Transformator z rozdzielonymi uzwojeniami

Transformator z rozdzielonymi uzwojeniami (ang. separate winding transformer) – jest to szczególny przypadek transformatora trójuzwojeniowego o jednakowych napięciach znamionowych uzwojeń dolnego napięcia (DN) i stosunku mocy znamionowych GN:DN:DN = 100:50:50. Rozdzielenie uzwojeń dolnego napięcia na dwie, nie powiązane ze sobą galwanicznie części ma na celu ograniczenie prądów zwarcia w sieci.

Przy jednakowym obciążeniu obydwu uzwojeń dolnego napięcia, napięcia na ich zaciskach są jednakowe, toteż uzwojenia DN mogą być traktowane, jakby były połączone równolegle. Transformator pracuje wówczas jak zwykły transformator dwuuzwojeniowy o impedancji zwarcia:

${\underline {Z}}_{k}={\underline {Z}}_{G}+{\frac {1}{2}}{\underline {Z}}_{D},$

gdzie:

${\underline {Z}}_{G},$ ${\underline {Z}}_{D}$ – impedancje uzwojeń odpowiednio górnego i dolnego napięcia.

Transformatory te stosowane są między innymi jako transformatory potrzeb własnych bloku wytwórczego lub jako transformatory obniżające 110 kV/SN do zasilania dużych miast oraz sporadycznie jako transformatory elektrowniane, przekazujące moc z dwóch generatorów do sieci.

Dane katologowe transformatorów sieciowych 110 kV z rozdzielonymi uzwojeniami produkcji ABB-Elta

Moce znamionowe uzwojeń GN/DN1/DN2, MVA	32/16/16	40/20/20	63/31,5/31,5
Napięcie znamionowe górnego uzwojenia, kV	115	115	115
Napięcia znamionowe (jednakowe) uzwojenia DN, kV	6,3-6,6-16,5-22
Zakres regulacji przekładni pod obciążeniem po stronie GN	±10% w ±6 stopniach
Układy połączeń	YNd11d11
Sposób chłodzenia	ONAF
Straty jałowe, kW	23	26	41
Straty obciążeniowe, kW (zasilanie uzwojenia GN, zwarte obydwa uzwojenia DN)	200	238	360
Napięcie zwarcia, %, odniesione do mocy pojedynczego uzwojenia DN: para uzwojeń GN-DN1 para uzwojeń GN-DN2 para uzwojeń DN1-DN2	18 18 34	18 18 34	18 18 34
Masa całkowita, Mg	49,5	59	73
Masa części wyjmowalnej, Mg	26,5	31	41,5
Masa oleju, Mg	12,5	16,5	17
Masa transportowa, Mg	41,5	47	55

Ograniczanie prądu zwarcia

Wykorzystanie transformatora z uzwojeniami dzielonymi do ograniczania prądów zwarcia po stronie średniego napięcia

W przypadku gdy zastosowanie transformatora dwuuzwojeniowego 110/SN o mocy znamionowej $S_{rT}$ wiąże się ze zbyt dużą wartością prądu zwarcia, możliwe jest zastosowanie transformatora trójuzwojeniowego 110/SN/SN, przy czym dla każdego uzwojenia moc po stronie SN wynosi $S_{rT}/2.$ Pozwala to na ograniczenie prądu zwarcia, a dodatkową korzyścią jest zachowanie stosunkowo wysokiego poziomu napięcia (nawet 90% napięcia znamionowego) na zaciskach uzwojenia SN nie objętego zwarciem, przy zwarciu po stronie drugiego uzwojenia SN.

Zastąpienie transformatora dwuuzwojeniowego transformatorem z rozdzielonymi uzwojeniami zmniejsza co najmniej do połowy prądy zwarcia trójfazowego w obwodach zasilanych z uzwojeń dolnego napięcia.

Bibliografia

• Praca zbiorowa: Poradnik inżyniera elektryka, Tom 2, WNT, Warszawa 1997, ISBN 978-83-204-3292-3.
• PiotrP. Kacejko PiotrP., Zwarcia w systemach elektroenergetycznych, JanJ. Machowski, RyszardR. Kowalik, wyd. 2, Warszawa: WNT, 2009, ISBN 978-83-204-3583-2, OCLC 751402667 .brak strony (książka)
• Marciniak W.R., Bednarek M.: Rozwiązania konstrukcyjne transformatorów z rozdzielonymi uzwojeniami, „Energetyka” 2001 nr 4, s. 178.