Vodič za srednjenaponske transformatore

 

 

Transformatori srednjeg napona su osnovne komponente moderne električne infrastrukture. Dokvisokonaponskih transformatoraprimarno se koriste za prijenos energije na velike udaljenosti-pojačavajući izlaz generatora kako bi se minimizirali gubici u liniji-srednjenaponski transformatori rade unutar distributivne mreže, pretvarajući električnu energiju s jednog naponskog nivoa u drugi unutar srednjeg opsega. Ovo omogućava sigurnu i efikasnu isporuku energije kroz industrijske, komercijalne i komunalne sisteme. Razumijevanje karakteristika, tipova i kriterija odabira srednjenaponskih transformatora je stoga od suštinskog značaja za inženjere, menadžere objekata i stručnjake za nabavku koji su uključeni u projektovanje i održavanje električnih sistema.

 

 

1.1 Definicija

Srednjonaponski transformator je električni uređaj koji pretvara električnu energiju između nivoa srednjeg napona-obično dolaznog distributivnog napona-i nižih napona pogodnih za krajnje-prilike. U praktičnom smislu, srednjenaponski transformator prima struju pri naponima u rasponu od približno2,4 kV do 69 kVi smanjuje ga na napone korištenja kao što su 480 V, 208 V ili druge razine koje zahtijeva opterećenje.

Tačne granice napona neznatno variraju u zavisnosti od standarda koji konsultujete. Prema ANSI (American National Standards Institute), srednjenaponski transformatori mogu podnijeti napone od2,4 kV do 69 kV. IEEE definira srednjenaponske sisteme u Sjedinjenim Državama kao tipično u rasponu od5 kV do 35 kVza većinu distributivnih aplikacija, sa opremom uobičajenom na 5 kV ili 15 kV. U Evropi, standard EN 50588-1 definiše transformatore srednje snage kao one sa najvišim naponom za opremu veću od 1,1 kV, ali ne preko 36 kV.

 

1.2 Uloga u sistemu distribucije energije

Da biste razumjeli gdje se uklapaju srednjenaponski transformatori, pomaže da se zamisli šira hijerarhija distribucije energije:

Generacija → Prijenos:Elektrane proizvode električnu energiju na relativno niskim naponima, koji se zatim povećavaju na visoke ili ekstra{0}}visoke napone (115 kV do 765 kV) za efikasan prijenos-na daljinu.

Prijenos → Distribucija:Na trafostanicama se visoki naponi spuštaju na srednje napone (obično 5 kV do 35 kV) za distribuciju kroz primarne napone.

Distribucija → Kupac:Transformatori srednjeg napona obezbjeđuju konačnu transformaciju napona, snižavajući napon distribucije na nivoe korištenja (npr. 480 V, 240 V, 120 V) za krajnje-potrošače.

U mnogim slučajevima, preduzeće isporučuje struju postrojenju na srednjem naponu, a postrojenje posjeduje i upravlja vlastitim srednjenaponskim transformatorom kako bi se spustilo na niski napon. Ovakav aranžman omogućava objektu da iskoristi prednosti nižih troškova energije u vezi sa uslugama srednjeg napona i daje vlasniku veću kontrolu nad kvalitetom električne energije.

1.3 Ključni standardi i usklađenost

Transformatori srednjeg napona proizvedeni su u skladu sa različitim industrijskim standardima, pre svega od IEEE i IEC. U Sjedinjenim Državama, karakteristike i funkcionalnost većine distribucijskih transformatora potpadaju podIEEE standard C57.12.00(Standardni opći zahtjevi za tečno{0}}uronjene distribucijske, energetske i regulacione transformatore). Međutim, mnogi drugi standardi se primjenjuju na specifične vrste transformatora i primjene:

• IEEE C57.12.01:Standardni opći zahtjevi za razvodne i energetske transformatore suvog{0}}tipa
• IEEE C57.12.34:Zahtjevi za pod{0}}montirane, pregradne-tipe, samohlađene, trofazne distributivne transformatore-
• IEEE C57.12.28/29:Pad-Integritet kućišta opreme montirane
• IEC 60076:Međunarodna standardna serija za energetske transformatore, uključujući transformatore srednje snage
• NEMA TP-1:Vodič za određivanje energetske efikasnosti distributivnih transformatora
• DOE 10 CFR dio 431:Standardi američkog Ministarstva energetske efikasnosti za distributivne transformatore

Za instalacije u Sjedinjenim Državama, usklađenost saNacionalni električni kodeks (NFPA 70)takođe je obavezan. U Kanadi, theKanadski električni kodeks (CEC)primjenjuje.

 

 

 

Nisu svi srednjenaponski transformatori stvoreni jednaki. Izbor tipa transformatora ima duboke implikacije na cijenu, sigurnost, zahtjeve za instalaciju i dugoročnu-pouzdanost.

 

2.1 Tečni-uronjen vs. suvi{3}} tip

Ovo je najosnovnija razlika među srednjenaponskim transformatorima.

Razmjena{0}}između ove dvije porodice je značajna:

Atribut	Tečnost-Uronjen	Suhi{0}}tip
Rizik od požara	Više-zahteva zaštitu od požara za upotrebu u zatvorenom prostoru	Niska-pogodna za unutrašnju instalaciju
Efikasnost hlađenja	Odličan (ulje dobro provodi toplotu)	Umjereno (oslanja se na cirkulaciju zraka)
Održavanje	Potrebno je periodično ispitivanje ulja i filtriranje	Nisko održavanje
Očekivano trajanje života	Tipično 30-40 godina	Tipično 20-30 godina
Tipične primjene	Vanjske trafostanice, komunalni razvod	Unutrašnje instalacije, poslovne zgrade
Početni trošak	Generalno niže za istu ocjenu	Generalno više za istu ocjenu
Rizik za životnu sredinu	Curenje ulja može kontaminirati tlo	Bez tečnosti, bez rizika od prolivanja

 

2.2 Transformatori trafostanice

2.3 Transformatori montirani na pod{1}}

2.4 Transformatori montirani na stup

2.5 Transformatori od livene smole

 

 

 

Fizička konstrukcija jezgra transformatora određuje njegovu efikasnost, gubitke i karakteristike performansi.

3.1 Osnovni materijali

Jezgro služi kao magnetski put za prijenos energije između primarnog i sekundarnog namotaja. Svojstva njegovog materijala direktno utiču na gubitke bez-opterećenja (gubici u jezgri), efikasnost i porast temperature.

Silicijumski čelik{0}}usmjeren na zrno (GOSS)ostaje najčešće korišteni materijal jezgre za srednjenaponske transformatore. Nudi visoku magnetnu permeabilnost i male gubitke vrtložnih struja. GOSS je projektovan sa željenom orijentacijom zrna koja poravnava magnetne domene sa smerom magnetnog fluksa, maksimizirajući efikasnost.

Amorfne metalne legurepojavile su se kao alternativa za energetski{0}}efikasne distributivne transformatore. Ovi materijali nude ultra-niske gubitke gvožđa-obično 70% do 80% niže od konvencionalnog silikonskog čelika-ali uz veću cijenu materijala. Posebno su atraktivni za transformatore koji rade na niskim opterećenjima duži vremenski period.

Nanokristalne meke magnetne legurepokazuju izvrsna magnetna svojstva na visokim frekvencijama i koriste se prvenstveno u elektronskim ili specijalnim{0}}transformatorima umjesto u konvencionalnim 50/60 Hz distribucijskim jedinicama.

 

 

 

Odabir pravog transformatora počinje razumijevanjem njegovih osnovnih karakteristika.

4.1 Nazivi napona

Svaki srednjenaponski transformator ima dva kritična napona: primarni napon (ulazna strana) i sekundarni napon (izlazna strana). Na primjer, transformator na 13,8 kV / 480 V prima 13,8 kV na primarnoj strani i isporučuje 480 V na sekundarnoj strani.

Transformatori takođe imaju osnovni impulsni nivo (BIL), koji predstavlja vršni napon koji izolacija može da izdrži tokom udara groma ili prenapona. Za srednjenaponske transformatore, BIL vrijednosti se kreću od 60 kV do 150 kV ili više, ovisno o naponskoj klasi i primjeni.

4,2 kVA

Naziv kVA (kilovolt-ampera) transformatora pokazuje njegov prividni kapacitet snage-koliko struje može podnijeti bez pregrijavanja. Standardne trofazne srednjenaponske transformatore kVA uključuju:30, 45, 75, 112.5, 150, 225, 300, 500, 750, 1.000, 1.500, 2.000 i 2.500 kVA.

Odabir ispravne kVA ocjene je kritičan. Transformator male veličine će se pregrijati, smanjujući vijek trajanja izolacije i potencijalno uzrokujući prijevremeni kvar. Preveliki transformator povećava početne troškove i može raditi neefikasno pri malim opterećenjima, jer gubici u jezgri postoje bez obzira na opterećenje.

4.3 Porast temperature i klase izolacije

Transformatori su navedeni sa ocjenom porasta temperature-obično 80 stepeni, 115 stepeni ili 150 stepeni -što pokazuje koliko će temperatura transformatora porasti iznad temperature okoline pod punim opterećenjem. Transformator sa usponom od 80 stepeni radi znatno hladnije od onog koji je predviđen za porast od 150 stepeni, što može značiti duži vek trajanja izolacije i bolju efikasnost, ali i veći početni trošak.

Klase izolacije (klasa A na 105 stepeni, klasa B na 130 stepeni, klasa F na 155 stepeni, klasa H na 180 stepeni) definišu maksimalnu radnu temperaturu koju izolacioni materijali mogu da izdrže bez značajne degradacije.

 

 

 

Način na koji su namotaji transformatora povezani određuje njegove performanse sa neuravnoteženim opterećenjima, harmonicima i zemljospojevima.

5.1 Osnovni tipovi povezivanja

Postoje tri osnovnaveza namotajašeme:

Zvezda (Wye) veza (Y):Jedan kraj svakog faznog namotaja spojen je zajedno u zajedničkoj tački (neutralni). Zvezdasta veza obezbeđuje neutralnu tačku koja se može uzemljiti.

Delta veza (D):Faze su povezane u zatvorenu petlju, bez neutralne tačke. Delta veze su inherentno izbalansirane i pružaju put za struje nulte{1}} sekvence.

cik-cak veza (Z):Specijalizirani priključak koji se prvenstveno koristi za uzemljenje transformatora ili transformatora manje snage. Cik-cak veze se obično koriste samo na sekundarnoj strani.

 

5.2 Vektorska grupna notacija

Vektorska grupa transformatora opisuje konfiguraciju namotaja i fazni odnos između primarnog i sekundarnog napona. Zapis slijedi standardni format:

Prvo slovo (veliko) označava vezu primarnog namotaja: D za trokut, Y za zvijezdu, Z za cik-cak.

Drugo slovo (malo) označava vezu sekundarnog namotaja.

"n" označava da je neutralna tačka izvučena.

Broj označava pomak faze u satnoj{0}}satnoj notaciji (pomnožite sa 30 stepeni da dobijete stepene kašnjenja).

5.3 Poređenje Dyn11 i Yyn0

Dvije vektorske grupe dominiraju u distribucijskim aplikacijama:Dyn11iYyn0.

Dyn11karakteriše delta-povezan primarni (D) i zvijezda-povezan sekundarni sa neutralnim (yn), sa faznim pomakom od 330 stepeni (11 na satu). Delta primarni obezbeđuje cirkulaciju za struje nulte{5}} sekvence i hvata trostruke harmonike (3., 9., itd.), sprečavajući ih da se reflektuju nazad u mrežu napajanja. Dyn11 također odlično podnosi neuravnotežena opterećenja, što ga čini poželjnim izborom za moderne distributivne sisteme sa ne-linearnim opterećenjima kao što su računari, LED rasvjeta i frekventni pretvarači.

Yyn0ima zvjezdasto{0}}povezan primarni (Y) i zvijezda-povezan sekundarni sa neutralnim (yn), sa nultim faznim pomakom. Primarnoj zvijezdi nedostaje povratna putanja za struje nulte{3}} sekvence. Posljedično, trostruki harmonici se mogu pojaviti na primarnom naponu, a neuravnotežena opterećenja mogu uzrokovati neutralni pomak, što dovodi do neravnoteže faznog napona. Yyn0 je općenito ograničen na aplikacije s minimalnim sadržajem harmonika i uravnoteženim opterećenjem. Postoji dodatno ograničenje: u Yyn0 transformatorima struja neutralne linije ne smije prelaziti 25% nazivne struje sekundarnog namotaja, dok Dyn11 može podnijeti do 75%.

Ukratko, za većinu modernih aplikacija-posebno one koje uključuju nelinearna opterećenja, centre podataka, industrijska postrojenja ili bilo koje postrojenje sa značajnim jedno-faznim opterećenjem-Dyn11 je vektorska grupa izbora.

 

Ispravno dimenzioniranje transformatora jedna je od najvažnijih odluka u dizajnu elektroenergetskog sistema. Greške u ovoj fazi mogu dovesti do godina neefikasnosti ili preranog neuspjeha.

6.1 Procedura dimenzioniranja korak{1}}po{2}}korak

Korak 1: Izračunajte ukupnu snagu opterećenja.Sastavite inventar svih opterećenja povezanih nizvodno od transformatorskih-motora, rasvjete, HVAC, kancelarijske opreme i proizvodnih mašina.

Korak 2: Primijenite faktore simultanosti.Ne rade sva opterećenja punim kapacitetom istovremeno. Faktor raznolikosti (obično 0,7 do 0,9) objašnjava ovu stvarnost.

Korak 3: Uračunajte početne struje motora.Induktivna opterećenja poput motora povlače 3 do 7 puta više od svoje normalne radne struje tokom pokretanja. Transformator mora imati dovoljan kapacitet da podnese ove udarne struje bez prevelikog pada napona.

Korak 4: Primijenite sigurnosnu marginu.Dodajte 20% do 30% dodatnog kapaciteta za prilagođavanje fluktuacijama opterećenja i budućem proširenju.

Korak 5: Izračunajte kapacitet transformatora.Koristite formulu:

Kapacitet transformatora (kVA)=Ukupna snaga opterećenja (kW) ÷ Faktor snage × sigurnosna granica

Tipični faktori snage se kreću od 0,8 do 0,95 za većinu industrijskih i komercijalnih opterećenja.

Korak 6: Odaberite sljedeću standardnu ​​veličinu.Zaokružite na najbližu standardnu ​​kVA ocjenu sa liste u odjeljku 4.2.

 

6.2 Razmatranja okoliša i primjene

Proračun veličine je samo početak. Nekoliko drugih faktora će uticati na vaš konačni odabir:

• Okruženje sa visokim temperaturama:Za instalacije na povišenim temperaturama okoline ili iznad 1000 metara nadmorske visine, smanjite nazivni kapacitet za 5% do 20% zbog smanjene efikasnosti hlađenja i izolacije.
• Harmonični sadržaj:Sistemi sa značajnim ne-linearnim opterećenjem (pogoni s promjenjivom frekvencijom, UPS sistemi, LED rasvjeta, računari) mogu zahtijevati transformator saOcjena faktora K-da podnese harmonijsko grijanje bez smanjenja snage.
• Instalaciono okruženje:Suhi{0}} transformatori se općenito preferiraju za unutrašnje instalacije gdje je sigurnost od požara zabrinuta. Jedinice-uronjene u tečnost su isplativije-za vanjske instalacije sa adekvatnim prostorom i izolacijom.
• udarna opterećenja:Za opterećenja kao što su zavarivači ili kompresori koji nameću iznenadne zahtjeve visoke struje, povećajte kapacitet za 10% do 30%.

 

6.3 Standardi efikasnosti i energije

Energetska efikasnostje postao sve važniji faktor u odabiru transformatora, vođen i operativnim troškovima i regulatornim zahtjevima.

U Sjedinjenim Državama,Ministarstvo energetike (DOE)uspostavljeni obavezni standardi efikasnosti za distributivne transformatore, koji stupaju na snagu 1. januara 2016., prema 10 CFR, dio 431. Ovi standardi, koji se primjenjuju na bilo koji distribucijski transformator proizveden na ili nakon tog datuma i prodat u bilo kojoj državi SAD-a, zasnovani su na efikasnosti mjerenoj na35% opterećenje-odraz istraživanja koje pokazuje da većina distributivnih transformatora u prosjeku radi na približno 35% nazivnog kapaciteta.

Za aplikacije koje zahtevaju najveću efikasnost,NEMA Premiumefikasni transformatori nude približno 30% manje gubitke od zahtjeva DOE 2016. Iako početna premija troškova može biti značajna, period povrata kroz smanjene gubitke energije često je privlačan za transformatore sa kontinualnim opterećenjem.

 

6.4 Impedansa

Impedansa transformatora(izraženo u procentima) određuje koliko transformator ograničava struju kvara i koliki pad napona dolazi pod opterećenjem. Standardni distributivni transformatori obično imaju impedancije u rasponu od 2% do 8%. Veća impedansa smanjuje struju kvara i štiti opremu koja se nalazi ispod, ali povećava pad napona.

 

 

 

Pravilna instalacija je ključna za sigurnost, performanse i dugovječnost transformatora. Instalacija koja ne ispunjava zahtjeve koda može dovesti do pregrijavanja, električnih opasnosti, kvarova u inspekciji i potencijalnih zakonskih obaveza.

7.1 Čistoća i radni prostor

Nacionalni električni kodeks (NEC) zahtijeva adekvatan radni prostor oko električne opreme kako bi se omogućio spreman i siguran rad, održavanje i inspekcija. Ključni zahtjevi uključuju:

• Minimalna visina čistog radnog prostora:2,0 m (6,5 stopa)
• Minimalna širina čistog radnog prostora:914 mm (3 stope)
• Prednji razmak:Najmanje 3 stope (0,9 m) ispred kućišta transformatora radi pregleda i održavanja
• Zazor za ventilaciju:Obično 150 do 300 mm (6 do 12 inča) oko ventiliranih površina za transformatore suvog{4}}tipa kako bi se omogućio nesmetan protok zraka

Za transformatore postavljene na pod{0}}, specifični zahtjevi za razmakom zavise od instalacije. NEC ne propisuje uvijek lijevi, desni i stražnji razmak eksplicitno, ali se moraju poštovati lokalni kodovi i uputstva proizvođača. FM Global, na primjer, zahtijeva 25 stopa između transformatora-punjenih mineralnim uljem, iako ovaj zahtjev pada na nulu za transformatore koji koriste manje{5}}zapaljivih tekućina.

7.2 Odvajanje odjeljaka

Za srednjenaponske instalacije, srednjenaponski i niskonaponski odjeljci moraju biti odvojeni čeličnom pregradom koja se proteže cijelom visinom i dubinom odjeljaka. Oba odjeljka moraju biti izrađena od čeličnog lima koji ispunjava ANSI zahtjeve.

7.3 Uzemljenje

Pravilno uzemljenje je neophodno za sigurnost i zaštitu opreme. Otpor uzemljenja obično treba održavati naManji ili jednak 10 oma. Neutralni transformator (ako postoji) mora biti pravilno uzemljen u skladu sa projektom sistema i važećim kodovima. Zahtjevi za uzemljenje su detaljno opisani u NEC članu 250.

7.4 Zaštita od požara

Za uljne{0}}transformatore instalirane u zatvorenom prostoru ili u blizini zgrada, mogu biti potrebne mjere zaštite od požara. To može uključivati:

• Vatrootporni{0}}zidovi ili barijere
• Automatski sistemi za gašenje požara
• Zadržavanje nafte (bazeni za sprečavanje izlivanja ili{0}}jame za zadržavanje nafte)
• Automatski sistemi za potopnu vodu za veće instalacije

Vrsta tečnosti koja se koristi u transformatoru takođe utiče na zahteve zaštite od požara. Transformatori punjeni sa manje-zapaljivim ili biorazgradivim tečnostima mogu se kvalifikovati za smanjene zazore i pojednostavljene mjere zaštite od požara.

 

 

 

Zaštita srednjenaponskog transformatora zahtijeva koordiniran pristup koji se bavi i unutrašnjim kvarovima i vanjskim sistemskim poremećajima.

8.1 Zaštita od prekomjerne struje

NEC zahtjevi za zaštitu transformatora od prekomjerne struje zavise od impedanse transformatora. Za transformatore sa impedansom od 6% ili manje, NEC zahtijeva i primarnu i sekundarnu zaštitu. Primarni osigurač ne smije prelaziti 300% primarne struje punog -opterećenja (FLA), a sekundarni nadstrujni uređaj na 480 V ne smije prelaziti 125% sekundarne FLA.

8.2 Osigurači u odnosu na prekidače

Izbor između osigurača i prekidača za zaštitu transformatora uključuje-ustupke:

U mnogim distributivnim mrežama koristi se kombinovani pristup: osigurači na primarnoj strani za zaštitu od kratkog-spoja, u kombinaciji sa niskonaponskim-glavnim prekidačem koji obezbjeđuje zaštitu od preopterećenja.

 

 

 

 

 

Čak i najpouzdaniji transformator zahtijeva redovno održavanje kako bi postigao puni vijek trajanja. Dobro-osmišljen program održavanja može produžiti vijek trajanja transformatora sa tipičnih 20-30 godina na 40 godina ili više.

9.1 Predviđeno održavanje

Prediktivno održavanje koristi dijagnostičke alate za identifikaciju potencijalnih problema prije nego što dovedu do kvara.

• Analiza otopljenog plina (DGA):Najmoćniji alat za procjenu ispravnosti{0}}uljnih transformatora. Analizom gasova rastvorenih u izolacionom ulju-vodonik, metan, acetilen, etilen-tehničari mogu otkriti probleme kao što su pregrijavanje, stvaranje luka i kvar izolacije. Redovni DGA pruža rano upozorenje o razvoju kvarova i pomaže u određivanju prioriteta aktivnosti održavanja.
• Infracrvena termografija (IR skeniranje):Termička slika otkriva žarišne tačke koje ukazuju na labave veze,-spojove visokog otpora, preopterećenje ili neispravnu izolaciju. Za transformatore tipa -, IR ponekad može otkriti abnormalno zagrijavanje degradiranih kontakata ili druge kvarove koji uzrokuju porast temperature na vanjskim površinama.
• Praćenje djelomičnog pražnjenja (PD):Djelomična pražnjenja su rani pokazatelji pogoršanja izolacije. PD monitoring koristi senzore za otkrivanje električnih pražnjenja koja se javljaju unutar izolacionog sistema transformatora prije nego što preraste u potpune kvarove.

9.2 Preventivno održavanje

Preventivno održavanje slijedi fiksni raspored radi rješavanja normalnog habanja.

• Redovno uzorkovanje i testiranje ulja:Testovi napona proboja mjere izolacijsku snagu ulja; nizak BDV ukazuje na kontaminaciju ili vlagu. Sadržaj vlage treba mjeriti pomoću Karl Fischer titracije i održavati u prihvatljivim granicama.
• Pregled čahure:Vizuelni pregled ima li pukotina, nakupljanja prljavštine i oštećenja. Testovi kapacitivnosti i tan delta procjenjuju stanje izolacije čahure.
• Održavanje izmjenjivača slavina:Za transformatore sa-izmjenjivačima slavina pod opterećenjem (OLTC), potrebno je provjeriti nivo ulja, provjeriti kontakte na naslage ugljika i očistiti ih, te zamijeniti ulje ako je kontaminirano.
• Provjere nepropusnosti i detekcija curenja:Curenja ulja moraju se odmah identifikovati i popraviti kako bi se održao integritet izolacije i spriječila kontaminacija okoline.

9.3 Učestalost inspekcija

Dok specifične frekvencije zavise od kritičnosti transformatora i radnog okruženja, opće smjernice uključuju:

• Vizuelni pregledi:Mjesečno do kvartalno, fokusirajući se na nivoe ulja, curenja, neobičnu buku i opće stanje
• Infracrvena termografija:Godišnje ili češće za kritične transformatore
• Uzorkovanje ulja i DGA:Godišnje za standardne instalacije; polu{0}}godišnje za kritične ili teško opterećene transformatore
• Električna ispitivanja (otpor izolacije, omjer okreta, otpor namota):Svakih 2 do 5 godina
• Sveobuhvatan remont:Svakih 10 do 15 godina za velike energetske transformatore

 

 

 

Transformatori srednjeg napona služe izuzetno raznolikim aplikacijama.

10.1 Industrijski objekti

U proizvodnim pogonima i fabrikama, srednjenaponski transformatori snabdijevaju velike motore, strojeve i opremu kojima je potreban viši napon za optimalne performanse. Industrije kao što su automobilska industrija, hemijska prerada, rudarstvo i proizvodnja čelika obično koriste sopstvene srednjenaponske distributivne sisteme, sa transformatorima koji snižavaju napon komunalnog sistema na napon distribucije postrojenja, a dodatni transformatori se dalje spuštaju na nivoe korišćenja mašina.

10.2 Poslovne zgrade

Kancelarijski kompleksi, tržni centri, bolnice, hoteli i druge komercijalne ustanove oslanjaju se na srednjenaponske transformatore za rasvjetu, HVAC, liftove i druga bitna električna opterećenja. Velike komercijalne zgrade često primaju primarnu uslugu na srednjem naponu (obično 13,8 kV ili 4,16 kV), spuštajući se na 480 V za distribuciju kroz zgradu, uz dodatne niskonaponske-transformatore koji opslužuju opterećenja od 120/208 V.

10.3 Komunalne podstanice

Elektroprivrede koriste srednjenaponske transformatore da spuste napon sa dalekovoda na niže nivoe pogodne za distribuciju stambenim i komercijalnim potrošačima. Ovi transformatori{1}}u vlasništvu preduzeća čine okosnicu distributivnog sistema.

10.4 Sistemi obnovljivih izvora energije

Solarne i vjetroelektrane uključuju srednjenaponske transformatore za povezivanje proizvedene električne energije u mrežu. Kako obnovljivi izvori energije nastavljaju rasti, potražnja za srednjenaponskim transformatorima dizajniranim posebno za ove aplikacije-uključujući dizajne koji se bave dvosmjernim protokom energije i širokim fluktuacijama napona-znatno se povećala.

10.5 Data centri

Data centri su među najzahtjevnijim aplikacijama za srednjenaponske transformatore. Oni zahtijevaju izuzetno visoku pouzdanost (često N+1 ili 2N redundantnost), odličan kvalitet energije i visoku efikasnost zbog kontinuiranog rada. Većina centara podataka koristi srednjenaponsku uslugu (često 13,8 kV ili 15 kV) smanjenu na 480 V, sa sekundarnim transformatorima koji napajaju UPS sisteme i jedinice za distribuciju energije.

10.6 Zdravstvene ustanove

Bolnice i zdravstvene ustanove koriste srednjenaponske transformatore za napajanje više niskonaponskih -razvodnih ploča, sa odvojenim transformatorima koji opslužuju kritične grane, grane sigurnosti života i normalne strujne grane kako bi osigurali da osnovni sistemi ostanu u funkciji u bilo kojem scenariju kvara.

 

 

 

Rad sa srednjenaponskim transformatorima zahtijeva strogo pridržavanje sigurnosnih protokola. Ovi uređaji nose visoke napone i predstavljaju značajne električne opasnosti:

• Samo kvalifikovano osobljetreba rukovati ili raditi na srednjenaponskim transformatorima.
• Uvijek de-ispraznitetransformator i provjerite nulti napon prije približavanja.
• Uzemljite transformatornakon de-isključivanja i prije izvođenja bilo kakvih radova.
• Održavajte odgovarajuću prilaznu udaljenostna osnovu nivoa napona.
• Koristite odgovarajuću ličnu zaštitnu opremu (PPE)nominalno za dostupnu struju kvara.
• Slijedite procedure zaključavanja/označavanja (LOTO).kako to zahtijevaju propisi OSHA.

 

 

 

Ukupni trošak vlasništva za srednjenaponski transformator seže daleko iznad početne nabavne cijene.

Početni trošak nabavkeznačajno varira po vrsti: transformatori suvog-tipa obično koštaju više unaprijed od tečnih-uronjenih jedinica iste klase, dok jedinice premium{2}}efikasnosti imaju višu cijenu od standardnih-modela efikasnosti.

Troškovi instalacijeuključuju pripremu gradilišta, betonsku podlogu ili temelj, električne priključke, uzemljenje, zaštitu od požara (ako je potrebno) i razmatranje prostora za budući pristup.

Gubici energijepredstavljaju najznačajniji tekući operativni trošak. Gubici bez-opterećenja (gubici jezgre) prisutni su 24 sata dnevno, 365 dana u godini, bez obzira na opterećenje. Gubici opterećenja (gubici u bakru) variraju s kvadratom struje opterećenja. Za transformator koji radi kontinuirano pri umjerenim opterećenjima, gubici energije tokom vijeka trajanja od 30- godina mogu daleko premašiti početnu nabavnu cijenu. Ulaganje u transformator veće efikasnosti sa manjim gubicima često donosi atraktivne finansijske povrate.

Troškovi održavanjazavise od tipa transformatora (tečni{0}}uronjeni zahtijeva redovno ispitivanje ulja, suvi-tip zahtijeva manje), lokaciju instalacije i kritičnost za rad.

Troškovi-od-životnog odlaganja ili recikliranjamože biti značajno za transformatore-uronjene u ulje, posebno one koji sadrže kontaminirano ulje ili poliklorirane bifenile (PCB) u starijim jedinicama.

 

 

 

Transformatori srednjeg napona su trajna tehnologija-stara više od jednog stoljeća, ali se neprestano razvija kako bi zadovoljila nove zahtjeve za efikasnošću, pouzdanošću i ekološkim performansama. Oni su veza između visoko-mreže za prijenos i niskonaponskih-sistema koji napajaju naš svijet.

Odabir, instaliranje i održavanje ovih transformatora je multidisciplinaran poduhvat koji zahtijeva razumijevanje električnih principa, sigurnosnih kodova, mehaničkih razmatranja i ekonomskih{0}} kompromisa. Dobro-odabran, pravilno instaliran i pažljivo održavan srednjenaponski transformator pružit će decenije pouzdane usluge. Mala, pogrešno primijenjena ili zanemarena jedinica može postati stalni izvor problema, povećavajući troškove energije, ometajući rad i stvarajući sigurnosne opasnosti.

Bilo da dizajnirate novo postrojenje, zamjenjujete zastarjelu opremu ili jednostavno želite bolje razumjeti transformatore u vašem postojećem sistemu, principi navedeni u ovom vodiču pružaju okvir za donošenje ispravnih odluka. Obratite pažnju na detalje-naponske ocjene, vektorsku grupu, klasu izolacije, razmake, raspored održavanja-i vaš srednjenaponski transformator će vas nagraditi tihom, efikasnom, dugotrajnom-uslugom.