Diskuse Elektrika.cz

Rád bych dal téma do diskuse ohledně navrhování správných převodů transformátorů vn/nn. V dřívějších dobách, kdy jsme měli jmenovité napětí sítě 380V, byly v podstatě všechny transformátory s převodem na 400V sekundárního napětí.

Od roku 1996 tuším máme dané jmenovité napětí sítě 400V, ale v 99% případů vidím všude osazované transformátory stále se jmenovitým napětím na sekundáru 400V. Já si myslím, že to je špatně, že by měly být používané transformátory se sekundárním napětím 420V.

Bohužel se mi ale nikde v normách nepodařilo najít podporu pro tuto mou domněnku, nicméně z logiky věci, když bylo dříve napětí 380V a trafa 400V, pak by po zvýšení jmenovitého napětí sítě na 400V mělo vzrůst i napětí na transformátore ch.
Dodržet potom v některých instalacích napájených z trafa 22/0,4kV dovolené úbytky napětí na konci rozvodů je občas až nadlický výkon. Být tam trafo 0,42kV pak je po problémech, ale čím má člověk argumentovat, že je trafo 0,4kV špatně?

Jaký máte názor na věc? Trafa 22/0,4 nebo 22/0,42kV?
Pomiňme teď otázku regulace napětí pomocí odboček na trafu ...

Já si myslím, že právě ta regulace odbočkami je jádro otázky. Pokud bude možnost kolísání sítě vyregulovat pomocí odboček na úroveň požadovanou normou, je jedno jaké trafo tam bude. Nevím jaký je rozdíl ve ztrátách u TR 400 nebo 420V a co by vycházelo ekonomičtěji. Do budoucna se dá určitě předpokládat postupné zvyšování napětí. Tam by potom trafo 420V mohlo být určitá předinvestice.

Pomiňme teď otázku regulace napětí pomocí odboček na trafu jsem napsal proto, že dle Vašeho řešení si vyreguluji transformátor 400V o +5% na 420V, ale tím pádem jsem už na horní hranici regulačního rozsahu a nepohnu se případně dál, bude-li třeba.

Kdežto při použití trafa 22/0,42 kV budu uprostřed možného rozsahu regulace.

Bavil jsem se na toto téma s mnoha lidmi ve svém okolí, ale je to tak vždy půl na půl. Někteří říkají že stačí 0,4 kV jiní že jednoznačně 0,42 kV a někteří ani neví ...  :)
Proto by mě zajímal i váš pohled na věc, nejlépe podložený nějakou normou či jiným závazným požadavkem.

V ČSN 33 0120 - Normalizovaná napětí IEC ani ČSN 33 0121 - Jmenovitá napětí sítí nn jsem ale nic jednoznačného nevyčetl, ani v ostatních "běžných" normách.

Přidán můj názor. :)

Domnívám se, že důležitá hodnota napětí začíná dříve něž na 22 kV. Pokud se podíváte do ČSN 33 0120 na tabulku NA.1, tak zjistíte, že tolerance max. a min. napětí je velice široká. Pro normalizované napětí 22 kV je minimální napětí 22 kV a maximální 25 kV. Proto si myslím, že transformátor 22/0,4 kV s tolerancí načepování 5% je v pořádku.
Vždy budou určité odchylky napětí v sítích a transformátory se vždy budou muset vyrábět s dostatečnou variabilitou. ;)

TO: Hlavatý
Sdílím, váš názor ohledně těch 420V. Tím jsem měl na mysli tu předinvestici. Pokud vyhoví starší, třeba repasované trafo, není problém. U nově projektované stanice už je to na Vašem uvážení. Nevím jaký je rozdíl v ceně u nového 400V nebo 420V. Starší kousek bude zcela jistě 400V a pronikavě levnější. Tady by si to měl zvážit především investor. Ono plošné náhlé zvýšení na vn asi nebude tak náhlé a tím že se zvýší napětí na straně vn se automaticky zvedne i sekundár trafa 400V. Je jistě otázka do jaké míry je na to stavěno. Ale jak uvedl Kolega Beláň už teď je velká tolerance na straně vn. Takže to asi nebude tak horké.
Bohužel pro projektanta při započtení repasky klesne cena díla... :'(

A proč ?
" Milý investore, pokud budeš chtít vypočítat cenu projektu z nákladů zařízení, tak věz, že budu vycházet z ceny nového. Ona ta projekční práce je stejná i když jde o repas " 

Dobrá, tedy neušetřím.  (dabel) (wall)

To p.Hlavaty:
1.Dúfam, že ste neočakával, že s prechodom z napätia 220V,  na 230V  by sa mali vymeniť všetky transformátory .
2. Problémy s úbytkami napätí takmer vo všetkých prípadoch súvisia s úbytkami na vedeniach a nie z transformátoro m.
3.Napätie v sústave sa reguluje na úrovni vn, (trafo VVN/vn),  a na DTR sa odbočkou nastaví na požadovanú hodnotu. Myslím že vždy sa potrebná hodnota dá nastaviť.   

1. Ne, neočekával  :)
2. Samozřejmě, že úbytky napětí souvisí s úbytky na vedení. Stejně tak ale souvisí i s transformátore m, neb budu-li mít na trafu vyšší napětí, budu mít logicky na konci vedení menší úbytek vzhledem k jmenovitému napětí sítě dle ČSN 33 0121
3. Ani netvrdím, že se požadovaná hodnota nedá nastavit.

Pak mi ale není moc jasné k čemu se vyrábí trafa 22/0,42 kV, když je v podstatě podle toho co tu píšete nikdo nepoužívá ... ?



PS: Nejde mi ani o to, jestli trafo 0,42 kV je dražší, těžší, větší, hlučnější, či makové ... jde mi čistě o pohled na věc z hlediska sekundárního napětí.

Dotaz by mohl být směrován na výrobce nebo distributora. Je ale možné, že např. na dlouhé lince vn kde je již na konci vyšší úbytek se potom takové trafo uplatní lépe. Dotazem na služebnu E.ON - trafo 420V má větší počet regulačních odboček. Je to tedy možná pouze z důvodu rozšíření možností regulace v různých bodech sítě.
Z praxe vím, že byly případy, kdy u trafa 400V na jedné poloze regulace bylo moc / myšleno u trafa / a na druhé málo / myšleno na konci vedení /. Chybělo něco mezi tím.

Já pro nové instalace zásadně navrhuji transformátory se sekundárem 420V dle zásady, aby v instalaci za trafem bylo napětí na horní hranici povolené tolerance a tudíž vyšly lépe úbytky na koncích. Vyjímku jsem dělal po dohodě s investorem  pouze dvakrát a vždy se jednalo o posílení trafa, které zároveň s novým provozem napájelo i staré. Rozdíl pořizovací ceny je dle mého názoru nulový, spíš záleží pro jakého se rozhodnete výrobce, ztráty bych očekával také stejné, ve finále obě budete provozovat na stejné výstupní napětí, akorát jedno bude mít přepínač odboček uprostřed regulačního rozsahu a druhé na maximu...

Já si myslím že je to jasné.
Ale už jen pro zasmání.
V extremu se taky může stát, že v blízkosti rozvodny 110/22kV budete mít trafo 420V taky na doraze, ale snížení.    (eek)

V distribucnich sitich je v praxi snaha vyuzivat prioritne horni cast tolerancniho pasma napeti, casto "az na doraz" - a to na vsech napetovych urovnich. Vazeny (pres delku vedeni) prumer provozniho napeti je casto pres Un+5%.

Za prve si tim eliminujete dosti pripadne riziko podpeti, za druhe si zvysite prenosovou schopnost vedeni a snizite dosti citelne technicke ztraty. Zvysenim napeti o 10% si snizite ztraty o cca 20%,  a to uz je dost znat.
Historicky se dokonce koketovalo s myslenkou pouzivat minimalni zmeny napeti (v radu desetin % az jednotek %) k vykonovemu regulovani soustavy, vykon vetsiny spotrebicu je totiz zavisly na U^2. (dance)

Môj názor ako energetika je, že regulácia napätia a súčasne vlastne jalového výkonu sa deje prioritne na najvyssich napatových hladinach t.j. zvn, vvn prípadne zriedkavo na úrovni vn. U nás na Slovensku je to v pôsobnosti prevádzkovateľ a prenosovej sústavy, ktorý reguluje napätie a tok jalového výkonu vo vybraných tkz. pilotných uzloch siete. Napätie, ktoré sa udržuje za pomoci primárnej, sekundárnej a terciárnej regulácie je napr. na vvn úrovni udržiavané na hodnote 119kV, preto sa aj do nižších napäťových úrovní prenáša vyššie napätie tak, aby boli pokryté aj úbytky napätí. Uznávam, že v radiálnych sieťach je niekedy potrebné doregulovať na úrovni vn/nn ale to skôr vynimka ako pravidlo.

S tou regulací máte jistě pravdu. Regulace na TR 22kV se dělá pouze při osazení nebo výměně trafa, popř. v odůvodněných případech.

Děkuji vám pánové
za osvětovou činnost, při dobré úrovni Vaší diskuze.
Je sice praktické jisté zvýšení napětí v siti, ale spotřebitele nezajímá problematika. Musí ho ale zajímat bezpečnost provozu jeho spotřebičů.
Za odběr elektřiny platí vysokou cenu, a přepětí v síti mu v mnoha případech ničí spotřebiče. Myslím tím světelné zdroje a elektroniku obecně, jako takovou.
Vystudoval jsem elektrotechnik u a enegretiku a jako revizní technik k tomu mám co říci. Rozhodně nemohu souhlasit s názorem který obhajuje vyšší napětí. Musí zde být taková regulace, aby byl provoz spotřebičů bezpečný.
Energetika je náročná a v mnoha případech v neodborných rukou. Proto máme v síti docela běžně napětí 426/423/425 V. Pro čtenáře uvádím že napětí v zásuvce je kolem 248 V. Jaky vliv má takové napětí na spotřebiče je nabíle dni.
S pozdravem hezkého dne Jarin

Ani ja nemôžem súhlasiť s názorom p.Havlika, že "V distribucnich sitich je v praxi snaha vyuzivat prioritne horni cast tolerancniho pasma napeti"
Treba si však uvedomiť, že historicky boli nn siete budované tak, že nie je problém nájsť siete, kde je vzdušné vedenie ťahané od DTR aj 1km. Ak má byť potom na konci vedenia napätie aspoň 90%Un, musí byť v trafostanici naozaj vyššie napätie a u nás sa bežne nastavuje odbočka na nejakých 248V. Už som sa stretol aj s prípadmi že napätie v trafostanici bolo 253V. A v podstate je to ešte v norme (myslím tým na Slovensku) V Čechách je však povolených zatiaľ +6%Un, pokiaľ sa to ešte nezmenilo. 

Po delší době přispěju zase trochou do diskuse ohledně sekundárního napětí transformátorů vn/nn v Česku.

Co říkáte na ČSN 33 0120:2001, strana 11, tabulka NA.5 - Jmenovitá napětí elektrických střídavých zdrojů a spotřebičů do 1 kV?

Zdroje 420V
Spotřebiče 400V

To IMHO podporuje mé původní tvrzení, že sekundární napětí transformátorů vn/nn má být 420 V a ne 400 V, což naprostá většina současných projektů nesplňuje.

Chtěl bych navázat na diskusi z roku 2008. Změnilo se za za těch x let něco ohledně původní otázky, resp. může být v instalaci použit transformátor 22/0,40kV, který bude na primáru "nastaven" na 0,42kV?

Je třeba si uvědomit, že transformátor 420 V má toto napětí na výstupních svorkách při jmenovité zátěži. Napětí naprázdno se u tohoto transformátoru pohybuje okolo 437 V.  Co na to spotřebiče používané při nezatíženém trafu, například v noci, když je fabrika bez odběru ? Je tam pak přepětí větší než dovoluje norma (6 %).

Normové napětí zdrojů pro trojfázovou střídavou síť se jmenovitým napětím 400 V:

1993 až 2001: ČSN IEC 38, Tabulka NC.3: napětí zdrojů 420 V
2001 až 2014: ČSN 33 0120, Tabulka NA.5: napětí zdrojů 420 V
od 2012: ČSN EN 60038, Tabulka NA.3: napětí zdrojů 420 V

Podle norem mají být od roku 1993 transformátory 22/0,42 kV (nikoli 22/0,4 kV)

Ani deset citovaných norem nic nezmění na faktu, že mi odešla elektronika drahého přístroje při naměřeném nedovoleném přepětí 250 V. Pokud by se tak stalo, požadoval bych finanční náhradu po distributorovi .
Transformátory nejsou ideální zdroje, napětí na svorkách kolísá podle zatížení. Distributor musí zaručit, aby napětí v síti nebylo mimo rozmezí -10...+6%. Možná tady je ten důvod.

Od roku 2009 230V+/-10%,  takže 250V je v toleranci.

Nemám nejmenší důvod se zde zastávat distributorů (jakýchkoli),  ale "co bejvalo, to bejvalo".
Jak už psal kol. Hruda, dnes je hranice 253 V.
A to se ještě nejedná o nějakou krátkodobou špičku, ale o dlouhodobý průměr.
Takže jestli vám něco "odešlo" při 250 V, pak to bylo možná drahé, ale asi ne moc kvalitní.  :(

Těch 250 V byla teoretická úvaha v případě jmenovitého napětí na primáru a použití trafa s uk 4%. Pokud budu uvažovat možná 2 % přepětí na primáru,  tak jsem již mimo toleranci 10 %. Pokud budu uvažovat s měkčím trafem s uk 6%,  tak jsem v případě nezatíženého trafa zase o 2% výš.
Mám osobní zkušenost z práce, kde po pracovní době, kdy neběží stroje naměřím běžně 415 V až 419 V. Pokud by tam bylo trafo 22/ 0,42, muselo by být zapojeno na odbočku +5%. Protože to je blízko rozvody vn, kde se předpokládá vyšší napětí primáru, již tam není žádná další možnost regulace.
Asi záleží na vzdálenosti trafa od vn rozvodny, soudobosti odběru atd. Striktně bych ale na použití traf 0,42 kV netrval. Ono se to hezky do normy napíše napětí zdroje 420 V, ale pak dodržet vždy a všude toleranci napětí v síti je asi problém. Ono se změnami norem je to dost problematické. Vím, že například malé transformátory se navrhovaly dlouhou dobu z hlediska mezního oteplení na přepětí 1,06. Pak se změní norma  a najednou mohou být tato zařízení napájena přepětím 1,1. Transformátor přestože byl korektně navržen je pak na hraně saturace a přetěžován.

 

Nevhodnost použití transformátorů 22/ 0,42 kV zdůvodňuje pracovník distribuce ČEZ v článku Elektrorevue viz tabulka 4, kapitola 2,2-3: www.elektrorev ue.cz/file.php?id=200000599-5a5255b4c5

Pane Hlavatý zaregistroval jste někdy problém, když jste vyprojektoval TR 22/0,42kV?

Nezaregistrova l, spíše naopak.

Nutno ale podotknout, že se nepohybuji v distribuci, ale převážně v průmyslu. V průmyslu se většinou tahají velké výkony na větší než malé vzdálenosti, proto je tam projektování traf xx/0,4 kV velmi nevhodné. Zejména třeba u větších hal, pokud někdo navrhne trafostanici někde na kraji nebo bokem (jak typické) a ještě do toho práskne trafo se sekundárem 0,4 kV, tak je na druhém konci (nejlépe ještě s poddimenzovaný m přívodem, protože spousta projektantů nedimenzuje průřezy podle ČSN 33 2000-5-52 ed. 2, ale podle "zatížitelnosti" kabelů z katalogu) takřka nemožné dodržet úbytky napětí.

Pane Hlavatý lépe to popsat snad ani nešlo.

Co si myslíte o tomto tvrzení?

Já bych výstupní napětí transformátoru nastavil tak, aby naprázdno nemohlo dojít k překročení horní povolené tolerance síťového napětí, a to ani při zvýšení vstupního napětí transformátoru na horní povolenou toleranci.

Hledal jsem zda výrobci takovou hodnotu udávají a nenašel

Podle mého názoru, hodnota výstupního napětí transformátoru naprázdno závisí, jak na použitém transformátoru a jeho nastavení, tak i na místních podmínkách, napájení atd.

Pokud nastavením myslíte odbočky na vn, tak to je jasné.

Jak jsem ale psal výrobci neudávají resp. nenašel jsem údaje ohledně napětí naprázdno ale předpokládám, že je to u trafa např. 22/0,42kV zkrátka 420V.

Místní podmínky - tím myslíte např. vzdálenost od elektrárny, odbočky, trasy vn apod.?

Jmenovité napětí transformátoru není napětí naprázdno, ale napětí při jmenovité zátěži.

Pokud vyjdeme z náhradního schématu transformátoru rozdíl mezi napětím naprázdno a napětím v zatíženém stavu je úbytkem napětí na ohmickém odporu a rozptylové reaktancí vinutí, které jsou v sérii se zátěží. Z napětí nakrátko uk, které udávají výrobci distribučních transformátorů lze analogicky odvodit dost přesný odhad napětí naprázdno.
Pokud předpokládáme, že směrnice přímky zatěžovací charakteristik y transformátoru je stejná jako směrnice přímky  transformátoru při měření uk, tak u transformátorů s uk=4% je napětí naprázdno je o 4 % vyšší než jmenovité napětí.  Tedy v případě transformátoru 22/ 0,42 kV je to 436,8 V.

Pane Jančo to co jste napsal jako poslední příspěvek, tak jste si tím jist?

Ano.

Pokud máte po ruce nějaký malý transformátor, řekněme 200 VA, nezáleží na převodu, změřte jeho uk, vyjádřete v procentech a pak změřte pokles mezi napětím naprázdno a jmenovitým napětím a vyjádřete také v procentech. Pro změření uk potřebujete autotransformá tor.

Samozřejmě, že nenaměříte úplně stejnou hodnotu, mluvil  jsem o dost přesném odhadu. Uvědomte si, že v obou případech zatěžujeme transformátor stejným proudem a v obou případech je stejný ohmický odpor vinutí. Pak je to jen Ohmův zákon. Ta nepřesnost je v tom, že u obou měření je podstatně rozdílná indukce, protože měříme při různých napětích na primáru. 

Výrobci distribučních transformátorů uvádějí na štítku jmenovité hodnoty podle ČSN 60076-1: jmenovité napětí vinutí je přiložené nebo indukované napětí při chodu naprázdno mezi fázovými svorkami vinutí (při odbočkovém vinutí v poloze na hlavní odbočce). Zatížením transformátoru dochází k úbytku (nebo nárůstu) napětí. Úbytek (nebo nárůst) napětí závisí na impedanci nakrátko dvojice vinutí a na proudu a účiníku zátěže.

Zajímavý článek.

Nejvíce mne pobavil tento odstavec:

"Navíc regulace napětí na hladině nízkého napětí není mnohdy v rukou dispečerského řízení, ale popudem pro přepínání odboček je mnohdy krátkozraké rozhodnutí nekompetentníc h pracovníků z jiných útvarů na základě mnohdy neodborně provedených měření v síti, neberoucí do úvahy veškeré aspekty mající vliv na velikost napětí. Např. provoz zdrojů do sítě nn, nesouměrně zatěžované poddimenzované vedení nízkého napětí s nedostatečnými přenosovými schopnostmi."

A tenhle mne trochu nepříjemně překvapil:

"... a že ani měřící přístroje používané provozními pracovníky v terénu nepatří mezi laboratorní. Používané měřící přístroje vykazují v oblasti napětí 230 – 240 V odchylky i ± 8 V a tyto odchylky je třeba brát při měření v potaz."