Na tej stronie
DTR w systemach elektroenergetycznych najczęściej oznacza transformator rozdzielczy. Transformator rozdzielczy wykonuje końcową transformację napięcia pomiędzy siecią rozdzielczą a napięciem dostarczanym do użytkowników końcowych lub lokalnych urządzeń niskiego napięcia.
W typowej sieci indyjskiej DTR może obniżać napięcie z linii 11 kV do systemu użytkowego 415/240 V, 50 Hz. Jest to powszechny przykład, a nie uniwersalna wartość znamionowa: napięcia rozdzielcze, układy faz, moce transformatorów oraz obowiązujące normy różnią się w zależności od zakładu energetycznego i projektu.
Co oznacza DTR w systemie elektroenergetycznym?
DTR jest skrótem branżowym, a nie osobną zasadą działania transformatora. Urządzenie to nadal pracuje w oparciu o indukcję elektromagnetyczną, przesyłając moc AC między uzwojeniami przy jednoczesnej zmianie poziomów napięcia i prądu bez zmiany częstotliwości.
Jego pozycja w systemie jest cechą definiującą:
System wytwórczy i przesyłowy
|
Podstacja / linia rozdzielcza
|
Transformator rozdzielczy (DTR)
|
Rozdzielnica niskiego napięcia
|
Budynki mieszkalne, obiekty użyteczności publicznej, sklepy lub lokalne obciążenia przemysłowe
Bureau of Indian Standards definiuje transformator rozdzielczy jako transformator, który zapewnia końcową transformację napięcia w obwodzie rozdzielczym lub z tego obwodu do użytkownika końcowego lub odbiornika.
Aby poznać podstawową zasadę działania, przeczytaj Jak działa transformator elektryczny?.
Do czego służy transformator rozdzielczy?
Transformator rozdzielczy musi realizować łącznie kilka funkcji systemowych:
- transformować napięcie zasilające do wymaganego napięcia użytkowego;
- zapewniać wymagany układ faz i przewodu neutralnego;
- przenosić obciążenie, które zmienia się w ciągu dnia;
- ograniczyć spadek napięcia w ramach jego charakterystyk impedancji i regulacji;
- wytrzymać normalne obciążenia termiczne, dielektryczne i mechaniczne;
- współpracować z nadrzędnymi i podrzędnymi systemami ochrony oraz uziemienia.
Dane znamionowe na tabliczce znamionowej transformatora nie gwarantują, że cała instalacja elektryczna jest poprawnie zabezpieczona. Dobór bezpieczników lub wyłączników automatycznych, ochrona przeciwprzepięciowa, uziemienie, dobór przekrojów przewodów, poziom prądu zwarciowego, prąd rozruchowy oraz koordynacja z siecią zakładu energetycznego pozostają zadaniami projektowymi systemu.
Transformator rozdzielczy a transformator mocy
Transformatory rozdzielcze i transformatory mocy wykorzystują te same podstawy elektromagnetyzmu. Najbardziej użytecznym rozróżnieniem jest ich przeznaczenie w systemie, a nie arbitralne odcięcie ze względu na moc.
| Punkt porównania | Transformator rozdzielczy | Transformator mocy |
|---|---|---|
| Główna rola w systemie | Końcowa transformacja napięcia w pobliżu odbiorców końcowych lub obciążeń lokalnych | Przesył masowy między generacją, przesyłem a głównymi podstacjami |
| Typowy schemat obciążenia | Zasilanie ciągłe ze znacznymi dobowymi zmianami obciążenia | Często planowane w oparciu o obciążenie systemu przesyłowego i dyspozycję sieciową |
| Nacisk na projektowanie | Sprawność całodobowa, straty biegu jałowego, regulacja napięcia, lokalne warunki instalacji | Przesył dużej mocy, niezawodność systemu, sterowanie siecią oraz praca w głównych stacjach elektroenergetycznych |
| Typowa instalacja | Stacja słupowa, stacja kontenerowa, stacja naziemna, stacja wnętrzowa lub napowietrzna | Sieć, elektrownia, stacja przesyłowa lub duża stacja przemysłowa |
| Czy sama wartość znamionowa decyduje o kategorii? | NIE | NIE |
Pojęcia te mogą się pokrywać na granicy zakresów. Klasyfikację określają specyfikacje projektu, praktyki zakładów energetycznych oraz obowiązujące normy. Nie należy klasyfikować transformatora wyłącznie na podstawie wartości kVA lub MVA.
Typowe rodzaje DTR
Według układu faz
- DTR jednofazowy: często zasila mniejsze obciążenie lokalne lub stanowi część układu, w zależności od praktyk zakładu energetycznego.
- Transformator trójfazowy (DTR): zasila trójfazową instalację elektryczną niskiego napięcia oraz odbiorniki jednofazowe rozdzielone pomiędzy poszczególne fazy.
Podział ze względu na izolację i medium chłodzące
- Transformator olejowy: wykorzystuje olej mineralny lub inną określoną ciecz izolacyjną do izolacji i odprowadzania ciepła.
- Transformator suchy: wykorzystuje izolację stałą oraz powietrze lub inny zadeklarowany układ chłodzenia; często wybierany tam, gdzie decydują względy ochrony przeciwpożarowej wewnątrz budynków, wymogi środowiskowe lub kwestie eksploatacyjne.
Według sposobu montażu
- słupowy;
- szafowy lub przyziemny;
- kontenerowy lub stacja transformatorowa kompaktowa;
- wewnętrzna instalacja w komorze transformatora.
Każda forma ma inne wymagania dotyczące obudowy, dostępu, wentylacji, ochrony przeciwpożarowej, środowiskowej, zakończeń kablowych oraz zabezpieczeń. Porównanie VIOX dotyczące transformatorów suchych i olejowych wyjaśnia tę oddzielną decyzję projektową.
Moc znamionowa DTR i wzór na prąd
Transformatory rozdzielcze są zazwyczaj znamionowane w kVA, ponieważ obciążenie uzwojeń i rdzenia zależy od napięcia i natężenia prądu, podczas gdy podłączony odbiornik determinuje współczynnik mocy.
Dla symetrycznego transformatora trójfazowego:
I = kVA × 1 000 / (sqrt(3) × V_L-L)Dla transformatora jednofazowego:
I = kVA × 1 000 / VPrzykład obliczeniowy: trójfazowy transformator rozdzielczy (DTR) 100 kVA, 11 kV/415 V
Przybliżone natężenie prądu uzwojenia wysokiego napięcia:
I_HV = 100,000 / (sqrt(3) × 11,000)
I_HV ≈ 5.25 APrzybliżony prąd uzwojenia niskiego napięcia:
I_LV = 100 000 / (sqrt(3) × 415)
I_LV ≈ 139 A
Są to obliczenia prądu liniowego przy pełnym obciążeniu na podstawie wartości znamionowych. Nie są to nastawy zabezpieczeń. Należy również ocenić prąd rozruchowy transformatora, dopuszczalne obciążenie, warunki otoczenia, chłodzenie, impedancję, harmoniczne, zasady doboru przewodów oraz wymagania dotyczące koordynacji.
Więcej szczegółów na temat tego, dlaczego transformatory wykorzystują moc pozorną, znajduje się w Zrozumienie znamionowej mocy kVA transformatorów.
Jak czytać tabliczkę znamionową transformatora rozdzielczego (DTR)
Sprawdź przynajmniej następujące pola:
| Pozycja na tabliczce znamionowej | Dlaczego to ma znaczenie |
|---|---|
| Moc znamionowa w kVA | Określa moc pozorną uzwojenia w zadeklarowanych warunkach |
| Napięcie znamionowe WN i NN | Określa kompatybilność systemu oraz prąd znamionowy |
| Faza i częstotliwość | Musi być dopasowane do sieci |
| Grupa połączeń | Określa połączenie uzwojeń i przesunięcie fazowe |
| Impedancja procentowa | Wpływa na regulację napięcia i przewidywany prąd zwarciowy |
| Zakres regulacji odczepów | Wskazuje dostępną regulację przekładni napięciowej |
| Oznaczenie chłodzenia | Określa deklarowaną metodę odprowadzania ciepła |
| Poziom izolacji | Wspiera koordynację izolacji z instalacją elektryczną |
| Limity przyrostu temperatury | Powiązać obciążenie z projektowaniem termicznym i warunkami eksploatacji |
| Straty jałowe i straty obciążeniowe | Wpływają na całodobową efektywność energetyczną oraz ocenę przy zakupach |
| Obowiązująca norma | Definiuje zadeklarowane ramy projektowe i badawcze |
Nie należy wnioskować o brakujących danych na podstawie innego transformatora o tej samej mocy znamionowej w kVA. Napięcie, impedancja, straty, grupa połączeń, poziom izolacji i warunki eksploatacji mogą się znacznie różnić.
Normy powszechnie stosowane dla transformatorów dystrybucyjnych (DTR)
Obowiązująca norma zależy od rynku, konstrukcji transformatora i specyfikacji zakupu.
- The Seria IEC 60076 zapewnia międzynarodowe ramy dla transformatorów mocy i powiązanych wymagań.
- W Indiach, seria IS 1180 dotyczy transformatorów rozdzielczych; wytyczne BIS wskazują część 1 dla transformatorów rozdzielczych zanurzonych w oleju mineralnym oraz część 2 dla konstrukcji zanurzonych w naturalnym/syntetycznym płynie estrowym.
- Specyfikacje zakładów użyteczności publicznej mogą dodawać wymagania dotyczące kapitalizacji strat, sprawności, osprzętu, zabezpieczeń, wymiarów, pomiarów i kontroli.
Odniesienie do “IEC 60076” lub “IS 1180” należy zweryfikować pod kątem właściwej części, wydania, poprawek, typu transformatora oraz specyfikacji nabywcy. Nie należy deklarować zgodności wyłącznie na podstawie numeru serii.
Co uwzględnić w specyfikacji DTR
Praktyczne zapytanie ofertowe powinno określać:
- znamionowa moc kVA;
- napięcie pierwotne i wtórne oraz najwyższe napięcie robocze instalacji;
- liczba faz, częstotliwość, grupa połączeń i wymagania dotyczące punktu neutralnego;
- procentowa impedancja zwarcia i zakres regulacji zaczepów;
- konstrukcja olejowa lub sucha oraz metoda chłodzenia;
- montaż wewnątrz/na zewnątrz, na słupie/na fundamencie/w pomieszczeniu, temperatura otoczenia i wysokość n.p.m.;
- wymagania dotyczące strat, sprawności, poziomu hałasu i przyrostu temperatury;
- poziomy izolacji, warunki przepięciowe i układ uziemienia;
- akcesoria, zaciski, skrzynki kablowe, interfejsy monitorowania i ochrony;
- obowiązujące normy, badania, dokumentacja i wymagania inspekcyjne.
Często Zadawane Pytania
Czy DTR to to samo co transformator mocy?
DTR to transformator stosowany w funkcji dystrybucji, w szczególności do końcowej transformacji napięcia w pobliżu użytkowników końcowych. Termin “transformator mocy” ma szersze znaczenie i jest często kojarzony z przesyłem energii o dużej mocy. Granica opiera się na zastosowaniu i specyfikacji, a nie tylko na mocy znamionowej.
Jakie jest wyjście DTR?
Wyjście zależy od sieci. W Indiach 415/240 V jest typowym wyjściem niskiego napięcia z transformatora dystrybucyjnego 11 kV, ale na świecie stosowane są inne przekładnie.
Dlaczego DTR jest znamionowany w kVA?
Jego rdzeń i uzwojenia muszą wytrzymać napięcie i prąd niezależnie od współczynnika mocy podłączonego obciążenia. Dlatego moc pozorna w kVA stanowi odpowiednią podstawę znamionową.
Ostateczna definicja
DTR oznacza transformator rozdzielczy w terminologii elektroenergetycznej dotyczącej rozdziału energii. Wykonuje on końcową transformację napięcia z linii rozdzielczej do lokalnej sieci odbiorczej. Prawidłowy dobór wymaga czegoś więcej niż tylko wartości kVA: należy zweryfikować przekładnię napięciową, liczbę faz i grupę połączeń, impedancję, odczepy, straty, chłodzenie, izolację, warunki środowiskowe instalacji, interfejsy zabezpieczeń oraz obowiązującą normę.