32

Rok LXXVIII 2010 nr 5

MATERIAŁY KONFERENCYJNE ELSEP 2010

Dr inż. Grzegorz Hołdyński, dr inż. Zbigniew Skibko – Zakład Elektroener-

getyki, Politechnika Białostocka

Problemy związane z eksploatacją transformatorów energetycznych

zasilających odbiorniki nieliniowe

Grzegorz Hołdyński, Zbigniew Skibko

Nieliniowe odbiorniki energii elektrycznej, wymuszające

w sieci zasilającej przepływ prądów odkształconych od prze-

biegu sinusoidalnego, mogą powodować w tej sieci szereg

niekorzystnych zjawisk, takich jak przeciążenie linii zasila-

jących, przegrzewanie się transformatorów i silników, awa-

rie kondensatorów, przyspieszenie degradacji izolacji oraz

odkształcenie napięć zasilających. W artykule przedstawio-

no podstawowe zagadnienia związane ze zjawiskami zacho-

dzącymi w transformatorach energetycznych pracujących

w warunkach odkształcenia prądów i napięć oraz analizę

wpływu wybranych typów nieliniowych odbiorników energii

elektrycznej na pracę transformatorów. Przedstawiono także

wyniki analizy warunków pracy transformatora zasilającego

wybrany zakład przemysłowy na podstawie przeprowadzo-

nych badań pomiarowych.

Jeszcze kilkanaście lat temu zjawiska odkształcenia prądów

i napięć od przebiegów sinusoidalnych nie stanowiły większe-

go problemu, na który należałoby zwracać szczególną uwagę. We

współczesnych sieciach elektroenergetycznych, komunalnych

i przemysłowych, zauważalny jest wyraźny trend nasilania się tych

zjawisk. Jest to związane ze zwiększającym się, w ogólnej mocy

zainstalowanej, udziałem odbiorników nieliniowych, do których

należy zaliczyć przede wszystkim prostowniki diodowe z filtrami

pojemnościowymi oraz przekształtniki tyrystorowe, wykorzysty-

wane głównie w napędach bezstopniowych, piecach indukcyjnych,

windach, pompach klimatyzacyjnych, wentylatorach, zasilaczach

komputerów i innych urządzeń elektronicznych.

Skutki przepływu prądów odkształconych

w transformatorach

W ogólnym przypadku straty mocy w transformatorze można po-

dzielić na dwie składowe: straty jałowe (zależne od napięcia zasi-

lającego) oraz straty obciążeniowe (zależne od prądu obciążenia).

Straty jałowe w transformatorze (ΔP

j

) powstają na skutek przepływu

prądu magnesującego wywołanego przyłożonym napięciem o prze-

biegu najczęściej zbliżonym do sinusoidalnego i stałej (w przybliże-

niu) wartości. W związku z tym straty te są niezależne od obciążenia

i kształt przebiegu prądu obciążenia nie wpływa na ich wartość [1].

Całkowicie odmienna sytuacja występuje w przypadku strat obcią-

żeniowych (ΔP

obc

) transformatora, gdyż są one wywołane prądami

płynącymi w uzwojeniach i są zależne od kształtu przebiegów tych

prądów. W przypadku przepływu prądów odkształconych od prze-

biegów sinusoidalnych poprzez uzwojenia transformatora zachodzą

w nim następujące zjawiska [2]:

●

wzrost strat mocy w uzwojeniach, spowodowany zwiększeniem

wartości skutecznej prądu oraz przyrostem rezystancji uzwojeń na

skutek zjawiska naskórkowości,

●

wzrost strat mocy w uzwojeniu, spowodowany zwiększeniem

strat powstałych od prądów wirowych,

●

wzrost strat rozproszeniowych w częściach konstrukcyjnych

transformatora, wywołanych przez strumień rozproszenia w rdze-

niu, obejmach, kadzi i innych częściach metalowych.

Widać zatem, że najważniejszym skutkiem przepływu prądów

odkształconych w transformatorze jest przyrost strat mocy, co po-

woduje zwiększenie się wydzielania w nim ciepła, a zatem wzrost

temperatury pracy transformatora. Sytuacja taka może prowadzić

do termicznego przeciążenia transformatora, skutkiem czego wystę-

puje pogorszenie stanu izolacji, a w konsekwencji skrócenie czasu

eksploatacji lub nawet jego zniszczenie.

Wartość obciążeniowych strat mocy w transformatorze (ΔP

obc

)

w ogólnym przypadku jest sumą dwóch zasadniczych składników:

●

strat podstawowych (ΔP

p

) w uzwojeniach, powodowanych przez

przepływ prądu obciążenia na rezystancji czynnej uzwojeń (I

2

R),

●

strat dodatkowych (ΔP

d

), na które składają się straty wiroprądo-

we (ΔP

w

) w uzwojeniach oraz straty rozproszeniowe ((ΔP

r

) w częś-

ciach metalowych.

Zależność tę można opisać wzorem [1, 3, 4]:

(1)

gdzie: ΔP

p

– straty podstawowe, ΔP

w

– straty od prądów wiro-

wych w uzwojeniach, ΔP

r

– straty rozproszeniowe w częściach

metalowych.

W przypadku transformatorów energetycznych obciążonych

prądem odkształconym, najbardziej istotnym zagadnieniem jest

wyznaczenie względnego przyrostu strat mocy w odniesieniu do

strat występujących w warunkach obciążenia prądem sinusoidal-

nym.

Dla strat mocy powodowanych przez prąd obciążenia na rezy-

stancji czynnej uzwojeń, przyrost strat będzie warunkowany zmianą

wartości skutecznej prądu oraz zmianą rezystancji uzwojeń transfor-

matora, wywołaną efektem naskórkowości oraz efektem zbliżenia.

Zależność na przyrost strat podstawowych w uzwojeniach (δΔP

p

)

opisuje zależność [5]:

(2)

gdzie:

ΔP

pod

, ΔP

psin

– straty podstawowe w uzwojeniach, powodowane

przepływem prądu odkształconego oraz prądu sinusoidalnego,

r

w

p

obc

P

P

P

P

∆

+

∆

+

∆

=

∆

r

w

p

obc

P

P

P

P

∆

+

∆

+

∆

=

∆

∑

∑

=

=







































⋅

=

=

n

h

h

n

h

h

R

p

p

p

I

I

I

I

k

P

P

P

h

od

1

2

1

1

2

1

sin

Δ

Δ

Δ

δ

∑

∑

=

=







































⋅

=

=

n

h

h

n

h

h

R

p

p

p

I

I

I

I

k

P

P

P

h

od

1

2

1

1

2

1

sin

Δ

Δ

Δ

δ

Rok LXXVIII 2010 nr 5

33

MATERIAŁY KONFERENCYJNE ELSEP 2010

I

h

, I

1

– wartość skuteczna h-tej harmonicznej prądu oraz podstawo-

wej harmonicznej prądu,

h – rząd harmonicznej,

k

R

– współczynnik przyrostu rezystancji uzwojeń transformatora,

spowodowany efektem naskórkowości oraz efektem zbliżenia.

Współczynnik przyrostu rezystancji, spowodowany efektem na-

skórkowości oraz efektem zbliżenia w uzwojeniach transformato-

rów, dla poszczególnych harmonicznych można wyznaczyć z nastę-

pującej zależności [5]

(3)

gdzie: m – liczba warstw uzwojenia, w – wysokość pojedynczej war-

stwy uzwojenia, γ – konduktywność materiału, z jakiego wykonano

uzwojenia, μ – przenikalność magnetyczna materiału, z jakiego wy-

konano uzwojenia, f – częstotliwość sieci.

Przyjmuje się, że straty wywołane przez prądy wirowe są propor-

cjonalne do kwadratu wartości skutecznej prądu oraz kwadratu czę-

stotliwości (rzędu harmonicznej). Przyrost wartości strat wiroprą-

dowych w odniesieniu do obciążenia prądem sinusoidalnym (δΔP

w

)

można opisać wzorem [3, 4]

(4)

gdzie:

ΔP

wod

, ΔP

wsin

– straty wiroprądowe, powodowane przepływem prą-

du odkształconego oraz prądu sinusoidalnego.

W przypadku transformatorów suchych (żywicznych), ze wzglę-

du na ich konstrukcję, przyrost strat rozproszeniowych oraz zwią-

zany z tym przyrost temperatury części konstrukcyjnych nie wpły-

wa na wzrost temperatury w najgorętszym punkcie uzwojenia.

W związku z tym wpływ przyrostu strat rozproszeniowych dla tego

typu transformatorów może zostać pominięty. Inna sytuacja wystę-

puje dla transformatorów olejowych, gdzie straty rozproszeniowe

w elementach konstrukcyjnych (obejmach, kadzi, pokrywie, rdze-

niu itp.) powodują wzrost temperatury oleju, a tym samym wzrost

temperatury w najgorętszym punkcie uzwojenia. Przyrost wartości

strat rozproszeniowych w odniesieniu do obciążenia prądem sinu-

soidalnym (δΔP

d

) można opisać wzorem [3, 4]

(5)

gdzie:

ΔP

rod

, ΔP

rsin

– rozproszeniowe straty mocy, powodowane przepły-

wem prądu odkształconego oraz prądu sinusoidalnego.













−

−

⋅

−

+

−

+

⋅

=

)

2

cos(

)

2

cosh(

)

2

sin(

)

2

sin h(

3

)

1

(

2

)

2

cos(

)

2

cosh(

)

2

sin(

)

2

sin h(

2

h

h

h

h

h

h

h

h

h

R

X

X

X

X

m

X

X

X

X

X

k

h













−

−

⋅

−

+

−

+

⋅

=

)

2

cos(

)

2

cosh(

)

2

sin(

)

2

sin h(

3

)

1

(

2

)

2

cos(

)

2

cosh(

)

2

sin(

)

2

sin h(

2

h

h

h

h

h

h

h

h

h

R

X

X

X

X

m

X

X

X

X

X

k

h

f

h

w

X

h

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

=

π

µ

γ

f

h

w

X

h

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

=

π

µ

γ

∑

∑

=

=







































⋅

=

=

n

h

h

n

h

h

w

w

w

I

I

I

I

h

P

P

P

sin

od

1

2

1

1

2

1

2

∆

∆

∆

δ

∑

∑

=

=







































⋅

=

=

n

h

h

n

h

h

w

w

w

I

I

I

I

h

P

P

P

sin

od

1

2

1

1

2

1

2

∆

∆

∆

δ

∑

∑

=

=







































⋅

=

∆

∆

=

∆

n

h

h

n

h

h

r

r

r

I

I

I

I

h

P

P

P

od

1

2

1

1

2

1

8

,

0

sin

δ

∑

∑

=

=







































⋅

=

∆

∆

=

∆

n

h

h

n

h

h

r

r

r

I

I

I

I

h

P

P

P

od

1

2

1

1

2

1

8

,

0

sin

δ

Na podstawie zależności (1–4), względny przyrost strat obciąże-

niowych transformatora, spowodowany przepływem prądów od-

kształconych w odniesieniu do obciążenia prądem sinusoidalnym,

można opisać równaniem

(6)

gdzie:

ΔP

obcod

, ΔP

obcsin

– obciążeniowe straty mocy, powodowane przepły-

wem prądu odkształconego oraz prądu sinusoidalnego,

δΔP

p

, δΔP

w

, δΔP

r

– względne przyrosty: strat podstawowych, strat

wiroprądowych oraz strat rozproszeniowych,

c

p

, c

w

, c

r

– względne udziały poszczególnych rodzajów strat (pod-

stawowych, wiroprądowych, rozproszeniowych) w stratach obcią-

żeniowych przy częstotliwości podstawowej.

Pierwszym krokiem do wyznaczenia przyrostu strat mocy jest

ustalenie wartości współczynników udziałów poszczególnych

rodzajów strat w odniesieniu do strat całkowitych przy częstotli-

wości podstawowej (c

p

, c

w

, c

r

). Wartości te powinien podać pro-

ducent transformatora, jednak w praktyce są to dane trudne do

uzyskania.

Metody pomiarowe nie pozwalają na bezpośrednie wyzna-

czenie wszystkich interesujących nas wartości. Drogą pomiaro-

wą można jedynie wyznaczyć wartości strat podstawowych oraz

dodatkowych, bez określenia podziału na straty wiroprądowe

i rozproszeniowe [1]. Ogólnie, na podstawie literatury [1, 4, 6] przyj-

muje się, że łączny udział strat wiroprądowych i dodatkowych za-

wiera się w granicach od 10 do 25% ogólnych strat obciążeniowych

transformatora.

Ze względu na trudności z dokładnym określeniem udziałów po-

szczególnych rodzajów strat, do obliczeń praktycznych przyjmuje

się metodę uproszczoną, gdzie pomija się przyrost strat podstawo-

wych wynikających ze zjawiska naskórkowości, a przyrost strat do-

datkowych wyznacza się łącznie (straty wiroprądowe i rozprosze-

niowe). Bardzo często wartość przyrostu strat dodatkowych określa

się mianem współczynnika K (K-factor) [3, 4], który wyznacza się

na podstawie następującej zależności [4, 7]:

(7)

gdzie:

ΔP

dod

, ΔP

dsin

– straty dodatkowe, powodowane przepływem prądu

odkształconego oraz prądu sinusoidalnego,

I – wartość skuteczna całkowitego prądu obciążenia (rms), opisana

równaniem

Powszechnie produkowane i użytkowane transformatory energe-

tyczne nie są przystosowane do pracy w środowisku napięć i prądów

odkształconych. Dlatego też konieczna jest redukcja maksymalnego

obciążenia transformatora, tak aby nie spowodować przekroczenia

temperatur granicznych.

r

r

w

w

p

p

obc

obc

obc

P

c

P

c

P

c

P

P

P

od

∆

⋅

+

∆

⋅

+

∆

⋅

=

∆

∆

=

∆

δ

δ

δ

δ

sin

r

r

w

w

p

p

obc

obc

obc

P

c

P

c

P

c

P

P

P

od

∆

⋅

+

∆

⋅

+

∆

⋅

=

∆

∆

=

∆

δ

δ

δ

δ

sin

∑

=





























⋅

=

∆

∆

=

=

∆

n

h

h

d

d

d

I

I

h

P

P

K

P

od

1

2

2

sin

δ

∑

=





























⋅

=

∆

∆

=

=

∆

n

h

h

d

d

d

I

I

h

P

P

K

P

od

1

2

2

sin

δ

∑

=

=

n

h

h

I

I

1

2

∑

=

=

n

h

h

I

I

1

2

34

Rok LXXVIII 2010 nr 5

MATERIAŁY KONFERENCYJNE ELSEP 2010

Zgodnie z tą metodyką można także wyznaczyć współczynnik ob-

niżenia mocy znamionowej transformatorów przy obciążeniu prą-

dem niesinusoidalnym [7]

(8)

gdzie:

S

nTsin

, S

nTod

– moc znamionowa transformatora dla obciążenia linio-

wego oraz dla obciążenia nieliniowego,

K – współczynnik przyrostu strat dodatkowych transformatora dla

obciążenia nieliniowego,

c

d

– względny udział strat dodatkowych w stratach całkowitych

transformatora przy częstotliwości podstawowej.

W obliczeniach praktycznych, przy braku danych producenta, naj-

częściej przyjmuje się, że udział strat dodatkowych w całkowitych

stratach transformatora zawiera się w granicach od 5 do 10% (c

d

=

0,05÷0,1) [4, 7]. Zależność (8) w postaci graficznej dla 10-procento-

wego udziału strat dodatkowych przedstawiono na rysunku 1.

d

d

nT

nT

S

c

K

c

S

S

K

od

sin

⋅

+

+

=

=

1

1

d

d

nT

nT

S

c

K

c

S

S

K

od

sin

⋅

+

+

=

=

1

1

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49

K

S

K

S

W tabeli I zestawiono wartości współczynników przyrostu strat

dodatkowych (K – zal. 7) oraz współczynników zmniejszających

obciążalność transformatora przy obciążeniu odbiornikami nieli-

niowymi (K

S

– zal. 8), obliczone dla wybranych grup odbiorników

powszechnie użytkowanych w gospodarstwach domowych oraz za-

kładach przemysłowych.

Wyznaczone wartości współczynników wystąpią w sytuacji ob-

ciążenia transformatora jednakowymi odbiornikami należącymi

do wybranej grupy. W przypadkach rzeczywistych, kiedy z danej

stacji transformatorowej zasilane są różne grupy odbiorników, wy-

padkowa wartość współczynnika zmniejszającego K

S

będzie średnią

ważoną wartości tych współczynników dla poszczególnych grup

odbiorników, w funkcji udziału mocy tych grup w ogólnej mocy

zainstalowanej

(9)

gdzie:

K

Si

– współczynniki zmniejszające obciążalność transformatora dla

poszczególnych grup odbiorników, P

i

– moce zainstalowane w po-

szczególnych grupach odbiorników.

∑

∑

=

=

⋅

=

n

i

i

n

i

S

i

S

P

K

P

K

i

1

1

∑

∑

=

=

⋅

=

n

i

i

n

i

S

i

S

P

K

P

K

i

1

1

Badania obciążenia transformatora

w wybranym układzie elektroenergetycznym

Przedmiotem badań pomiarowych była rejestracja i ocena wielko-

ści elektrycznych opisujących jakość energii elektrycznej, występu-

jących podczas pracy normalnej w układzie elektroenergetycznym

niskiego napięcia (0,4 kV) stacji transformatorowo-rozdzielczej

SN/nN, zasilającej zakład przemysłowy branży drukarskiej. Apara-

turę pomiarową w postaci analizatora jakości energii zainstalowano

w rozdzielnicy głównej nN, poprzez przyłączenie cęgów prądowych

rejestratora do obwodów wtórnych przekładników prądowych oraz

zacisków napięciowych analizatora bezpośrednio do szyn zbior-

czych rozdzielni niskiego napięcia.

Na podstawie uzyskanych informacji określono, że największymi

odbiornikami użytkowanymi w sieci niskiego napięcia są maszyny

drukarskie, których głównymi elementami były lampy UV zasilane

Rys. 1. Wartość współczynnika obniżenia mocy znamionowej

transformatorów K

S

przy obciążeniu prądem niesinusoidalnym

TABELA I. Zestawienie przykładowych wartości współczynników

redukcji mocy transformatorów dla wybranych odbiorników

Rodzaj zasilanych odbiorników

THD

I

K

K

S

Silnik indukcyjny

1,8

1,01

0,999

Prostownik 6-pulsowy z filtrem

pojemnościowym

68,9

18,8

0,62

Prostownik 6-pulsowy z dławikiem o dużej

indukcyjności

28

8,5

0,77

Przemienniki częstotliwości do zasilania

układów napędowych (PWM)

88,5

109,4

0,31

Komputer

87

21

0,59

Lampa rtęciowa

11,8

1,15

0,99

Lampa sodowa

29,6

8,3

0,77

Świetlówka tradycyjna

18,7

4,1

0,88

Świetlówka kompaktowa

119,7

94,7

0,41

TABELA II. Zestawienie wartości podstawowych wskaźników obciążenia

transformatora dla wybranego zakładu przemysłowego

Wskaźnik

jednostka Faza L

1

Faza L

2

Faza L

3

Wartość

3-fazowa

THD

I

[%]

39,83

39,19

42,64

40,55

K

–

6,53

6,47

6,95

6,65

K

S

–

0,816

0,817

0,806

0,813

Zmierzona wartość

skuteczna prądu

obciążenia I

rms

[A]

746,39 761,34 760,45

756,06

Rzeczywisty cieplny

prąd obciążenia

transformatora I

c

[A]

915,04 931,69 944,07

930,27

Zmierzona moc

pozorna obciążenia

transformatora S

rms

[kVA]

177,64 180,44 180,23

538,31

Rzeczywista cieplna

moc obciążenia

transformatora S

c

[kVA]

217,78 220,81 223,74

662,33

Rok LXXVIII 2010 nr 5

35

MATERIAŁY KONFERENCYJNE ELSEP 2010

poprzez prostowniki 6-pulsowe z filtrami pojemnościowymi oraz

napędy zasilane poprzez przemienniki częstotliwości. Na rysunku 2

przedstawiono przebiegi prądów obciążenia szyn zbiorczych niskie-

go napięcia analizowanej stacji transformatorowej, natomiast na ry-

sunku 3 przedstawiono rozkłady harmonicznych tych przebiegów.

Z analizy przebiegów prądów obciążenia analizowanej stacji

transformatorowej wynika, że są one znacznie odkształcone od

przebiegów sinusoidalnych (rys. 2). Pokazują to również znaczne

zawartości wyższych harmonicznych (rys. 3). W przypadku anali-

zowanego przebiegu największy udział mają harmoniczne rzędu 5.

i 7., których wartości osiągają odpowiednio 35,6% oraz 22,6%. War-

tości współczynników zawartości wyższych harmonicznych prądu

THD

I

wahają się w granicach (w zależności od fazy) od 39,19% do

42,64%, co zostało przedstawione w tabeli II. W tabeli tej podano

też wartości współczynników K i K

S

obliczonych dla analizowanego

przebiegu (rys. 2 i 3), a także zmierzone wartości prądów i mocy po-

zornej obciążenia transformatora oraz przedstawiono prądy i moce

rzeczywistego obciążenia cieplnego transformatora.

Z analizy danych przedstawionych w tabeli II wynika, że trans-

formator zasilający analizowany układ elektroenergetyczny jest

w znaczny sposób narażony na skutki odkształcenia prądów obcią-

żenia i w związku z tym należy bardzo ostrożnie prowadzić jego

eksploatację. Na podstawie wyznaczonych dla analizowanego przy-

padku wartości współczynników K

S

można stwierdzić, że maksy-

malny stopień obciążenia transformatora pracującego w analizowa-

nej sieci, nie powodujący przekroczenia dopuszczalnej temperatury

granicznej, wynosi 81,3% (K

S

= 0,813).

W obecnie eksploatowanym transformatorze, o mocy znamiono-

wej 1600 kVA, stopień rzeczywistego obciążenia cieplnego wynosi

41,4%, przy zmierzonym stopniu obciążenia mocą pozorną wynoszą-

cym 33,6%, co nie wpływa negatywnie na jego pracę. Jeżeli w danej

stacji zainstalowany byłby transformator o mocy znamionowej 630

kVA, na co pozwalałoby zmierzone obciążenie mocą pozorną (538,31

kVA – tab. II), byłby on już cieplnie przeciążony. Stopień obciążenia

mocą pozorną (zmierzony) wynosiłby wówczas 85,4%, co wskazy-

wałoby, że praca jest prawidłowa, jednak rzeczywisty stopień obcią-

żenia cieplnego tego transformatora wynosiłby 105,1%, co skutkowa-

łoby przekroczeniem dopuszczalnej temperatury pracy transformatora

i w konsekwencji skróceniem czasu jego eksploatacji.

Wnioski

●

Transformatory energetyczne zasilające odbiorniki nieliniowe

mogą być narażone na przeciążenia cieplne wynikające z przepły-

wu prądów odkształconych, powodujące pogorszenie stanu izolacji,

skrócenie czasu eksploatacji lub nawet ich zniszczenie.

-1200

-1000

-800

-600

-400

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

[A

]

Faza L1

Faza L2

Faza L3

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

18,0

20,0

22,0

24,0

26,0

28,0

30,0

32,0

34,0

36,0

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Rząd harmonicznej

[%

]

Faza L1
Faza L2
Faza L3

Rys. 2. Przebiegi prądu obciążenia szyn niskiego napięcia stacji

transformatorowej zasilającej zakład przemysłowy

Rys. 3. Rozkład harmonicznych prądu obciążenia stacji transformatorowej

zasilającej zakład przemysłowy

●

Przyrost temperatury pracy transformatorów obciążonych prądem

odkształconym powodowany jest głównie zwiększeniem dodat-

kowych strat mocy czynnej (wiroprądowych i rozproszeniowych)

w uzwojeniach, rdzeniu, kadzi i innych częściach metalowych.

●

Przy projektowaniu i eksploatacji stacji transformatorowych na-

leży zwrócić szczególną uwagę na rodzaj zasilanych z niej odbior-

ników i odpowiednio dobrać moc oraz stopień obciążenia transfor-

matora.

●

Aby poprawnie wyznaczyć maksymalną obciążalność transfor-

matora zasilającego odbiorniki nieliniowe, należy zapoznać się

z rzeczywistym rozkładem harmonicznych w prądzie obciążenia

tych odbiorników.

●

Wartości współczynników K

S

zmniejszających obciążalność

transformatorów zasilających odbiorniki nieliniowe zależą od roz-

kładu wyższych harmonicznych w prądzie obciążenia i wynoszą

nawet 0,31 dla napędów bezstopniowych zasilanych poprzez prze-

mienniki częstotliwości.

●

Zaprezentowane wyniki badań pomiarowych w wybranym za-

kładzie przemysłowym oraz rozważania teoretyczne pokazały, że

w niektórych przypadkach niewłaściwa lub nieświadoma eksploata-

cja stacji transformatorowych może doprowadzić do znacznych strat

finansowych związanych z przedwczesną wymianą uszkodzonego

transformatora.

Artykuł powstał w ramach pracy statutowej W/WE/4/09

LITERATURA

[1] Jezierski E.: Transformatory. WNT, Warszawa 1983

[2] Hanzelka Z.: Jakość energii elektrycznej. Część 4. Wyższe harmoniczne napięć

i prądów. Portal internetowy firmy Twelve Electric – www.twelvee.com.pl

[3] IEEE Std C57.110TM-2008 IEEE Recommended Practice for Establishing Liquid-

Filled and Dry-Type Power and Distribution Transformer Capability When Supply-

ing Nonsinusoidal Load Currents

[4] Desmet J., Delaere G.: Harmoniczne. Dopuszczalna obciążalność i dobór transfor-

matorów do pracy z prądem odkształconym. Polskie Centrum Promocji Miedzi,

Wrocław 2005

[5] Rumatowski K.: Straty mocy w uzwojeniach transformatorów zasilaczy impulso-

wych. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2002

[6] Miedziński E.: Straty energii w urządzeniach elektrycznych. WNT, Warszawa

1965

[7] Kusmierek Z.: Współczynnik obciążenia transformatora zasilającego odbiorniki

nieliniowe i jego pomiar. Przegląd Elektrotechniczny 2004 nr 6