oprema za elektroenergetske sisteme

ELEKTROTEHNIKI FAKULTET U SARAJEVU

ODSJEK ZA AUTOMATIKU I ELEKTRONIKU

STRUKTURE I REIMI RADA ELEKTROENERGETSKIH SISTEMA

Oprema za elektroenergetske sisteme

Lamija Vukovi

Seminarski rad

Profesor: Doc. dr. Sead Kreso, dipl. el. ing.

Maj, 2014.

2 | O p r e m a z a e l e k t r o e n e r g e t s k e s i s t e m e

Sadraj

Oprema za elektroenergetske sisteme

1. Uvod .....................................................................................................................................................3

2. Transformatori ......................................................................................................................................4

2.1. Podjela transformatora .....................................................................................................................6

2.2. NEC zahtjevi za transformatore .........................................................................................................7

2.3. Distributivni transformatori ..............................................................................................................7

3. Karakteristike transformatora ..............................................................................................................9

3.1. Podjela energetskih trafoa ............................................................................................................. 10

3.2. Konstrukcija transformatora .......................................................................................................... 10

3.3. Gubici i efikasnost transformatora ................................................................................................. 12

3.4. Hlaenje transformatora ................................................................................................................ 12

4. Autotransformatori ........................................................................................................................... 13

5. Regulaciona sklopka .......................................................................................................................... 15

6. Jednofazni distributivni transformatori ............................................................................................. 16

6.1. Stubni jednofazni distribucioni transformatori .............................................................................. 17

6.2. Oklopljeni jednofazni distributivni transformatori ......................................................................... 19

6.3. Trofazni spojevi jednofaznih transformatora ................................................................................. 20

6.3.1. Trokut-trokut spoj ....................................................................................................................... 20

6.3.2. Zvijezda-zvijezda spoj .................................................................................................................. 20

6.3.3. Trokut-zvijezda i zvijezda-trokut spoj .......................................................................................... 21


1. Uvod

Ovaj seminarski rad pokriva funkcije koje vri oprema za visokonaponski prenos snage i njenu

distribuciju u elektroprivredi. Osnove teorije transformatora su diskutovane u svrhu

naglaavanja slinosti u konstrukciji i djelovanja svih transformatora, bez obzira da li se radilo

o niskonaponskim jedinicama ili visokonaponskim transformatorima koritenim u prenosu i

distribuciji. Raspravljano je i o transformatorskim konfiguracijama koritenim u jednofaznim i

trofaznim primjenama. Objanjeni su i posebni naponski i strujni transformatori za

viskonaponske instrumente kao i autotransformatori.

Prekidai koji su diskutovani u ovom seminarskom radu su namjenjeni za vie od 600 V. Oni

rade na drugaijim principima nego konvencionalne niskonaponske jedinice i posjeduju

razliita svojstva. Pored toga, objanjene su osnovne funkcije visokonaponskih strujnih

sklopki, zatvaraa, prekidaa i naponskih regulatora u prenosu snage i distribucionim

sistemima.

Da bi u potpunosti iskoristili AC snagu, vano je svesti induktivne reaktanse na minimum da

bi da bi doveli napon i struju u blii fazni odnos.

Diskutuju se i subjekti faktora snage i faktora snage korekcije, kao i uloge kondenzatora

snage.


2. Transformatori

Transformator je statika elektrina komponenta bez pokretnih dijelova koja se koristi za

povedanje ili smanjenje napona ili za izolaciju jednog elektrinog kola od drugog.

Transformatori posjeduju sposobnost da pretvaraju niski izmjenini napon velike struje u

visoki izmjenini napon niske struje, ili suprotno, sa minimalnim energetskim gubicima.

Minimizacija energetskih gubitaka je jako bitna u proizvodnim, prenosnim i distribucionim

sistemima snage. Transformatori rade samo sa izmjeninim naponom u skladu sa fizikalnim

zakonima elektromagnetne indukcije, i shodno tome su nerazdvojive komponente sa malim

gubicima. Najjednostavniji transformatori mogu se izvesti namatanjem odvojenih namota

izolirane ice oko feromagnetne jezgre, obino oko naslaganih elinih limova.

Kada je jedna zavojnica ili namotaj, nazvana primarna ili ulazna zavojnica, pod naponon,

jezgra je namagnetisana tako da rezultujudi magnetni fluks inducira napon u sekundarnom

navoju, nazvanom sekundarni ili izlazni namotaj. Promjena u naponu (naponski odnos)

izmeu primarne i sekundarne zavojnice zavisi od broja navojaka obje zajvojnice.

Transformatori se koriste u kolima elektrine energije i rasvjete kao i u mnogim

niskonaponskim elektronskim ureajima. Veliki transformatori u naponskim stanicama

povedavaju izlazni napon AC generatora na vede vrijednosti za efikasniji prenos preko

dalekovoda, a uz to smanjuju vrijednost struje. Neto manji transformatori na lokalnim

trafostanicama smanjuju preneseni napon na vrijednosti koje su potrebne za regionalnu i

lokalnu distribuciju dok povedavaju vrijednost struje.

Neki od najmanjih transformatora koji se koriste u komercijane svrhe mogu se nadi u AC/DC

pretvaraima koji konvertuju linijske izmjenine napone u niske istosmjerne napone

potrebne za napajanje elektinih ureaja poput beinih telefona, laptopa ili punjaa za

mobitele. Meutim, transformatori su najvede i najtee komponente otonih linearnih

energetskih obskrbljivaa za industrijske, vojne i komercijalne upotrebe. 60Hz-i

transformatori koji se ugrauju u televizore i stereo sisteme su takoe robusni i teki, ali oni

koji se koriste u raunarima su znatno manji i laki.

Transformatori mogu posluiti i za izoliranje elektrinih krugova, potiskivanje harmonika i

regulaciju linijskih napona izmeu distribucionih trafostanica i potroaa. Zig-zag uzemljivaki

transformatori imaju izvode neutralnog vodia za uzemljenje i etvrtog vodia iz trofaznog

neutralnog vodia. Oni mogu da rade na naponima niim od nazivnih, ali ne bi trebali da rade

na vedim ukoliko nemaju izvode namjenjene za tu svrhu. Meutim, kada transformator radi

na naponu manjem od onog na ploici, njegov kVA izlaz se smanjuje na odgovarajudi nain.

Jednofazni transformatori snage 1kVA i vie i trofazni transformatori snage 15kVA i vie

mogu biti obrnuto spojeni bez gubitka omjera snage. Ovo je mogude kod transformatora

velikih snaga zato to su njihovi odnosi broja namota isti kao njihovi naponski odnosi.


Kompenzacija broja namota na niskonaponskoj strani jednofaznog transformatora snage

ispod 1kVa nije potrebna, jer niskonaponski namot ima vedi napon nego sto je naznaeno na

ploici u praznom hodu. Iako transformator nede biti oteden, izlazni napon kod obrnuto

spojenog transformatora de biti manji nego nazivni.

Slika 2.1. Transformator


2.1. Podjela transformatora

Transformatori se mogu razvrstati na mnogo razliitih naina:

po snazi

po broju faza

po namjeni (energetski, za izjednaavanje impedanse, izolaciju kola)

po uestanosti (energetski, audio, RF)

po naponu (od nekoliko volti do 1000 kilovolti)

po nainu hlaenja (vazduno, uljem, vodom)

po odnosu transformacije: diudi, sputajudi, izolacioni, promjenjljivi

Osim toga, moemo ih podijeliti na:

Autotransformatore

Auto zigzag uzemljivake transformatore

Buck-boost autotransformatore

Strujne transformatore

Distributivne transformatore

Naponske transformatore

Osim velikog broja razliitih transformatora, postoje razliiti naini njihovog povezivanja.

Neki od naina povezivanja su trokut na trokut, trokut na zvijezdu, zvijezda na trokut i T.

Slika 2.1.1. Idealni strujni transformator


2.2. NEC zahtjevi za transformatore

NEC 2002 lanak 450, Transformatori i ugradnja transformatora (ukljuujudi sekundarne

izvode), daje zahtjeve za ugradnju transformatora. Pokriva prekostrujnu zatitu za

transformatore nominalnog naponskog nivoa manjeg od 600V, autotransformatore za 600 V

ili manje, uzemljivake transformatore, sekundarne nivoe, paralelni rad, ventilaciju i hlaenje

i uzemljenje. Specijalna pravila se mogu primjeniti na razliite transformatore kao to su

suho i teno izolovani za unutranju i vanjsku ugradnju.

Mjesto ugradnje transformatora, konstrukcija, ventilacija i zahtjevi odvoda su takoer

opisani.

NEC je definirao sekundarne izvode kao kolo koje radi na 600 V ili manje izmeu faza koje

spajaju dva naponska izvora ili take napajanja, kao to su sekundari dva transfomatora.

2.3. Distributivni transformatori

Elektrina energija se prenosi na visokim naponima zato to je potrebna manja struja za

prenos iste snage na viem nego na niem naponu. Shodno tome, elektrina energija moe

biti prenesena sa manje I2R tj. manje gubitaka prenosa kada se prenosi na viem naponu.

Prenosni naponi do 500kV mogu se dobiti iz transformatora koji podiu napon u

elektranama, zato to izmjenini generatori ne mogu proizvoditi napon na tim vrijednostima.

Step-down transformatori u distributivnim sistemima smanjuju visoke prenosne napone na

napone upotrebljive u industriji ili komercijalnoj potronji. Veliki energetski transformatori za

35kV ili vie mogu dostidi efikasnost do 99% pod punim opteredenjem. Slika 2.3.1. pokazuje

primarni ili sekundarni otvoreni distributivni transformator koji moe sniavati napone na

korisne vrijednosti. I trofazni i jednofazni distributivni transformatori mogu se koristiti u ovoj

konfiguraciji. Napravljeni su od irokog spektra elinih jezgara i vodia namota koji

ispunjavaju odreene zahtjeve podstanice. Transformatori mogu biti jezgrasti ili ogrnuti (ovo

je razmotreno kasnije).


Slika 2.3.1. Sekundarni otvoreni distributivni transformator

Njihove jezgre i namoti su smjeteni u eline posude koje su popunjenje ili sa izolacionoim

mineralnim uljem ili drugim odgovarajudim dielektrinim odvodnikom toplote. Ovi

transformatori mogu se hladiti sami ili se mogu hladiti prisilnom cirkulacijom zraka. Dodatno,

mogu biti napravljeni za unutranju ili vanjsku ugradnju.


3. Karakteristike transformatora

Slika 3.1. je dijagram konvencionalnog (jezgrastog) jednofaznog transformatora. Pokazuje

dva neovisna namota, primarni i sekundarni, namotani na zatvorenu jezgru napravljenu od

mnotva tankih elinih limova.

Ako se na primar dovede izmjenini napon, elektromagnetno polje ili fluks tece kroz jezgro i

iri se i skuplja po ulaznoj frekvenciji. Ova promjena fluksa prolazi kroz namot na sekundaru i

inducira napon u njemu. Napon induciran u oba namota je isti,zato to su oba namota

obuhvatila isti fluks. Zato je napon u namotima transformatora direktno proporcionalan

broju zavojaka u svakom od namota:

Primarni amper-zavojci su proporcionalni sekundarnim amper-zavojcima.

Iz ovog izraza, moe se odrediti da je odnos struja u transformatoru obrnuto proporcionalan

odnosu broja zavojaka. Naponi koji se pojavljuju na sekundaru ovise od napona na primaru i

odnosa zavojaka na primarnom i sekundarnom namotu.

Slika 3.1

Transformatori zadovoljavaju zakon ouvanja energije, to znai da je proizvod napona i

struje (snaga) u primarnom namotaju jednaka proizvodu napona i struje (snazi)

sekundarnog namotaja, uz mogude gubitke. Na primjer, ako je napon na sekundarnim

stezaljkama 2 puta vedi od napona na primarnim stezaljkama, struja na sekundaru mora biti

2 puta manja od struje na primaru da bi se odrala ista vrijednost proizvod napona i struje.

Diudi transformatora ima vise zavojaks na sekundarnom nego na primarnom namotaju, tako

da je napon na sekundaru vedi nego na primaru. Slino tome, sputajudi transformator,


prikazan na slici 3.1., ima manje zavojaka na sekundaru nego na primaru, pa je napon

sekundara manji nego napon primara.

Slova za identifikaciju ulaznih i izlaznih terminala prikazanih na slici 3.1. prate industrijske

standardne oznake. Terminali visokonaponskih namota su oznaeni sa H1,H2 i slino dok su

niskonaponskih oznaeni sa X1, X2 itd. Stoga, viskonaponski namoti se nazivaju H namoti,

niskonaponski X namoti a broj navojaka svakog namotaja sa Th i Tx.

3.1. Podjela energetskih trafoa

Kapacitet transformatora snage se mjeri u kilovolt-amperima (kVA). Izlaz transformatora je

odreen maksimalom strujom koju transformator moe da izdri bez prekoraenja

temperaturnih ogranienja. Snaga AC krugova zavisi od faktora snage tereta i struje, tako da

ako je snaga nekog AC elektrinog ureaja oznaena u kilowatima, mora biti ukljuen i faktor

snage koji daje smisao odnosu snaga. Da bi se ovo izbjeglo, transformatori i mnogi ureaji

izmjenine struje su normirani u kVA, jedinici koja ne ovisi od faktora snage.

Pored oznake snage u kVA, natpisne ploice transformatora obino sadre oznaku tipa i

tvorniki broj transformatora, nazivne napone sekundara i primara, nazivnu frekvenciju kao i

gubitke izraene kao postotak nazivnog napona. Neke ploice sadre i

nainvezivanjanamreu.

Energetski transformatori se generalno definiu kao tranformatori koji slue za pretvorbu

snaga vedih nego kod distributivnih transformatora (obino preko 500kVA ili vie od 67kVA).

KVA terminalni naponi i struje transformatora snage, definisani od stane ANSI C57.12.80, se

baziraju na naponima zavojnica bez opteredenja. Meutim, stvarni primarni napon u

upotrebi mora biti vedi nego nazivna vrijednost za vrijednost regulacionog napona ako je

potrebno isporuiti nazivnu vrijednost na sekundar sa opteredenjem.

3.2. Konstrukcija transformatora

Dva najeda tipa konstrukcije transformatora su u jezgrasti i ogrnuti. Jezgrasti transformator

prikazan na slici 3.1. ima pravougaono elino jezgro napravljeno od limova, sa namotima

primara na lijevoj i sekundara na desnoj strani konstukcije.

Transformator moe biti namotan kao na slici 3.1., ali velika razdaljina izmeu primarnog i

sekundarnog namota znai velike gubitke fluksa, sto uzrokuje pojavu rasipnog fluksa. Da bi se

smanjila ova pojava u komercijalnim jezgrastim tranformatorim, namoti su podjeljeni, pri


emu je pola svakog namotaja na oba stuba jezgre. Niskonaponski namotaj je namotan oko

jezgre, a viskonaponski oko niskonaponskog namotaja.

Kod drugog tipa transformatora, prikazanog na slici 3.2.1. i primarni i sekundarni namotaji se

nalaze na centralnom stubu jezge. U ovom tipu transformatora magnetno kolo je kratko dok

je s druge strane duina namotaja velika. Tipino ogrnuti transformatori imaju veliku jezgru i

manji broj namotaja nego jezgrasti transformatori istih performansi. Takoe, imaju i vedi

odnos eljeza naspram bakra. Uobiajeno slojevito jezgro je napravljeno od limova u obliku

slova i I, to im je dalo ime EI transformatori.

Slika 3.2.1.

Naslagani limovi transformatora snage su napravljene od irokog spektra elinih ploica da

bi umanjili gubitke u jezgru. Visokonaponski primari se motaju icom, obino aluminijskom ili

bakarnom, dok su sekundarni namotaji tipino napravljeni od metalnih aluminijskih traka.

Namoti su izmeu slojeva izolirani smolom zalivenim papirom. Jezgra su napravljena od

limova i formirana tako da svaki lim predstavlja jedno magnetno kolo. Limovi su spojeni i

okolo jezgre rasporeeni u zajedniki obrazac da bi sveli gubitke u jezgri i vrtlone struje na

minimum.

Vedina jednofaznih i trofaznih energetskih transformatora se prave po narudbi da bi ispunili

specifine zahtjeve kupca. To su najece jezgrasti ili ogrnuti transformatori. Krajnja odluka

zavisi od preporuke proizvoaa na osnovu date svrhe, cijene kao i mogudnosti. I jezgrasti i

ogrnuti transformatori mogu imati nazivnu snagu do 300 kVA, ali se znatno razlikuju u cijeni.

Mogu biti vazduno izolirani ili potopljeni u ulje, za to je potrebna dodatna izolacija i

hlaenje.

Jo jedan tip transtormatora je wund-core transformator. Njegova jezgra je formirana

navijanjem trake silikonskog elika u vrstu spiralu oko izoliranog namotaja. Meutim,

njegova maksimalna nazivna snaga je manja nego kod druga dva tipa konstrukcije.


3.3. Gubici i efikasnost transformatora

Efikasnost svih energetskih transformatora je velika, ali je najveda za velike transformatore

koji rade na 50% do 100% ukupnog opteredenja. Meutim, kod svih transformatora se

javljaju odreeni gubici. Dijele se na gubitke u bakru ili I2R gubitke i gubitke u eljezu. Idealni

transformator nema gubitaka i zato je stepen iskoritenja 100%. U praksi se energija rasipa

zbog otpornosti namotaja (poznato kao gubici u bakru) i magnetnih efekata koji se

prvenstveno deavaju u jezgru (poznato kao gubici u eljezu).

Gubici u bakru, poznati kao i gubici opteredenja, su proporcionalni sa opteredenjem vezanim

za transformator. Oni se mogu jednostavno izraunati ako su poznate otpornosti oba

namotaja. Kao i u generatorima i motorima, gubici u jezgru se javljaju zbog vrtlonih struja i

histerezisa, usljed promjene smjera magnetnog polja. Gubici se mogu znato smanjiti ako se

jezgro napravi od silikonskog elika. Ipak, dobro dizajnirani transformatori svih frekvencija i

snaga obino imaju stepen iskoristivosti vedi od 90%.

3.4. Hlaenje transformatora

Kada veliki transformatori rade pod opteredenjem, zbog gubataka u bakru i jezgri, generira

se toplota su namotajima i u jezgri. Metode hlaenja transformatora variraju od njihove

veliine, nazivnih vrijednosti, upotrebe i lokacije. Distribucioni i transformatori koji rade na

velikim snagama se mogu hladiti strujanjem vazduha, vodom, transformatorskim

mineralnim uljem ili drugim prikladnim dielektrinim rashladnim tekudinama.

Tekudina za hlaenje osigurava dodatnu izolaciju izmeu namotaja i provodi toplotu od

namotaja do provodnih zidova i povrine rezervoara, gdje moe biti disipirana u okolnom

vazduhu. Tekudina krui kroz rezervoar prirodnim strujanjem zbog temperaturnih razlika u

tekudini. Neki tenodu hlaeni rezervoari za transformatore su napravljenji sa krilcima za

hlaenje tako da rashladno sredstvo dolazi u dodir sa vedom povrinom. Kada to uvijeti

zahtjevaju, ulje moe da krui pomodu pumpi ili ovakav nain hlaenja moe biti zamjenjen

hlaenjem zrakom, vodom ili pomodu obje metode.

Ako postoji opasnost od poara u zatvorenim industijskim objektima, umjesto ulja koristi se

hlaenje suhim zrakom. Namotaji se motaju tako da prirodno kruenje zraka disipira toplodu

namotaja i jezge. Ovi transformatori mogu biti zatvoreni u probuene metalne kutije da bi

omogudili maksimalno strujanje zraka kroz namotaje. Kada to uvijeti zahtijevaju, prirodno

hlaenje transformatora moe biti nadopunjeno prisilnom cirkulacijom zraka.


4. Autotransformatori

Autotransformator je posebna vrsta transformatora koji se sastoji od jednog kontinuiranog

namotaja koji se koristi za ulazne i izlazne napone. Bududi da u primar i sekundar isti, oni su

kako elektrino tako i magnetno povezani. Autotransformatori imaju mnoge osobine po

kojima su bolji od transformatora s dva namotaja: manja cijena, veda efikasnost, manje

dimenzije i bolja regulacija.

Na slici 4.1.(a) je ematski prikaz smanjujudeg autotransformatora. Dio ac predstavlja primar

a ab sekundar. Moemo uoiti da je dio ab zajedniki za oba namotaja. Kao i kod standardnih

dvonamotajnih transformatora, odnos transformatora je jednak odnosu broja namotaja na

primaru i na sekundaru, ako se zanemare gubici. Vrijede sljedede jednaine:

==

Zavojnica autotransformatora prikazana na slici FIg. 4.1.(b) ima ukupno 230 namota: 160 na

dijelu ab i 70 na bc. Ako se na zavojnicu ac dovede napon od 460 V, napon na svakom

namotu de iznositi 2 V, a napon na dijelu ab de biti 160*2 ili 320 V. Ako za zavojnicu ab

veemo omsko opteredenje od 50 ohma, kroz njega de protedi struja Ix koja iznosi 320/50 ili

6.4A, a na izlazu transformatora demo imati 320*6.4 ili 2048W. Zanemarujudi gubitke na

transformatoru, ulazna snaga mora iznositi 2048W a struja na primaru 2048/460, odnosno

4.5 A. Prema tome, dio zavojnice koji je zajedniki i za primarno i za sekundarno kolo nosi

samo razliku struja primara i sekundara. Iz tog razloga, autotransformatori koriste manje

bakarne ice u svojim namotima pa su efikasniji nego konvencionalni transformatori sa dvije

zavojnice.


Slika 4.1.

Ako je potreban vienaponski izvor za upotrebu, autrotransformator sa vie prekidaa moe

pruiti potrebne izlazne napone.

Autotransformatori su najefikasniji za transformiranje napona blizu potroaa. Na primjer,

autotransformator moe povedati distributivni napon za mali prirast da bi nadoknadio linijski

pad napona. Autotransfomatori se takoe mogu korisiti za pokretanje AC motora jer

doputaju smanjeni napon kod paljenja motora.

Meutim, upotreba autotransformatora se ne preporuuje kada je potrebno niskonaponsko

napajanje iz visokonaponskih izvora, jer u sluaju da se zajvojnica zajednika za primar i

sekundar sluajno otvori, puni napon primara de se proiriti na sekundar. To moe uzrokovati

otedenje opreme ili kola i predstavlja opasnost od strujnog udara za okolinu.


5. Regulaciona sklopka

Visokonaponske zavojnice transformatora i distribucionih transformatora su opremljene

regulacionom sklopkom koja slui za kompenzaciju pada linijskog napona i regulaciju

prenosnog odnosa. Sa zvjezdita je mogude prekidaem povezati transformator na vie

taki. Upotrebom prekidaa ili prespajanjem na razliite izvode, mijenja se broj aktivnih

namota na zavojnici. Obino se postavljaju 2 prekidaa tako da se moe dobiti napon 2.5%

ispod i iznad nazivnog napona , ili 4 2.5% ispod nazivnog napona. Prekidai uglavnom

mijenjaju poloaj kada transformator nije pod naponom, ali neki transformatori imaju

dodatne prekidae koji slue u sluaju kada je transformator pod opteredenjem.


6. Jednofazni distributivni transformatori

Jednofazni distributivni transformatori se obino prave sa sekundarnim ili niskonaponskim

zavojnicama iz 2 dijela, kao na sl Fig. 3-5. Dva dijela mogu biti vezana za seriju kao na slici

6.1.(a) da bi napajali troino, 120/240V opteredenje. Ovaj nain vezivanja se uveliko koristi

od strane kompanija da bi obezbjedili 120V i 240V stambenim i komercijalnim potroaima.

Osim na taj nain, dva dijela mogu biti vezana paralelno kao na slici 6.1.(b) da bi objezbjedili

napajanje dvoinog 120 V tereta.

Elektrodistribucije koriste ovaj nain vezivanja tamo gdje je teret mali a sekundarno kolo

kratko.

Postoje 3 osnovna tipa distribucionih transformatora: stubni, oklopljeni, and potopni.

Obino se prave po narudbi i u skladu s najnovijim industrijskim standardima.

Slika 6.1.


6.1. Stubni jednofazni distribucioni transformatori

Na slici 6.1.1. prikazan je ematski prikaz jednofaznog distribucionog transformatora za

transformaciju jednofaznog napona primara (7.62kV) na 120/240V AC. Jednofazni stubni

transformatori se proizvode kao konvencionalni, zatideni, smanjujudi, BIL (high basic

impulse level) i kao autotransformatori. Presjek jednofaznog stubnog transformatora

prikazan je na slici 6.1.2.

Ovi transformatori se prave sa irokim spektrom specifikacija i zadovoljavaju ili premauju

zahtjeve ANSI i NEMA strandarda. Neki se prave tako da zadovolje i RUS (Rural Utilities

Service)standarde.

Slika 6.1.1.


Slika 6.1.2.

Konvencionalni stubni transformatori se proizvode u rangu od 5 do 500kVA. Potpuno

samozatideni (CPS) transformatori se proizvode u rangu od 5 do 167 kVA. Csp

transformatori imaju odvodnike prenapona direktno povezane na primaru, unutranje

sekundarne prekidae i unutranje primarne osigurae. To eliminira potrebu za odvojeno

ugraene zatitne elemente, koje unose dodatni troak.

Jednofazni sniavajudi transformatori i autotransformatori smanjuju jednofaznu distribuciju

napona na druge distribucione napone. Sniavajudi transformatori se proizvode u rangu od

25 do 500kVA sa dualnim primarnim ili sekundarnim naponom kroz 250kV BIL.

Autotransformatori se proizvode u rangu od 167 do 5000kVA u zavisnosti od odnosa izmeu

primarnog i sekundarnog napona. Dostupni su u razliitim izvedbama ovisno od broja izvoda.

Jednofazni stubni BIL transformatori se prozivode za napone od 5 do 500kV i imaju BIL od

200 do 250 kV.


Prikljuci za jednofazne stubne distibucione transformatore se prave unutar cilindrinih

posuda ispunjenih mineralnim uljem. Samo 3 sekundarne stezaljke se izvode van posude.

Slika 6.1.3.

6.2. Oklopljeni jednofazni distributivni transformatori

Oklopljeni jednofazni distributivni transformatori se koriste u podzemnim distribuciopnim

sistemima gdje je poeljno imati podzemnu umjesto nadzemne distribucije. Primjer ovog

transformatora je prikazan na slici 6.1.3. Elektrina ema ovog tranasformatora je ista kao za

stubni transformator na slici 6.1.1. Oklopljeni jednofazni distributivni transformatori se

proizvode u rasponu od 10 do 167 kVA. Svi ovi distribucioni transformatori su uljno izolirani,

samohladedi i radijalno uvezani. Oni mogu zadovoljavati ili premaivati ANSI i NEMA

standarde. Oklopljeni jednofazni distributivni transformatori se pakuju u zatvoreno elino

otporno zatitno kudite. Uobiajeno se boji u zelenu boju da bi se uklopilo s grmljem i

ivicom stabenih okolina. Manje verzije, odobrene RUSom, u rasponu od 10 do 50 kVA za


pumpe za navodnjavanje i opremu u naftnoj industriji, takoe se postavljaju u slabije

naseljena podruja.

Potopni jednofazni distributivni transformatori

Potopni jednofazni distributivni transformatori su podzemni transformatori se pakuju u

zatvorena okrugla vertikalna kudita od nehrajudeg elika koja se hermetiki zatvaraju za

zatitu u sluaju od poplava ili potapanja. Izvodi, uzemljivai i ploice se postavljaju na

vanjsku stranu radi lakeg pristupa podacima. Ovi transformatori se prave u rangu od 25 do

167 kVA. ematski prikaz dat je na slici 6.1.1.

6.3. Trofazni spojevi jednofaznih transformatora

Jednofazni transformatori se mogu vezati tako da formiraju trofazni transformatorski spoj za

povedavanje ili smanjenje napona u trofaznim sistemima. etiri najede konfiguracije za

povezivanje transformatora su: trokut-trokut, zvijezda-zvijezda, zvijezda-trokut, trokut-

zvijezda. Prve tri su prikazane na slici Fig. 3-9. Konfiguracija trokut-zvijezda nije prikazana

zato to je to zapravo obrnuta zvijezda-trokut veza.

6.3.1. Trokut-trokut spoj

Trokut-trokut spoj, prikazan na slici 6.3.1.(a), se nairoko koristi za umjerene napone.

Prednost ovog naina vezivanje da to to ostaje funkcionalan u otvorenoj zvijezda ili V vezi,

do koje dolazi kada se oteti jedan od transformatora ili ukloni, ostavljajudi druga dva

funkcionalna. Ako radi na ovaj nain, banka i dalje isporuuje trofazne struje i napone u

tanoj faznoj zavisnosti. Meutim, kapacitet banke je smanjen na 57.7 % vrijednosti dobijene

kada su sva 3 transformatora u funkciji.

6.3.2. Zvijezda-zvijezda spoj

Kod spoja zvijezda-zvijezda, prikazanog na slici 6.3.1, samo 57.7% (ili 1/1.73) linijskog napona

se primjenjuje na svaku od zavojnica, ali kroz svaku tee puna linijska struja. Nedostatak ove

veze je da strujna kola se napajaju iz y-y banke generiraju ozbiljne elektromagnetne smetnje,

koje mogu uticati na oblinja komunikacijska kola. Zbog ovog i slinih nedostataka, y-y veza

se rijetko koristi. Meutim, y-y veza se moe koristiti za meusobno povezivanje dva delta

(trokut) sistema i pruiti odgovarajude uzemljenje za oba.


6.3.3. Trokut-zvijezda i zvijezda-trokut spoj

Trokut-zvijezda spoj je pogodan za povedavanje napona jer se napon povedava za faktor

snage pomnoen sa 1.73. Slino, zvijezda-trokut spoj, prikazan na slici Fig 6.3.1.(c), slui za

sniavanje napona. Visokonaponske zavojnice vedine transformatora koji rade na vie od

100kV su povezane na ovaj nain.

Slika 6.3.1.

Da bi uskladili polaritete u Y spoju, oznake H i X moraju biti spareni simetrino. Drugim

rijeima, ako krajevi H1 i X1 moraju biti spojeni na nulti vodi onda preostali krajevi H2 i X2

moraju biti izvedeni kao linijske veze, prikazani na 6.3.1.(b) suprotno, kod spoja u trokut, H1

uvijek mora biti vezan na H2 i X1 na X2, i linijske veze moraju biti napravljenje na ovim

spojevima, kao to je prikazano na slici 6.3.1.(a). Kada je potrebno da se veliki broj

jednofaznih tereta napaja iz trofaznog transformatorskog spoja, preporuuje se

niskonaponska zavojnica vezana u zvijezdu jer jednofazni teret moe biti ujednaen na svim

fazama.

oprema za elektroenergetske sisteme

Documents