Transformatory rozdzielcze – jak ograniczyć straty energii elektrycznej?

Transformatory rozdzielcze SN/nn

Transformatory rozdzielcze SN stanowią najliczniejszą grupę jednostek transformatorowych w polskim systemie elektroenergetycznym. Wykorzystując dane zamieszczone w raportach rocznych Polskiego Towarzystwa Przesyłu i Rozdziału Energii Elektrycznej (PTPiREE) z lat 2020–2022, w tabelach 1. i 2. przedstawiono liczbę transformatorów rozdzielczych NN, WN i SN oraz sumaryczną moc wszystkich transformatorów.

Analizując te dane, można stwierdzić, że transformatory rozdzielcze SN stanowią około 98,8% ogólnej liczby zainstalowanych w kraju transformatorów. Natomiast znacznie mniejszy (około 29%) jest udział łącznej mocy znamionowej transformatorów rozdzielczych SN w sumarycznej mocy wszystkich transformatorów. Interesujące jest także poznanie tendencji wzrostowych w odniesieniu do liczby i mocy znamionowych transformatorów. Dla transformatorów rozdzielczych SN średnioroczny przyrost ich liczby waha się na poziomie od 0,5 do 0,8%, a średnioroczny przyrost ich mocy znamionowych – na poziomie od 0,4 do 1,7%.

Źródła strat

Straty mocy w rdzeniu transformatora z taśmy amorficznej mogą być nawet czterokrotnie mniejsze w porównaniu do strat w rdzeniu z materiału konwencjonalnego, a wyznacza je pole powierzchni pętli histerezy magnetycznej. Wydaje się, że to bardzo niewielkie ograniczenie strat mocy, rzędu dziesiątek/setek watów (w zależności od mocy transformatora), nie ma znaczenia ekonomicznego. Jeżeli jednak przeprowadzi się obliczenia dla całego systemu energetycznego w dłuższym okresie, to oszczędności wynikające z tytułu wymiany rdzenia są znaczące [1, 2]. Koszt zakupu transformatorów amorficznych jest zwykle wyższy od transformatorów z rdzeniem ze stali krzemowej, ale równoważą to niższe koszty eksploatacji.

Wielkość strat energii w transformatorach zdeterminowana jest konstrukcją transformatora, a wynika to z warunków eksploatacji, które powinny być określone przez kupującego. Niskie straty transformatora są związane zwykle z koniecznością zastosowania droższych materiałów, a zatem wyższą ceną transformatora, lecz w efekcie wpływają na obniżenie kosztów eksploatacji.

Straty energii w transformatorach energetycznych można podzielić na dwie grupy [2]:

• straty jałowe, zwane inaczej stratami w rdzeniu transformatora;
• straty obciążeniowe, nazywane również stratami w przewodach uzwojenia lub stratami w miedzi, które można klasyfikować według przyczyn ich powstania.

Podstawowe znaczenie dla transformatorów rozdzielczych mają straty jałowe, wobec często występujących bardzo znacznych zmian obciążeń. Zasadniczy wpływ na powstawanie strat jałowych w materiale rdzenia odgrywają głównie dwa czynniki: właściwości materiałów magnetycznych oraz technologia składania rdzeni.

Aby wpłynąć na te straty, należy przeanalizować właściwości i cechy materiałów magnetycznych, z których wykonywane są rdzenie, oraz technologię ich wykonania, a w szczególności staranność ich składania. Dlatego w ostatnich latach zastosowano szereg nowych rozwiązań technologicznych i materiałowych. Wyniki badań prowadzonych w dziedzinie materiałów magnetycznych wykorzystywane są również w innych urządzeniach elektrycznych, głównie w silnikach elektrycznych [3–5].

W zakresie działań prowadzących do zmniejszenia stratności rdzeni i w efekcie do obniżania strat jałowych w transformatorach należy wymienić [1–5]:

• stosowanie stali amorficznej, która ma bardzo niską stratność, bardzo dużą trwałość i niestety kruchość mechaniczną po obróbce termicznej, poprawiającej właściwości magnetyczne, oraz znikomą grubość. Proces technologiczny wytwarzania szkieł metalicznych opiera się na metodzie szybkiego chłodzenia roztopionego metalu na szybko obracającym się bębnie, w wyniku czego otrzymuje się bardzo cienką taśmę metaliczną, mającą amorficzną strukturę;
• stosowanie coraz cieńszych blach magnetycznych w celu ograniczenia prądów wirowych; oferowane stale magnetyczne o grubości 0,025 mm zastosowane w postaci wąskich taśm w rdzeniach małych transformatorów i cewek; przy większych transformatorach na rdzenie stosuje się stal o grubości 0,18 mm. Niestety, przy zmniejszaniu grubości stali bardzo szybko rosną koszty – zarówno samych surowców, jak i koszty wytworzenia rdzeni ze względu na skomplikowaną budowę;
• wykorzystanie mechanicznych i termicznych procesów obróbki materiałów magnetycznych stosowanych na rdzenie, w celu zmniejszenia strat;
• stop amorficzny, którego głównym składnikiem jest Fe (żelazo), w porównaniu z konwencjonalnymi materiałami, takimi jak stal krzemowa, ma niewielkie straty stanu jałowego (straty rdzenia), na poziomie od 20 do 30% wartości strat stali krzemowej.

W związku ze wzrostem liczby instalacji OZE istnieje konieczność dostosowania konstrukcji transformatorów do zmiany charakteru obciążeń na pojemnościowy oraz stosowania ograniczników przepięć w transformatorach współpracujących z OZE. Alternatywnym rozwiązaniem jest stosowanie izolacji o wyższej odporności na przebicie. W związku ze wzrostem napięć w sieci obsługującej energetykę rozproszoną, dla utrzymania gwarantowanej wartości napięcia powinno stosować się transformatory z przełącznikami zaczepów. Wyższe harmoniczne, wprowadzane przez niektóre falowniki, powodują nadmierny wzrost strat i przegrzewanie się transformatorów. Powoduje to konieczność przyjmowania mocy rzeczywistej niższej niż moc znamionowa transformatora [6].

Rozporządzenia Komisji Europejskiej

W 2009 r. Parlament Europejski uchwalił obowiązującą obecnie wersję dyrektywy 2009/125/WE (z dnia 21 października 2009 r.), zwanej Ekoprojektem, która nakazała wyznaczenie grup produktów związanych z energią, mogących na etapie projektowania i produkcji spowodować zmniejszenie jej zużycia. Na kolejnym etapie wdrażania Ekoprojektu wybrano produkty różnych branż poprzez wydanie kolejnych rozporządzeń wykonawczych do dyrektywy. Są to między innymi: urządzenia gospodarstwa domowego, oświetlenie, pompy elektryczne, wentylatory napędzane silnikiem elektrycznym, zasilacze. Transformatory uznaje się za produkty związane z energią w rozumieniu art. 2 ust. 1 dyrektywy 2009/125/WE [2, 7].

Po długich pracach uzgodniono, jakie parametry techniczne są wymagane dla transformatorów i zapisane w Rozporządzeniu Komisji Europejskiej nr 548/2014 [7]. Rozporządzenie to odnosi się do transformatorów energetycznych wprowadzanych na rynek Unii Europejskiej po 30 czerwca 2015 i dotyczy energetycznych transformatorów olejowych oraz transformatorów suchych o minimalnej mocy znamionowej 1 kVA, wykorzystywanych w sieciach dystrybucji i przesyłu energii oraz w zastosowaniach przemysłowych [2].

Rozporządzenie Komisji (UE) 2019/1783 z dnia 1 października 2019 r. [8] zmieniło Rozporządzenie (UE) nr 548/2014 z dnia 21 maja 2014 r. [7] w sprawie wykonania Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE w odniesieniu do transformatorów elektroenergetycznych małej, średniej i dużej mocy. Rozporządzenie [8] wprowadziło również definicję „transformatora nasłupowego średniej mocy” to jest o mocy znamionowej nieprzekraczającej 400 kVA w wykonaniu do eksploatacji na wolnym powietrzu i zaprojektowany specjalnie do montażu na elementach wsporczych napowietrznych linii elektroenergetycznych.

W artykule 1 nowelizacji rozporządzenia [8] wprowadzone zostały następujące zapisy dotyczące przedmiotu i zakresu jej stosowania.

Punkt pierwszy mówi, że rozporządzenie ustanawia wymogi dotyczące Ekoprojektu odnośnie do wprowadzania do obrotu lub oddawania do użytku transformatorów elektroenergetycznych o minimalnej mocy znamionowej wynoszącej 1 kVA, wykorzystywanych w sieciach przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej 50 Hz lub do zastosowań przemysłowych. Dodatkowo rozporządzenie ma zastosowanie do transformatorów nabytych po dniu 11 czerwca 2014 r.

Punkt drugi stwierdza, że rozporządzenie [8] nie ma zastosowania do transformatorów specjalnie zaprojektowanych do następujących zastosowań:

a) przekładników zaprojektowanych specjalnie w celu przekazywania sygnału informacyjnego do przyrządów pomiarowych, mierników oraz urządzeń ochronnych lub sterujących lub podobnych urządzeń;

b) transformatorów zaprojektowanych specjalnie i przeznaczonych do zasilania prostowników elektronicznych lub prostowników obciążenia. Wyłączenie to nie obejmuje transformatorów, które są przeznaczone do zasilania prądem przemiennym ze źródeł prądu stałego, takich jak transformatory do zastosowań w turbinach wiatrowych i zastosowań fotowoltaicznych lub transformatory zaprojektowane do zastosowań w zakresie przesyłu i dystrybucji prądu stałego;

c) transformatorów zaprojektowanych specjalnie do celów bezpośredniego podłączenia do pieca;

d) transformatorów zaprojektowanych specjalnie do celów instalacji na stałych lub pływających platformach morskich, morskich turbinach wiatrowych lub na pokładach statków i wszelkich innych jednostek pływających;

e) transformatorów zaprojektowanych specjalnie na potrzeby sytuacji (o ograniczonym czasie trwania), w których dochodzi do przerwy w normalnym zasilaniu energią elektryczną w wyniku nieprzewidzianego zdarzenia (jak np. awaria zasilania) lub remontu stacji, ale nie w celu trwałego ulepszenia istniejącej podstacji;

f) transformatorów (z odrębnymi lub automatycznie połączonymi uzwojeniami) podłączonych do sieci trakcyjnej zasilanej prądem stałym lub przemiennym, bezpośrednio lub za pośrednictwem przetwornika, wykorzystywanych w stałych instalacjach do zastosowań kolejowych;

g) transformatorów uziemiających zaprojektowanych specjalnie w celu podłączenia ich do systemu zasilania w celu uzyskania punktu neutralnego na potrzeby uziemienia systemu, bezpośrednio lub poprzez impedancję;

h) transformatorów trakcyjnych zaprojektowanych specjalnie do celów zamontowania na taborze, podłączonych do sieci trakcyjnej zasilanej prądem stałym lub przemiennym, bezpośrednio lub za pośrednictwem przetwornika, do użytku specjalnego w stałych instalacjach do zastosowań kolejowych;

i) transformatorów rozruchowych zaprojektowanych specjalnie na potrzeby uruchamiania trójfazowego silnika indukcyjnego, tak aby wyeliminować spadki napięcia zasilania, które w trakcie normalnego działania są pozbawione zasilania;

j) transformatorów probierczych zaprojektowanych specjalnie do stosowania w obwodzie, w celu uzyskania określonego napięcia lub prądu na potrzeby badań urządzeń elektrycznych;

k) transformatorów spawalniczych zaprojektowanych specjalnie do stosowania w urządzeniach do spawania łukiem elektrycznym lub do spawania oporowego;

l) transformatorów zaprojektowanych specjalnie na potrzeby zastosowań wymagających zabezpieczenia przeciwwybuchowego, zgodnie z Dyrektywą 94/9/WE Parlamentu Europejskiego i Rady oraz zastosowań w górnictwie podziemnym;

m) transformatorów zaprojektowanych specjalnie do zastosowań głębinowych (podwodnych);

n) transformatorów sprzęgających sieci średniego napięcia (SN) o mocy do 5 MVA, stosowanych w systemie konwersji napięcia sieciowego, które są umieszczane w miejscu połączenia dwóch poziomów napięcia dwóch sieci średniego napięcia i które muszą być w stanie poradzić sobie z przeciążeniami w sytuacjach awaryjnych;

o) transformatorów elektroenergetycznych średniej i dużej mocy, zaprojektowanych specjalnie jako element systemu zapewnienia bezpieczeństwa obiektów jądrowych zdefiniowanych w art. 3 dyrektywy Rady 2009/71/Euratom;

p) trójfazowych transformatorów elektroenergetycznych średniej mocy, o mocy znamionowej poniżej 5 kVA, z wyjątkiem wymogów określonych w pkt 4 lit. a), b) i d) załącznika I do rozporządzenia [7].

Dodatkowo w punkcie trzecim znajduje się zapis, że transformatory elektroenergetyczne średniej i dużej mocy, niezależnie od tego, kiedy zostały po raz pierwszy wprowadzone do obrotu lub oddane do użytku, są poddawane ponownej ocenie zgodności i muszą spełniać wymogi rozporządzenia [7], jeżeli zostały poddane wszystkim następującym działaniom:

a) wymiana rdzenia (lub jego części);

b) wymiana pełnego uzwojenia (lub większej liczby pełnych uzwojeń).

Ma to zastosowanie bez uszczerbku dla zobowiązań prawnych wynikających z innych przepisów unijnego prawodawstwa harmonizacyjnego, którym produkty te mogą podlegać.

Ograniczenie strat odbyło się w dwóch etapach – pierwszy zakończył się 1 lipca 2021 roku. W tym dniu wszedł w życie drugi etap, obniżający straty. Dla transformatorów rozdzielczych o mocach poniżej 3150 kVA i napięciach U_m ≤ 24 kV, transformujących z napięcia średniego na niskie, wykorzystano jako referencyjne normy CENELEC dla transformatorów olejowych EN 50464 1 i suchych EN 50541-1. Parametry transformatorów do mocy 2500 kVA, wprowadzone w załączniku nr 1 do Rozporządzenia Komisji (UE) nr 548/2014, są bardzo zbliżone do parametrów przedstawionych w normach i z nich też zostało zaczerpnięte nazewnictwo określające poziomy strat, odpowiednio: dla strat jałowych A₀, a dla obciążeniowych A_k, B_k i C_k [7].

Dla trójfazowych olejowych transformatorów elektroenergetycznych o mocy ≤ 3150 kVA z uzwojeniem średniego napięcia U_m ≤ 24 kV i uzwojeniem nn U_m ≤ 1,1 kV, straty obciążeniowe i straty stanu jałowego nie mogą przekraczać wartości podanych na rysunku 1.

Natomiast dla trójfazowych suchych transformatorów elektroenergetycznych o mocy ≤ 3150 kVA z uzwojeniem średniego napięcia U_m ≤ 24 kV i uzwojeniem nn U_m ≤ 1,1 kV, straty obciążeniowe i straty stanu jałowego nie mogą przekraczać wartości podanych na rysunku 2.

Dodatkowo należy podkreślić, że zgodnie z tabelą I.3 z załącznika nr 1 do Rozporządzenia Komisji (UE) nr 548/2014 [7], gdy napięcie U_m = 36 kV dla jednego z uzwojeń, a drugie U_m ≤ 1,1 kV – maksymalne dopuszczalne straty podane na rysunkach 1. i 2. muszą zostać zwiększone o 15% w przypadku strat stanu jałowego oraz o 10% w przypadku strat obciążeniowych.

Zgodnie z punktem 1.3 z załącznika nr 1 do Rozporządzenia Komisji (UE) nr 548/2014, wymogi dotyczące transformatorów elektroenergetycznych o mocy znamionowej ≤3150 kVA wyposażonych w połączenia odczepowe, które są przystosowane do celów eksploatacji w stanie podłączenia do zasilania lub w stanie obciążenia do celów dostosowania napięcia (regulacja napięcia), dopuszczalne straty podane na rysunkach 1. i 2. muszą zostać zwiększone o 20% w przypadku strat stanu jałowego oraz o 10% w przypadku strat obciążeniowych. Poziomy strat obciążeniowych i strat stanu jałowego podane na rysunkach 1. i 2. nie mają zastosowania do olejowych transformatorów ­montowanych na słupach o mocy od 25 do 315 kVA. Dla nich dopuszczalne wartości strat zostały określone w tabeli I.6 Rozporządzenia [7].

Ciekawostką jest załącznik IV do Rozporządzenia [7], w którym podano parametry najlepszych rozwiązań technicznych dostępnych na rynku transformatorów elektroenergetycznych średniej mocy w dniu przyjęcia tego rozporządzenia:

a) olejowe transformatory elektroenergetyczne średniej mocy: A₀ – 20%, A_k – 20%;

b) suche transformatory elektroenergetyczne średniej mocy: A₀ – 20%, A_k – 20%;

c) transformatory elektroenergetyczne z rdzeniem amorficznym: A₀ – 50%, A_k – 50%.

Znajduje się tam uwaga, że dostępność materiału do produkcji transformatorów z rdzeniem amorficznym wymaga dalszego opracowania, zanim w przyszłości będzie można uznać, że takie wartości strat stały się minimalnymi wymogami.

Literatura

1. Energetyka, dystrybucja, przesył, Raport 2021, Raport 2022, Raport 2023, PTPiREE.
2. K. Kuczyński, Energooszczędne rozwiązania w zakresie transformatorów rozdzielczych SN/nn, „elektro.info” 11/2022.
3. K. Kuczyński, Transformatory rozdzielcze SN/nn – możliwości ograniczenia strat, „elektro.info” 5/2016.
4. N. DeCristofaro, Amorphous metals in electric-power distribution applications, Materials Research Society Bulletin, 1998, vol. 23, iss. 5, 50–56.
5. K. Inagaki, M. Kuwabara, K. Sato, K. Fukui, S. Nakajima, D. Azuma, Amorphous transformer contributing to global environmental protection, Hitachi Review, 2011, vol.60, no 5, 250–256.
6. Z. Szymański, „Zagrożenia dla transformatorów współpracujących z OZE”, Seminarium „Szanse i efekty jakie niesie ze sobą rozwój fotowoltaiki”, 25 października 2023 r. Łódź.
7. Rozporządzenie Komisji Europejskiej nr 548/2014.
8. Rozporządzenie Komisji (UE) 1783/2019 z dnia 1 października 2019 r. zmieniające Rozporządzenie (UE) nr 548/2014 z dnia 21 maja 2014 r. w sprawie wykonania Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE w odniesieniu do transformatorów elektroenergetycznych małej, średniej i dużej mocy, Dz. UE nr L 272 z dn. 25.10.2019.

Transformatory rozdzielcze

Chcąc ułatwić przegląd aktualnej oferty rynkowej, przedstawiamy transformatory rozdzielcze, dostępne na polskim rynku, przygotowane na podstawie przesłanych do redakcji materiałów od producentów i dystrybutorów:

Jednostki MarkoEco2 od Energeks zapewniają minimalne straty energii i długą żywotność

Straty energii w transformatorach to temat dobrze znany, ale wciąż pełen wyzwań. Gdy transformator traci nawet 1% energii przy przesyle, w ciągu roku oznacza to tyle prądu, ile zużywa małe osiedle mieszkaniowe. Dziennie. Mimo że mówimy o wartościach rzędu kilku procent, w skali systemu energetycznego przekładają się one na dziesiątki milionów kilowatogodzin rocznie. W skali krajowej to realne miliony złotych wartości energii, które mogłyby zasilać produkcję, oświetlać miasta lub ładować floty pojazdów elektrycznych. Straty energii w transformatorach nie tylko wpływają na koszty operacyjne, ale również na środowisko, zwiększając emisję gazów cieplarnianych.  Czytam więcej »

Nowoczesne transformatory rozdzielcze coraz częściej przypominają maszyny precyzyjne, dobierane nie tylko pod kątem mocy, ale i profilu obciążenia, częstotliwości przełączeń czy lokalnych warunków środowiskowych. Coraz większą wagę przywiązuje się do strat jałowych i obciążeniowych już na etapie projektowania. Tu również diabeł tkwi w szczegółach: od jakości rdzenia, przez precyzję nawijania uzwojeń, aż po charakter pracy urządzenia. Nie chodzi już tylko o dobre parametry, ale o optymalizację całego cyklu życia transformatora, od instalacji po dekady eksploatacji.

W tej klasie plasuje się MarkoEco2 od Energeks, transformator zaprojektowany nie tylko z myślą o zgodności z Ecodesign, ale także o rzeczywistych potrzebach przemysłu, który chce zarabiać na efektywności, nie ją opłacać. To rozwiązanie, które przelicza się na konkretne korzyści, długofalowe, mierzalne i odporne na kompromisy.
Z mocą do 4550 kVA oraz pracą przy napięciach średnich do 74 kV, te transformatory oferują wszechstronne rozwiązania dopasowane do potrzeb przemysłu ciężkiego, nowoczesnych budynków o dużym natężeniu ruchu oraz instalacji energii odnawialnej. 

Transformatory olejowe MarkoEco2 charakteryzują się hermetyczną konstrukcją wypełnioną olejem zgodnym z normą IEC 60296, co zapewnia długą żywotność i minimalne straty. Wyposażone w zaawansowane przełączniki zaczepów z możliwością blokady oraz porcelanowe izolatory dla wysokiego (WN) i niskiego napięcia (NN), te transformatory oferują doskonałą wydajność i trwałość. Zaprojektowane do montażu zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz, transformatory MarkoEco2 oferują różnorodne opcje zabezpieczeń i monitoringu, co zwiększa bezpieczeństwo i efektywność operacyjną.
Dzięki możliwości monitorowania w czasie rzeczywistym, transformatory olejowe MarkoEco2 optymalizują koszty operacyjne i zwiększają bezpieczeństwo.

Solidna konstrukcja i użycie materiałów odpornych na korozję zapewniają długotrwałą trwałość, co czyni te transformatory idealnymi do zastosowań w energetyce odnawialnej, przemyśle oraz w sektorze energetyki wiatrowej. Wybierz transformatory olejowe MarkoEco2, aby cieszyć się niezrównaną wydajnością, niezawodnością i efektywnością energetyczną. Czytam więcej »

Sprawdź dokładne parametry produktu
https://energeks.pl/oferta/produkt/TransformatorOlejowy 

ICZ-E – nowoczesne rozwiązanie do hal przemysłowych

ELEKTROBUD prezentuje innowacyjną koncepcję wykorzystania transformatora żywicznego w specyficznych warunkach przemysłowych, która oferuje szereg korzyści zarówno w aspekcie kosztów, jak i efektywności energetycznej.

Główne cechy innowacyjnego rozwiązania:

1. Transformator żywiczny: moc do 3150 kVA, z możliwością dostosowania do większych mocy na specjalne zamówienie; napięcie do 36 kV, co sprawia, że jest odpowiedni do różnych zastosowań przemysłowych.
2. Elastyczność montażu: możliwość posadowienia na posadzce hali, na ścianie hali, specjalna konstrukcja wsporcza; na dachu hali – wzmocnienie dachu.
3. Wejście kabla SN: możliwość montażu kabla od góry lub dołu, co zapewnia elastyczność przy projektowaniu układu instalacji elektrycznych.
4. Wyjście kabli nn: opcja prowadzenia kabli niskiego napięcia zarówno od góry, jak i od dołu.

Rozwiązanie oferuje możliwość zabudowy szynoprzewodu oraz rozdzielnicy nn o dowolnej konfiguracji, co umożliwia dostosowanie układu instalacji do specyficznych potrzeb produkcji. Wymiary dostosowane są do wymiarów bram na hali. Czytam więcej >>

Transformator żywiczny pracuje w temperaturze około 145°C, a jego chłodzenie odbywa się za pomocą powietrza z otoczenia. Istnieje możliwość dogrzewania hali ciepłem odzyskanym z transformatora, co przekłada się na dodatkowe oszczędności energetyczne i poprawę efektywności energetycznej całego zakładu. Obudowa metalowa pochłania pole elektromagnetyczne, a ściany z wypełnieniem z wełny mineralnej pochłaniają hałas.

Dzięki zastosowaniu specjalistycznej obudowy transformatora żywicznego oraz optymalnemu rozmieszczeniu kabli, możliwe jest zmniejszenie ilości kosztownych kabli niskiego napięcia, co obniża koszty budowy instalacji. Ponadto transformator w obudowie żywicznej redukuje straty cieplne, co prowadzi do wyższej efektywności energetycznej. Brak konieczności wymiany oleju i filtrów wpływa na niższe koszty serwisowe, a odporność na przeciążenia oznacza dłuższą żywotność i stabilną pracy w wysokich temperaturach.

Specjalistyczna, niepalna obudowa transformatora zapewnia odporność na uderzenia mechaniczne, co gwarantuje bezpieczeństwo pracy urządzenia w trudnych warunkach przemysłowych. Transformatory żywiczne są hermetycznie zalane żywicą epoksydową, co chroni uzwojenia przed wilgocią, pyłem, agresywnymi oparami chemicznymi i zanieczyszczeniami, dzięki temu sprawdzają się w: kopalniach, hutach, zakładach chemicznych, środowiskach morskich. Brak łatwopalnego oleju izolacyjnego (w przeciwieństwie do transformatorów olejowych) zmniejsza ryzyko pożaru, co jest kluczowe w strefach zagrożenia wybuchem.

Innowacyjne rozwiązanie z zastosowaniem transformatora żywicznego w specjalistycznej obudowie to opcja, która nie tylko zapewnia niezawodność i bezpieczeństwo, ale także pozwala na obniżenie kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych. Dzięki efektywnemu odzyskiwaniu ciepła oraz elastyczności montażu, jest to rozwiązanie, które może znacząco wpłynąć na efektywność energetyczną oraz rentowność procesów produkcyjnych. Spełnia także wymagania Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Dowiedz się więcej >>

Transformatory suche SGB-SMIT – niezawodność i efektywność dla stacji SN

Grupa SGB-SMIT wywodzi się z europejskiej tradycji budowy transformatorów, która – sumując doświadczenie poszczególnych zakładów – liczy już ok. 450 lat, a w technologii żywicznej firma specjalizuje się od ponad 40 lat. Sieć produkcyjno-serwisowa obejmuje kilka kontynentów, co przekłada się na globalne referencje w energetyce konwencjonalnej, OZE, przemyśle i infrastrukturze transportowej.

Unikalna konstrukcja uzwojeń

Rdzeniem jakości SGB-SMIT jest dwuwarstwowe uzwojenie warstwowe, całkowicie zalane czystą żywicą epoksydową w próżni. Taka konstrukcja gwarantuje bardzo wysoką stabilność mechaniczną, brak wyładowań niezupełnych oraz liniową dystrybucję udarów napięciowych wzdłuż całej cewki – co minimalizuje przepięcia lokalne i wydłuża żywotność izolacji. Zastosowanie włókien szklanych kompensuje różnice rozszerzalności cieplnej między przewodnikiem a żywicą, dzięki czemu transformatory bezawaryjnie znoszą wielokrotne przeciążenia i cykle temperaturowe.

Kluczowe parametry techniczne

• Straty mocy: dla typowego zakresu 100-3150 kVA spełniając wymogi rozporządzenia 548/2014/UE.
• Klasa klimatyczna: C2 (opcjonalnie C3/C4), umożliwiająca pracę przy –25°C, a w wykonaniach specjalnych nawet –50°C.
• Klasa środowiskowa: E2 – odporność na kondensację i środowisko o podwyższonej wilgotności lub zasoleniu .
• Klasa odporności ogniowej: F1 – materiał samogasnący, niska emisja dymu i toksyn, potwierdzona badaniami IEC 60076-11.
• Klasy temperaturowe uzwojeń: standardowo F (155°C) oraz oferowana na życzenie H (180°C) – pozwalająca uzyskać wyższą gęstość mocy przy zachowaniu żywotności.

Atuty dla stacji średniego napięcia

Zastąpienie transformatorów olejowych konstrukcją suchą przynosi liczne korzyści dla projektantów i operatorów stacji SN:

1. Niepalność i brak oleju eliminuje konieczność budowy dołu olejowego, ścian ogniowych czy systemów retencji cieczy, a tym samym redukuje koszty CAPEX oraz ryzyko skażenia gruntu.
2. Minimalne zagrożenie dla środowiska – brak wycieków, brak konieczności utylizacji oleju, wysoka (> 90%) możliwość recyklingu materiałów.
3. Kompaktowość i mobilność – niższa masa aktywna, opcjonalne rolki lub kieszenie widełkowe umożliwiają łatwe przemieszczanie i skracają czas montażu.
4. Wysoka odporność na zwarcia i przeciążenia – wzmocniona żywiczna konstrukcja uzwojeń oraz niskie pole rozproszenia gwarantują bezpieczną pracę przy obciążeniach chwilowych.
5. Eksploatacja niemal bezobsługowa – brak izolacji ciekłej oznacza brak okresowych analiz oleju; pomiar temperatury realizują wbudowane czujniki PTC/PT100, a system wentylatorów może podnieść moc o ~40% przy wymuszonym chłodzeniu.

Gwarancja jakości

Każdy wyprodukowany transformator przechodzi pełny zestaw prób rutynowych wymaganych przez IEC 60076-11.

Próby typu i próby specjalne (m.in. udar piorunowy, pomiar grzania i hałasu) wykonuje się na transformatorach reprezentatywnych dla danej konstrukcji lub – na życzenie klienta – na wybranych egzemplarzach z partii. Ich pozytywny wynik potwierdza zgodność całej rodziny wyrobów z normą.

Cały proces produkcyjny nadzoruje system komputerowy, który w czasie rzeczywistym porównuje wszystkie mierzone parametry z wartościami zadanymi; jeśli którykolwiek z nich wyjdzie poza tolerancję, linia zostaje automatycznie zatrzymana do momentu usunięcia przyczyny. Dzięki temu – przy metodologii zaczerpniętej z branży automotive – SGB-SMIT utrzymuje jednolity, wysoki poziom jakości we wszystkich swoich zakładach.

Sprawdzona konstrukcja była testowana na wibracje sejsmiczne, szoki termiczne C2/C3, a także w aplikacjach offshore (Safe System) i on-shore (Jet System), co potwierdzają certyfikaty DNV-GL, UL oraz TÜV.

Podsumowanie

Transformatory suche SGB-SMIT łączą wieloletnią tradycję inżynierską z nowoczesnym projektowaniem warstwowych uzwojeń żywicznych. Niskie straty, szeroki zakres klas klimatycznych i temperaturowych oraz najwyższa klasa ogniowa F1 sprawiają, że są one bezkonkurencyjnym rozwiązaniem dla bezpiecznych, kompaktowych i ekonomicznych stacji średniego napięcia – zarówno w przemyśle, jak i w energetyce odnawialnej.

Więcej o urządzeniach >>