Dobór i zakup transformatora dla stacji wnętrzowej SN/nn w elektrowni fotowoltaicznej. Jak zminimalizować ryzyko awarii transformatora?

• Autorzy: Schwann Mirosław , Schwann Maciej

Identyfikatory

DOI

10.15199/74.2024.5.3

Warianty tytułu

EN

Selection and purchase of a transformer for an indoor MV/LV substation in a photovoltaic power plant. How to minimize the risk of transformer failure?

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W ostatnich latach miały miejsce liczne awarie transformatorów w stacjach wnętrzowych SN/nn w elektrowniach fotowoltaicznych. Awarie obejmowały spalenie uzwojeń, rozszczelnienie kadzi transformatora, aż po spektakularne wybuchy. Awarie przyczyniają się do przestojów elektrowni fotowoltaicznych, co prowadzi do utraty korzyści i w konsekwencji do nieplanowanego zmniejszenia stopy zwrotu z nakładów. W artykule omówiono wybrane błędy projektowe, szczególnie w zakresie doboru transformatora oraz w zakresie doboru nastaw zabezpieczeń. Przedstawiono także wybrane błędy popełniane w procesie zakupowym transformatora oraz w procesie wykonawstwa, w tym błędy podczas przeprowadzania pomiarów odbiorczych i nieprawidłowości w zakresie eksploatacji elektrowni fotowoltaicznych. Zamieszczono również wskazówki, jak zminimalizować ryzyko awarii transformatora w elektrowni fotowoltaicznej.

EN

In recent years, there have been numerous transformer failures in indoor MV/LV substations in photovoltaic power plants. The failures have included burning of windings, leakage of the transformer tank, and even spectacular explosions. The failures contribute to downtime of photovoltaic power plants, which leads to loss of profits and, as a consequence, to an unplanned decrease in the rate of return on investment. The article discusses selected design errors, in particular in the selection of transformers and in the selection of protection settings. It also discusses selected errors made in the transformer procurement process. It also discusses errors in the construction process, including errors during acceptance measurements, and irregularities in the operation of photovoltaic power plants. Tips on how to minimize the risk of transformer failure in a photovoltaic power plant are also included.

Słowa kluczowe

PL

elektrownia fotowoltaiczna; elektrownia PV; stacja wnętrzowa SN/nn; awaria transformatora; transformator suchy; transformator olejowy

EN

photovoltaic power plant; PV power plant; indoor MV/LV substation; transformer failure; dry transformer; oil transformer

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Wiadomości Elektrotechniczne
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 92, nr 5
• Strony: 14--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Schwann Mirosław

• KENTIA Firma Konsultingowa, Wejherowo

autor

Schwann Maciej

• Glasgow Caledonian University, Wielka Brytania

Bibliografia

• [1] Banaszak S. 2016. Ocena stanu mechanicznego części aktywnej transformatorów metodą analizy odpowiedzi częstotliwościowej. Szczecin: Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie.
• [2] https://bezel.com.pl/2018/08/01/uklady-sieci/.
• [3] https://wejherowo.naszemiasto.pl/gmina-choczewo-ogromna-farma-fotowoltaiczna-powstala-w/ga/c3-9052889/zd/76410849.
• [4] https://www.rynekelektryczny.pl/generacja-zrodel-fotowoltaicznych/.
• [5] PN-EN 60270:2003 +A1:2016-04 Wysokonapięciowa technika probiercza – Pomiary wyładowań niezupełnych.
• [6] PN-E 04700:1998+Az1:2000 Urządzenia i układy elektryczne w obiektach elektroenergetycznych. Wytyczne przeprowadzania pomontażowych badań odbiorczych.
• [7] PN-EN 60076-1:2011 Transformatory – Część 1: Wymagania ogólne.
• [8] PN-EN 60076-18:2013-05E Transformatory – Część 18: Pomiar odpowiedzi częstotliwościowej.
• [9] PN-EN 60909-0:2016-09 Prądy zwarciowe w sieciach trójfazowych prądu przemiennego – Część 0: Obliczanie prądów.
• [10] PN-EN 61181:2007+A1:2012 Urządzenia elektryczne z olejem mineralnym – Zastosowanie analizy gazów rozpuszczonych w oleju (DGA) przy próbach fabrycznych urządzeń elektrycznych.
• [11] PN-EN 62271-1:2018-02+A1:2022-06 Wysokonapięciowa aparatura rozdzielcza i sterownicza – Część 1: Postanowienia wspólne dla aparatury rozdzielczej i sterowniczej prądu przemiennego.
• [12] PN-EN 62271-202:2014-12 Wysokonapięciowa aparatura rozdzielcza i sterownicza – Część 202: Stacje transformatorowe prefabrykowane wysokiego napięcia na niskie napięcie.
• [13] PN-EN IEC 60071-1:2020-04 Koordynacja izolacji – Część 1: Definicje, zasady i reguły.
• [14] PN-EN IEC 60071-2:2018-07 Koordynacja izolacji – Część 2: Wytyczne stosowania.
• [15] PN-EN IEC 60076-11:2019-01 Transformatory – Część 11: Transformatory suche.
• [16] PN-EN IEC 62271-202:2023-03 Wysokonapięciowa aparatura rozdzielcza i sterownicza – Część 202: Stacje prefabrykowane prądu przemiennego na napięcia znamionowe powyżej 1 kV do 52 kV włącznie.
• [17] PN-HD 60364-4-41:2017-09+A11:2017-11+A12:2020-01 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 4-41: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed porażeniem elektrycznym.
• [18] PN-IEC 60076-12:2023-09 Transformatory – Część 12: Przewodnik obciążalności transformatorów suchych.
• [19] PN-IEC 60076-7:2022-07 Transformatory – Część 7: Przewodnik obciążalności transformatorów napełnionych olejem mineralnym.
• [20] Rozporządzenie Ministra Energii z 28 sierpnia 2019 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy urządzeniach energetycznych (Dz. U. 2021 poz. 1210).
• [21] Schwann M. 2020. Dobór klasy obudowy wnętrzowych stacji transformatorowych SN/nn. Energia Elektryczna, 12: 19-20
• [22] Schwann M. 2023. Chłodzenie stacji wnętrzowych SN/nn dla fotowoltaiki. 18. Ogólnopolska Konferencja Techniczna Sonel, Karpacz.
• [23] Schwann M. 2021. Projektowanie stacji transformatorowej SN/nn dla fotowoltaiki. Wybrane aspekty. Gdańskie Dni Elektryki 2021. Konferencja Naukowo-Techniczna.
• [24] Schwann M. 2020. Projektowanie wnętrzowych stacji transformatorowych SN/nn dedykowanych do kompensacji prądów pojemnościowych w głębi sieci i dla fotowoltaiki. Konferencja Naukowo-Techniczna „Linie i stacje elektroenergetyczne”, PTPiREE (konferencja on-line).
• [25] Schwann M. 2024. Przeciążanie transformatorów w stacjach transformatorowych SN/nn dla fotowoltaiki. „Nowoczesne rozwiązania w budownictwie sieciowym”, Ostrów Wlkp.
• [26] Specyfikacja techniczna „Transformatory rozdzielcze SN/nn”, ENERGA-OPERATOR, (https://energa-operator.pl/dokumenty-i-formularze/instrukcje-i-standardy/standardy-techniczne).
• [27] Specyfikacja techniczna „Transformatory WN/SN”, ENERGA-OPERATOR (https://energa-operator.pl/dokumenty-i-formularze/instrukcje-i-standardy/standardy-techniczne).