio wzmocniona, zapewniająca odpowiednią wytrzymałość mechaniczną. Odprowadzenie ciepła odbywa się przez radiatory lub przez falę na bokach kadzi. Przy zmianach temperatury podczas pracy transformatora olej zmienia swoją objętość powodując wzrost lub spadek poziomu oleju w konserwatorze. Natomiast w transformatorach hermetycznych (rozdzielczych) zmiana temperatury powoduje wzrost lub spadek ciśnienia wewnątrz kadzi – zmiany objętości oleju są możliwe dzięki elastyczności ścianek falistych kadzi [3, 4].
Rys. 1. Ogólna liczba transformatorów i liczba transformatorów rozdzielczych SN/nnw latach 2011– 2015 [1]
Tab. 1. Ogólna liczba transformatorów i liczba transformatorów rozdzielczych SN/nn w latach 2011– 2015 [1]

Rodzaje rdzeni transformatorów

Obwód magnetyczny transformatora rozdzielczego składa się najczęściej z trzech kolumn połączonych jarzmami. Buduje się także rdzenie pięciokolumnowe charakteryzujące się symetrycznym rozpływem strumienia magnetycznego. Z tego względu transformator z rdzeniem pięciokolumnowym ma ograniczone wymiary zewnętrzne w stosunku do jednostki trójkolumnowej o takiej samej mocy znamionowej [2, 3]. Kolumny zewnętrzne spełnią rolę jarzm zamykających strumień magnetyczny i pozostają bez uzwojeń. Rdzenie wykonane są najczęściej z krzemowej blachy transformatorowej zimnowalcowanej o niskiej stratności, pokrytej izolacją nieorganiczną. Schodkowy przekrój kolumny rdzenia jest zbliżony do przekroju kołowego. Ograniczenie strat jest możliwe dzięki zoptymalizowanej komputerowo liczbie schodków uwzględniającej wypełnienie przekroju i odpowiedniej gęstości strumienia magnetycznego.

Blachy kolumnowe i jarzmowe w postaci skośnie ściętych na końcach pasów są starannie pakietowane. Blachy w miejscach styku pomiędzy kolumną i jarzmem cięte są pod kątem [3, 4]. Złożony rdzeń jest prasowany belkami mocującymi w taki sposób, aby zmniejszyć wibracje i ograniczyć do minimum hałas.

Głównym powodem strat jest grzanie się uzwojeń oraz rdzenia transformatora wywołanego zjawiskami występującymi w czasie jego przemagnesowywania. Pole powierzchni pętli histerezy magnetycznej jest proporcjonalne do ilości ciepła, jaka w pojedynczym cyklu przemagnesowania wydziela się w jednostkowej objętości ferromagnetyka. W celu minimalizacji strat w rdzeniu stosuje się odpowiednio cienkie blachy lub taśmy o wąskiej pętli histerezy magnetycznej i grubości rzędu 100 mm (fot. 2.). Przykładowy przebieg pętli histerezy magnetycznej pokazano na rysunku 1.

Rys. 1. Przebieg pętli histerezy magnetycznej materiału NANOPERM w zależności od przenikalności magnetycznej
Rys. 1. Przebieg pętli histerezy magnetycznej materiału NANOPERM w zależności od przenikalności magnetycznej

Konstrukcja rdzenia jest istotnym czynnikiem wpływającym na sprawność transformatora. Geometryczne rozmieszczenie elementów rdzenia i dobrane materiały decydują o stratach jałowych i poziomie hałasu. Najczęściej do konstrukcji rdzenia jest stosowana blacha krzemowa zimnowalcowana o dużej przenikalności magnetycznej. Jest ona cięta poprzecznie z blachy i składana w pakiety kolumn i jarzm. Wykonywanie tych czynności odbywa się na stanowiskach automatycznych, co zapewnia wysoką dokładność wymiaru oraz dużą wartość współczynnika wypełnienia i niskie straty [3, 5].

Literatura

  1. E. Niewiedział, R. Niewiedział, Problematyka strat mocy i energii w transformatorach rozdzielczych sn/nn, „elektro.info”, 10/2017., 
  2. W. Matulewicz „Maszyny elektryczne w elektroenergetyce”, PWN, Warszawa 2005, 
  3. T. Bełdowski, Henryk Markiewicz „Stacje i urządzenia elektro-energetyczne”, WNT, Warszawa 1998, 
  4. K. Kuczyński „Transformatory rozdzielcze w energetyce”, elektro.info 7/8 z 2008r. 
  5. K. Strzałka, Analiza możliwości zmniejszania strat w transformatorach rozdzielczych, Elektrotechnika i elektronika, tom 25, zeszyt 1, 2006. 
  6. materiały firmy ABB 
  7. materiały firmy Imeffy
  8. materiały firmy Elhand Transformatory 
  9. http://seedt.ntua.gr

W artykule:

• Transformatory rozdzielcze SN/nn
• Budowa transformatorów
• Rodzaje rdzeni transformatorów
• Straty mocy
• Energooszczędność

streszczenie

W artykule omówiono kwestie strat mocy w transformatorach rozdzielczych.



abstract

The article discusses the problem about power losses in distribution transformers.

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[instalacje elektroenergetyczne, transfomatory rozdzielcze, ograniczenie strat, straty mocy, energooszczędność, rdzenie transformatorów, budowa transformatorów]

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:

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Wszyscy elektryczni producenci w jednym miesjcu?

wyświetlacze Zobacz ponad 100,000 produktów elektromechanicznych w ofercie (...) czytam dalej »


Stacja transformatorowa na kółkach - robi wrażenie »

Rozdzielnica na kołach Jest to lekka stacja w obudowie metalowej, na podwoziu jezdnym – DMC 3,5T, z obsługą z zewnątrz, z możliwością łatwe (...) czytam dalej »


Urządzenia przeciwprzepięciowe (SPD) - jakie wybrać ?

urządzenia przeciwprzepięciowe spd Ochronniki przepięciowe odpowiednie do zastosowań w instalacjach 230 V lub 400 V, systemy jedno- lub trójfazowe, wymienny moduł warystora i zamknięty moduł iskiernika, wizualna i zdalna sygnalizacja stanu warystora oraz(...) czytam dalej »


Szynoprzewody w instalacjach elektrycznych - czy warto je wykorzystywać?

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

szynoprzewody jak podłączyć bezpanelowa energia słoneczna
Przyjazne instalatorom ze względu na ich intuicyjny montaż i nieskomplikowaną budowę oraz szeroki wachlarz możliwości z zakresu wykonania różnego (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Jaki licznik energii elektrycznej wybrać - porównanie 2019 »

Fotowoltaika Mogą być stosowane do rozliczeń z zakładami energetycznymi, do kontroli procesów przemysłowych, do rozliczeń podnajemców oraz jako element systemów zarządzania ... czytam dalej »


Stacje ładowania pojazdów elektrycznych - znasz to rozwiązanie?

Czy energii odnawialnej uda się zastąpić węgiel?

Wsporniki ochrony odgromowej energia odnawialna a węgiel
Przestawiamy rozwiązania wspierające zaawansowane systemy transportu publicznego oraz układy zasilające w instalacjach... czytam więcej » Według ostatniego raportu brytyjskiego koncernu BP do 2040 r. odnawialne źródła energii staną się głównym źródłem energii na świecie. Czy rzeczywiście ... czytam dalej »

Sekcja: Instaluj z Legrandem dla profesjonalisty »

System zarządzania energią Jesteś Instalatorem? W tej sekcji w szybki i łatwy sposób znajdziesz niezbędne ... czytam dalej »


Może Cię to zainteresuje ▼

Jaki wybrać uniwersalny, programowalny wyświetlacz cyfrowy?

Kable i przewody - dobierz odpowiednie do swojego projektu »

Sterowniki programowalne kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenie nie wymaga dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań urządzenia wlicza się sterowanie oraz ... czytam więcej » Właściwie wykonana i dostosowana do konkretnych zagrożeń środowiskowych instalacja elektryczna powinna do minimum ograniczać zagrożenia... czytam dalej »


Kable średniego i niskiego napięcia - wymagania standardów międzynarodowych»

Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

PRzewody i kable standardy Termowizja w elektryce
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 ??

Ograniczniki przepięć (SPD) o udoskonalonych osiągach »

Switche zarządzalne spd ograniczniki
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 » SPD o takim układzie elementów ograniczających przepięcia są stosowane w instalacji elektrycznej, w której nie powinny występować prądy upływu, nawet o niewielkich(...) 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 »
4/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 4/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt instalacji piorunochronnej wolno stojącego budynku magazynu mps
  • - Awarie sieciowe w krajowej sieci dystrybucyjnej
Zobacz szczegóły
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