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


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