Diplomski rad:Stubne transformatorske stanice 10/0.4KV;20/0.4KV Kandidat:Todorović Anđelko

________________________________________________________________________________________________________
ETF Banja Luka, septembar. 2008 1

UVOD

Transformator je bitan element elektroenergetskog sistema, pri ĉemu su transformatori

najbrojnije elektriĉne mašine u elektroenergetskom sistemu. Za tehniĉki opravdan prenos energije
na  daljinu,  potreban  je  visoki  napon,  utoliko  viši  ukoliko  su  daljine  prenosa  i  snage  koje  se
prenose  veće.  Standardni  naponi  na  kojima  se  vrši  prenos  elektriĉne  energije  su  110;  220;  400
kV.  Proizvodnja  elektriĉne  energije  u  sinhronim  generatorima  tehniĉki  je  najefikasnija  pri
naponima  izmeĊu  10  i  20  kV,  dok  se  upotreba  elektriĉne  energije  mora  obavljati  na  niskom
naponu,  vrijednosti  od  100  do  500  V.  Probleme  razliĉitih  naponskih  nivoa  i  izolovanosti  kola
koja se nalaze na razliĉitim naponskim nivoima rješava transformator. MeĊunarodna elektroteh-
niĉka komisija u standardu

IEC 50050 (421-01-01), je dala definiciju transformatora, koju su

preuzeli i naši propisi:

” Transformator je statiĉki aparat koji, pomoću elektromagnetne indukcije, pretvara jedan
sistem naizmjeniĉnih struja u jedan ili više sistema naizmjeniĉnih struja iste uĉestanosti i
obiĉno razliĉitih vrijednosti napona i struja.”

U sklopu ovog diplomskog rada, ĉiji je naslov ,,

Stubne transformatorske stanice

” date su

osnovne  karakteristike,  tipizacija  osnovnih  parametara  i  elemenata  distributivnih  stubnih
transformatorskih  stanica 10/0.4kV;20/0.4kV naznaĉenih   snaga energetskih  transformatora 100
kVA , 250kVA i  400kVA koje su najĉešće u upotrebi  u okviru elektrodistributivnog preduzeća
Elektrokrajina Banja Luka.

Stubne transformatorske stanice namjenjene su za napajanje elektriĉnom energijom.

prigradskih naselja, seoskih domaćinstva, vikend naselja, i industrijskih objekata.

Diplomski rad opisuje sve prednosti i nedostatke stubne transformatorske stanice u

odnosu na ostale varijante distributivnih transformatorskih stanica, gdje su istaknute
konstrukcione, tehniĉke i ekonomske prednosti i nedostaci.

U okviru rada poseban osvrt je napravljen na vaţeće tehniĉke preporuke u Republici

Srpskoj koje se moraju poštovati pri realizaciji pojedinih vrsta stubnih transformatorskih stanica.

Prva glava opisuje konstrukcione karakteristike i opremu distributivnih transformatora

gdje su opisani osnovni konstrukcioni dijelovi transformatora i pomoćna oprema koja se moţe
susresti na transformatorima koji se koriste za realizaciju stubnih transformatorskih stanica.

Druga glava diplomskog rada odnosi se na osnovne naznaĉene i tehniĉke katakteristike

energetskih transformatora. Iz veoma opširne teorije o energetskim transformatorima ovde su
izdvojene osnovne karakteristike transformatora koje je vaţno poznavati u radu sa stubnim
transformatorskim stanicama.

U trećoj glavi osvrt je dat na lokaciju, tehniĉke i ambijentne uslove rada stubnih

transformatorskih stanica i njihove osnovne specifiĉnosti u pogkedu konstrukcije i montaţe zbog
kojih se izdvajaju u odnosu na ostale varijante transformatorskih stanica.

Ĉetvrta glava se odnosi na vaţeće tehniĉke preporuke po kojima se vrši izrada stubnih

transformatorskih stanica. Tu je opisan kompletan tehniĉki postupak za realizaciju stubne
transformatorske stanice, dat njen vizuelan prikaz, naĉin realizacije zaštite i uzemljenja te date
odgovarajuće jednopolne šeme.

Diplomski rad:Stubne transformatorske stanice 10/0.4KV;20/0.4KV Kandidat:Todorović Anđelko

________________________________________________________________________________________________________
ETF Banja Luka, septembar. 2008 2

Peta glava vezana je za problematiku nesimetriĉnog rada distributivnih transformatora.

Opisan je metod simetriĉnih komponenti kojim se vrši analiza nesimetriĉnih stanja, dati su
prikazi ponašanja pojedinih sprega u sluĉaju nesimetriĉnih opterećenja i pokazane prednosti
sprega Yz5 i Dy5, koje se koriste u STS-a, u sluĉaju nesimetriĉnog rada.

Šesta glava daje analizu kvarova, naĉine revizije i odrţavanja stubnih transformatorskih

stanica. Tu je opisan cijelokupan postupak pregleda, revizije, odrţavanja i remonta transformato-
rskih stanica, koji se izvodi u toku njihove eksploatacije u cilju odrţanja njihove pogonske
spremnosti, spreĉavanja kvarova i prekida u napajanju.

U sedmoj glavi analizirana je situacija u distribuciji Republice Srpske i dati pravci razvoja

distributivnog sistema sa osvrtom na mjesto i ulogu STS-a

Diplomski rad:Stubne transformatorske stanice 10/0.4KV;20/0.4KV Kandidat:Todorović Anđelko

________________________________________________________________________________________________________
ETF Banja Luka, septembar. 2008 4

Na svaku tablu lima sa jedne strane lijepi se tanka hartija (debljine oko 0,02 – 0,03 mm)

ili stavlja sloj emajla (debljine oko 0,02 mm) ili vodenog stakla (debljine oko 0,015 mm), a
ponekad se ta strana lima termiĉki obraĊuje jednom ili više puta, tako da lim oksidira, pri ĉemu
sloj oksida djeluje kao izolator, tako da su pojedini limovi koji ĉine magnetno kolo meĊusobno
izolovani.

U najnovije vrijeme u Japanu je unaprijeĊen tehnološki postupak i postignuta je

kompletnija  orijentacija  a  primjenom  staklastog  filma  za  izolaciju  limova  i  drugaĉijom
termiĉkom  obradom  smanjeni  su  gubici.  Za  ovaj  materijal  se  kaţe  da  je  super-orijentisan  i
trgovaĉki  naziv  mu  je  HI-B  (high  B).  Pomoću  laserske  obrade  površine  postiţe  se  i  dalje
smanjenje gubitaka.
Kako su se poboljšavale tehnologije obrade materijala tako su se smanjivali i gubici u materijalu,
što je dato u tabeli 1.1.

Tabela 1.1: Gubici u materijalu

godina

1910-1940

1940-1970

1980-1990

materijal

toplo valjan

hladno valjan

orjentisan

HI-B

gubici [W/kg]

za 1,5 T

2,5-2,0

2,0-1,0

0,7-0,5

Pošto su namotaji najĉešće okrugli, površina presjeka jezgra treba da bude takvog oblika

da se krug kojeg ĉine namotaji ispuni što više limovima pa je presjek stubova stepenastog oblika
kao    na  slici  1.2.  Kod  transformatora  velikih  snaga  u  jezgrima  se  stavljaju  kanali  širine  (5  –  6
mm)  ,  kao  što  je  prikazano  na  slici  1.2,  da  bi  moglo  kroz  njih  da  cirkuliše  ulje  i  bolje  da  hladi
jezgro.  Da  bi  svaki  od  ovih  presjeka  bio  ispunjen  što  više  limovima  i  da  bi  magnetno  kolo  u
mehaniĉkom pogledu bilo što kompaktnije i jezgro i jarmovi se moraju što bolje stegnuti. Steţu
se sa zavrtnjima koji se izoluju cijevima od prešpana ili bakelitne hartije i podmetaĉima da ne bi
bili u kratkom spoju sa limovima.

Sl.1.2 - Poprečni presjek magnetnog jezgra

Diplomski rad:Stubne transformatorske stanice 10/0.4KV;20/0.4KV Kandidat:Todorović Anđelko

________________________________________________________________________________________________________
ETF Banja Luka, septembar. 2008 5

1.2 Namotaji

Namotaji transformatora izraĊeni su od elektrolitiĉkog bakra, materijala koji ima mali

elektriĉni otpor, specifiĉna elektriĉna provodnost mu je 58 Sm/mm

pri 20 C. Konstrukcija

namotaja zavisi od naznaĉenih vrijednosti struja i napona transformatora. Gustina struje za
transformatore u ulju kreće se od 2 – 4,5 A/mm

Svi namotaji moraju biti izraĊeni tako da ne samo pri naznaĉenom radu nego i pri

trenutnim kratkim spojevima i prenaponima izdrţe sva mehaniĉka, termiĉka i elektriĉna
naprezanja kojima mogu biti izloţeni.

Namotaji su izolovani kvalitetnom papirnom izolacijom ili sintetiĉkim lakom, a

postavljeni su koncentriĉno oko stubova magnetnog jezgra. Glavna izolacija izoluje namotaje
meĊusobno, prema jezgru i ostalim dijelovima.

Namotaji VN postavljeni su spolja i izraĊeni su kao cilindriĉni, višeslojni ili presloţeni

namotaji od okrugle, lakom izolovane ili profilne papirom izolovane bakarne ţice.

Namotaji NN postavljeni su unutar VN namotaja bliţe jezgru izraĊeni su kao cilindriĉni,

namotani su od profilne, papirom izolovane, bakarne ţice za snage do 250 kVA ili tanke bakarne
folije za snage veće od 250 kVA, što znatno povećava otpornost transformatora na naprezanja u
kratkom spoju.

Konstrukcijom namotaja sa optimalno rasporeĊenim rashladnim kanalima, pravilno

dimenzionisanom izolacijom, efikasnim naĉinom stezanja u aksijalnom i radijalnom pravcu,
postignuta je elektriĉna, termiĉka i dinamiĉka stabilnost transformatora.

1.3 Izolaciono ulje

Transformatorsko ulje ima najmanje ĉetiri funkcije u transformatoru. Ono obezbjeĊuje

izolaciju i hlaĊenje i pomaţe u gašenju luka. Ulje takoĊe rastvara gasove koji nastaju zbog
sniţavanja nivoa ulja, zbog vlage i gasova iz papirne izolacije. Posmatranje rastvorenih gasova u
ulju i ostale karakteristike ulja daju najvrijednije informacije o stanju transformatora.

Sva izolaciona ulja su hidroskopna. S porastom vlage opadaju izolaciona svojstva ulja, pa

se mora voditi raĉuna o njenom sadrţaju u ulju. Ako sadrţaj vlage u ulju preĊe odreĊeni iznos
neophodna je regeneracija i sušenje ulja. Transformatorsko ulje spada u mineralna ulja i zapaljivo
je. Dobra zamjena su transformatori punjeni silikonskim uljem.

U novim transformatorima mogu samo da se koriste nova mineralna izolaciona ulja istog

tipa (Y 3000 i sl.) i istog proizvoĊaĉa u skladu sa standardom JUS B.H3.561. ProizvoĊaĉ
transformatora treba da da podatke o ostalim uljima koja mogu da se mješaju u toku
eksploatacije.

Transformatorsko ulje se naliva u transformatorski sud uz prethodno vakuumiranje

aktivnog dijela, pri ĉemu je ulje otplinjeno i dehidrirano. Dielektriĉna probojna ĉvrstoća
izolacionog ulja treba da iznosi najmanje 220 kV/cm.

Diplomski rad:Stubne transformatorske stanice 10/0.4KV;20/0.4KV Kandidat:Todorović Anđelko

________________________________________________________________________________________________________
ETF Banja Luka, septembar. 2008 7

- kuka za kaĉenje transformatora na stub,
- postolje transformatora (sa ili bez toĉkova), sa rupama za vuĉenje transformatora,
- ojaĉanja za podizanje i guranje transformatora
- natpisna ploĉica transformatora (standardno na NN strani transformatorskog suda),
- dva prikljuĉka za uzemljenje.

Na poklopcu transformatora mogu se naći:

- prikljuĉci VN i NN,
- glava regulatora,
- glava prebacaĉa (kod preklopivih transformatora),
- dţep termometra (opciono),
- nalijevaĉ ulja,
- okca za podizanje transformatora ili njegovog aktivnog dijela,
- prikljuĉak za uzemljenje,
- i druga oprema ukoliko je predmet ugovora.
Poklopac transformatora treba da je izraĊen tako da omogućava lako oticanje vode ka

spoljašnjim stranicama i da gas razvijen u sudu usmjerava prema otvoru za Buholc relej.

1.5 Provodni izolatori (prikljuĉci transformatora)

Na poklopcu transformatorskog suda nalaze se provodni VN i NN izolatori. Konstrukcija

transformatorskog izolatora zavisi od njegovog naznaĉenog radnog napona. Moraju biti tako
ugraĊeni da su mjesta njihovog dodira sa poklopcem potpuno zaptivena. Na izolatore se dovode
krajevi namotaja. Za napone do 35 kV upotrebljavaju se izolatori u porculanskom kućištu koje je
ispunjeno transformatorskim uljem. Pored izolatorskog naĉina prikljuĉenja na mreţu, po potrebi
i na zahtjev kupca primjenjuju se oklopljeni prikljuĉci ili kablovske glave.

Na slici 1.3. prikazani su niskonaponski prikljuĉci, a na slikama 1.4. i 1.5. visokonaponski

prikljuĉci.

Provodni izolatori su izgraĊeni od kvalitetnog elektroporculana. VN izolator je u

skladu sa standardom DIN 42531, a NN izolator sa DIN 42530. Osim porculanskih izolatora na
zahtjev kupca se mogu ugraditi specijalni epoxy izolatori za elastimold kablovski prikljuĉak na
VN strani. S obzirom da su otvori na poklopcu i naĉin stezanja usaglašeni za obje vrste izolatora,
moguća je njihova zamjena bez ikakvih dorada i skidanja poklopca.