Nowe rozporządzenie komisji UE dotyczące strat transformatorów elektroenergetycznych


          Z dniem 1 lipca 2015 roku wchodzi w życie rozporządzenie Komisji Europejskiej nr 548/2014 w sprawie wykonania dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE. Dyrektywa ta, obejmuje transformatory elektroenergetyczne małej, średniej i dużej mocy. Jest ona częścią Ekoprojektu i jej celem jest zwiększenie efektywności energetycznej oraz ogólnego stopnia ekologiczności urządzeń elektrycznych poprzez redukcję strat w transformatorach rozdzielczych i elektroenergetycznych.

1. Przedmiot i zakres stosowania

         Rozporządzenie 548/2014 określa wymogi dotyczące maksymalnych strat w transformatorach elektroenergetycznych wprowadzonych do obrotu lub oddanych do użytku po wejściu w życie rozporządzenia czyli po 1 lipca 2015 roku. Obejmuje ono transformatory o mocy minimalnej 1 kVA pracujących w sieciach przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej 50 Hz lub do zastosowań przemysłowych. Dyrektywa nie obejmuje transformatorów specjalnie zaprojektowanych i używanych do następujących zastosowań:

  • • przekładniki zaprojektowane specjalnie w celu zasilania przyrządów pomiarowych, mierników, przekaźników i innych podobnych urządzeń,
  • • transformatory z uzwojeniami niskiego napięcia zaprojektowane specjalnie do zastosowania z prostownikami dostarczającymi prądu stałego,
  • • transformatory zaprojektowane specjalnie do celów bezpośredniego podłączenia do pieca,
  • • transformatory zaprojektowane specjalnie na potrzeby zastosowań morskich oraz zastosowań dotyczących morskich urządzeń pływających,
  • • transformatory zaprojektowane specjalnie na potrzeby systemów awaryjnych,
  • • transformatory i autotransformatory zaprojektowane specjalnie na potrzeby kolejowych systemów zasilania trakcji elektrycznej,
  • • transformatory uziemiające, tzn. trójfazowe transformatory przeznaczone do celów uzyskania punktu zerowego na potrzeby uziemienia systemu,
  • • transformatory trakcyjne montowane na taborze, tzn. transformatory podłączone do sieci trakcyjnej zasilanej prądem stałym lub przemiennym, bezpośrednio lub za pośrednictwem przetwornika, wykorzystywane w stałych instalacjach do zastosowań kolejowych,
  • • transformatory rozruchowe zaprojektowane specjalnie na potrzeby uruchamiania trójfazowego silnika indukcyjnego, tak aby wyeliminować spadki napięcia zasilania,
  • • transformatory probiercze zaprojektowane specjalnie do stosowania w obwodzie w celu uzyskania określonego napięcia lub prądu na potrzeby badań urządzeń elektrycznych,
  • • transformatory spawalnicze zaprojektowane specjalnie do stosowania w urządzeniach do spawania łukiem elektrycznym lub do spawania oporowego,
  • • transformatory zaprojektowane specjalnie do zastosowań przeciwwybuchowych i w kopalniach pod ziemią,
  • • transformatory zaprojektowane specjalnie do zastosowań głębinowych (podwodnych),
  • • transformatory sprzęgające sieci SN/SN o mocy do 5 MVA,
  • • transformatory elektroenergetyczne dużej mocy, w przypadku gdy wykazano, że dla danego zastosowania nie są dostępne wykonalne pod względem technicznym alternatywne rozwiązania w celu osiągnięcia minimalnej sprawności wymaganej przepisami niniejszego rozporządzenia,
  • • transformatory będące identycznymi zamiennikami w tej samej lokalizacji/instalacji fizycznej istniejących transformatorów dużej mocy, w przypadku gdy zamiana taka nie jest możliwa bez poniesienia nieproporcjonalnych kosztów związanych z transportem lub instalacją.
Wyjątki te nie dotyczą wymogów dotyczących informacji o produkcie i dokumentacji technicznej omówionych w dalszej części artykułu.

2. Wymogi ekoprojektu

        Transformatory zakupione po wejściu w życie dyrektywy muszą spełniać maksymalne dopuszczalne wartości dotyczące strat jałowych i obciążeniowych lub wskaźnika maksymalnej sprawności (PEI). Osobne wymagania dotyczącą nasłupowych transformatorów elektroenergetycznych średniej mocy które muszą spełniać maksymalne dopuszczalne wartości dotyczące strat.

I. Wytyczne dotyczące trójfazowych transformatorów elektroenergetycznych średniej mocy o mocy ≤3150kVA

Tabela 1: Maksymalne straty obciążeniowe i maksymalne straty stanu jałowego dla trójfazowych olejowych transformatorów elektroenergetycznych średniej mocy o mocy znamionowej ≤3150kVA i z jednym uzwojeniem o wartości Um ≤ 24kV i drugim o wartości Um ≤ 1,1kV

Mocznamionowa (kVA)Etap 1 (od dnia 1 lipca 2015 r.)Etap 2 (od dnia 1 lipca 2021 r.)
Maksymalne straty obciążeniowe Pk (W) (*)Maksymalne straty stanu jałowego Po (W) (*)Maksymalne straty obciążeniowe Pk (W) (*)Maksymalne straty stanu jałowego Po (W) (*)
≤25Ck (900)Ao (70)Ak (600)Ao -10% (63)
50Ck (1100)Ao (90)Ak (750)Ao -10% (81)
100Ck (1750)Ao (145)Ak (1250)Ao -10% (130)
160Ck (2350)Ao (210)Ak (1750)Ao -10% (189)
250Ck (3250)Ao (300)Ak (2350)Ao -10% (270)
315Ck (3900)Ao (360)Ak (2800)Ao -10% (324)
400Ck (4600)Ao (430)Ak (3250)Ao -10% (387)
500Ck (5500)Ao (510)Ak (3900)Ao -10% (459)
630Ck (6500)Ao (600)Ak (4600)Ao -10% (540)
800Ck (8400)Ao (650)Ak (6000)Ao -10% (585)
1000Ck (10500)Ao (770)Ak (7600)Ao -10% (693)
1250Bk (11000)Ao (950)Ak (9500)Ao -10% (855)
1600Bk (14000)Ao (1200)Ak (12000)Ao -10% (1080)
2000Bk (18000)Ao (1450)Ak (15000)Ao -10% (1305)
2500Bk (22000)Ao (1750)Ak (18500)Ao -10% (1575)
3150Bk (27500)Ao (2200)Ak (23000)Ao -10% (1980)

Tabela 2: Maksymalne straty obciążeniowe i maksymalne straty stanu jałowego dla nasłupowych trójfazowych olejowych transformatorów elektroenergetycznych średniej mocy o mocy znamionowej ≤315kVA

Moc znamionowa (kVA)Etap 1 (od dnia 1 lipca 2015 r.)Etap 2 (od dnia 1 lipca 2021 r.)
Maksymalne straty obciążeniowe Pk (W) (*)Maksymalne straty stanu jałowego Po (W) (*)Maksymalne straty obciążeniowe Pk (W) (*)Maksymalne straty stanu jałowego Po (W) (*)
25Ck (900)Ao (70)Ak (725)Ao (70)
50Ck (1100)Ao (90)Ak (875)Ao (90)
100Ck (1750)Ao (145)Ak (1475)Ao (145)
160Ck + 32% (3102)Co (300)Ck + 32% (3102)Co – 10% (270)
200Ck (2750)Ao (356)Ak (2333)Ao (310)
250Ck (3250)Ao (425)Ak (2750)Ao (360)
315Ck (3900)Ao (520)Ak (3250)Ao (440)

Tabela 3: Maksymalne straty obciążeniowe i maksymalne straty stanu jałowego dla trójfazowych suchych transformatorów elektroenergetycznych średniej mocy o mocy znamionowej ≤3150kVA i z jednym uzwojeniem o wartości Um ≤ 24kV i drugim o wartości Um ≤ 1,1kV

Moc znamionowa (kVA)Etap 1 (od dnia 1 lipca 2015 r.)Etap 2 (od dnia 1 lipca 2021 r.)
Maksymalne straty obciążeniowe Pk (W) (*)Maksymalne straty stanu jałowego Po (W) (*)Maksymalne straty obciążeniowe Pk (W) (*)Maksymalne straty stanu jałowego Po (W) (*)
≤50Bk (1700)Ao (200)Ak (1500)Ao - 10% (180)
100Bk (2050)Ao (280)Ak (1800)Ao - 10% (252)
160Bk (2900)Ao (400)Ak (2600)Ao - 10% (360)
250Bk (3800)Ao (520)Ak (3400)Ao - 10% (468)
400Bk (5500)Ao (750)Ak (4500)Ao - 10% (675)
630Bk (7600)Ao (1100)Ak (7100)Ao - 10% (990)
800Ak (8000)Ao (1300)Ak (8000)Ao - 10% (1170)
1000Ak (9000)Ao (1550)Ak (9000)Ao - 10% (1395)
1250Ak (11000)Ao (1800)Ak (11000)Ao - 10% (1620)
1600Ak (13000)Ao (2200)Ak (13000)Ao - 10% (1980)
2000Ak (16000)Ao (2600)Ak (16000)Ao - 10% (2340)
2500Ak (19000)Ao (3100)Ak (19000)Ao - 10% (2790)
3150Ak (22000)Ao (3800)Ak (22000)Ao - 10% (3420)

        Osobne regulacje dotyczą transformatorów rozdzielczych o mocy znamionowej ≤3150 kVA z regulacją napięcia do celów dostosowania napięcia. Wyposażone one są w odczepy przystosowane do celów eksploatacji w stanie podłączenia zasilania lub w stanie obciążenia. W tego typu transformatorach należy maksymalne poziomy dopuszczalnych start podane w tabelach 1 i 3 zwiększyć o 20% w przypadku strat stanu jałowego i o 5% w przypadku strat obciążeniowych. W etapie II należy je zwiększyć o kolejne 10%.


II. Wytyczne dotyczące trójfazowych transformatorów elektroenergetycznych średniej mocy o mocy >3150kVA


        Dla transformatorów elektroenergetycznych średniej mocy >3150kVA dyrektywa wprowadza „wskaźnik maksymalnej sprawności” PEI (ang. Peak Efficiency Index) oznaczający maksymalną wartość stosunku przenoszonej przez transformator mocy pozornej pomniejszonej o straty w transformatorze do znamionowej mocy pozornej transformatora:
EG System
gdzie:
  • P0 oznacza straty stanu jałowego zmierzone przy napięciu znamionowy i częstotliwości znamionowej na odczepie znamionowym;
  • Pc0 oznacza moc elektryczną niezbędną dla systemu chłodzenia w przypadku eksploatacji w stanie jałowym;
  • Pk oznacza straty obciążeniowe zmierzone przy prądzie znamionowym i częstotliwości znamionowej na odczepie znamionowym, skorygowane o temperaturę odniesienia;
  • Sr oznacza moc znamionową transformatora lub autotransformatora, na której opiera się wartość Pk.

W dyrektywie która jest ogólnie dostępna na stronie internetowej Komisji Europejskiej zamieszczone są wartości współczynnika PEI w odniesieniu do mocy transformatorów o mocy >3150kVA.

III. Wymogi dotyczące informacji o produkcie

        Wraz z wejściem w życie nowej dyrektywy wymaga się od producenta podawania w dokumentacji, na stronach internetowych oraz na tabliczce znamionowej następujących informacji o produkcie: informacje o mocy znamionowej transformatorów, stratach obciążeniowych i stratach stanu jałowego oraz mocy elektrycznej danego systemu chłodzenia wymaganego dla stanu jałowego, a także informacje dotyczące masy głównych elementów transformatora. Dla transformatorów o dwóch wartościach napięcia należy podawać maksymalną wartość mocy znamionowej napięcia dolnego zgodnie z wytycznymi o korekcie strat w przypadku innych kombinacji napięć. Dla transformatorów elektroenergetycznych średniej mocy (w stosownych przypadkach) i transformatorów elektroenergetycznych dużej mocy wymagane jest podanie wartości współczynnika maksymalnej sprawności i wartości mocy przy której występuje. Z kolei dla transformatorów średniej mocy przeznaczonych do eksploatacji na słupach elektroenergetycznych należy zamieścić oznaczenie: „Przeznaczony wyłącznie do eksploatacji na słupach energetycznych”.
        Dodatkowo zgodnie z dyrektywą wymaga się aby dokumentacji technicznej zawarte były: nazwa i adres producenta, identyfikator modelu oraz kod alfanumeryczny w celu odróżnienia poszczególnych modeli tego samego producenta.

3. Podsumowanie

        Nowa dyrektywa Unii Europejskiej wprowadza szereg zmian dotyczących dużej liczby transformatorów pracujących w sieci. Nowe transformatory ze stratami zgodnymi z wymaganiami dyrektywy z pewnością są jednostkami droższymi od obecnie stosowanych lecz ich wprowadzenie może nieść ze sobą korzyści. Wykorzystanie tego typu jednostek przyczyni się do zmniejszenia strat energii przez nie generowanych co w konsekwencji zmniejszy koszty eksploatacji.
        Dyrektywa zakłada także że kolejne zmniejszenie strat mocy w transformatorach będzie łatwiejsze w miarę zwiększenia dostępu do materiału z jakich wykonywane są rdzenie amorficzne, co spowoduje zwiększenie ich dostępności na rynku.
        Firma EG System od dłuższego czasu posiada w swojej ofercie transformatory o stratach super zredukowanych które swoimi wartościami strat odpowiadają wartościom wymaganym w dyrektywie. Dodatkowo w związku z wejściem nowej dyrektywy od 1 lipca 2015 nasze fabryki przygotowały specjalną serię transformatorów tak aby móc już teraz zaoferować klientom transformatory zgodne z dyrektywą Unii Europejskiej.

Zapytania ofertowe na transformatory zgodne z dyrektywą UE 548/2014 prosimy kierować na adres handlowy@egsystem.pl.