Jakie są straty w transformatorach i przepis je ograniczający

W transformatorach mamy do czynienia zarówno ze stratami jałowymi, jak i stratami obciążeniowymi, które powodują koszty obciążające odbiorców i dostawców energii elektrycznej.

Jakie są straty w transformatorach i przepis je ograniczający

W transformatorach mamy do czynienia zarówno ze stratami jałowymi, jak i stratami obciążeniowymi, które powodują koszty obciążające odbiorców i dostawców energii elektrycznej.

W transformatorach następuje zmiana parametrów elektrycznych przy tej samej częstotliwości. Rozróżnia się dwa charakterystyczne stany pracy transformatora:

– stan jałowy, w czasie którego transformator wprawdzie jest włączony do sieci, ale po jego stronie wtórnej nie jest pobierana energia,

– stan obciążenia, czyli normalnej pracy urządzenia, w czasie którego strona wtórna jest obciążona pobieraną mocą.

W stanie jałowym transformatora prąd pobierany z sieci posiada dwie składowe:

– składową bierną, niezbędną do wzbudzenia strumienia magnetycznego w rdzeniu transformatora,

– składową czynną – na pokrycie strat mocy czynnej w rdzeniu (histereza, prądy wirowe, straty dodatkowe w rdzeniu).

Występują jeszcze straty w uzwojeniu pierwotnym, wywołane przepływem prądu stanu jałowego, ale ich wartość można uznać za pomijalną. Natomiast przepływ prądu stanu jałowego wywołuje straty mocy czynnej w sieci zasilającej, których wartość jest problemem dla eksploatatorów tych sieci. W stanie obciążenia nawet wtedy, gdy jest ono czysto rezystancyjne, prąd pobierany z sieci ma również składową bierną wynikającą z istnienia reaktancji zwarcia transformatora.

Proces zmniejszania strat w transformatorach trwa od dawna, ale długo nie było przepisu nakazującego obligatoryjne stosowanie urządzeń, w których wielkość strat byłaby limitowana. Tę lukę wypełniło rozporządzenie Komisji (UE) nr 548/2014 z 21 maja 2014 r. Sprzedawane od lipca 2015 roku transformatory elektroenergetyczne małych, średnich i dużych mocy muszą spełniać unijne wymogi dotyczące dopuszczalnych wartości strat obciążeniowych oraz strat biegu jałowego. Ale na rynku można znaleźć jeszcze urządzenia, których nie powinno się już sprzedawać i instalować. Kolejne zaostrzenie unijnych przepisów nastąpi w 2021 roku.

Autor: mgr inż. Janusz Strzyżewski członek Centralnego Kolegium Sekcji Instalacji i Urządzeń Elektrycznych, członek Polskiego Komitetu Oświetleniowego SEP, członek Izby Inżynierów Budownictwa