Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 11/2016 vyšlo tiskem
7. 11. 2016. V elektronické verzi na webu od 1. 12. 2016. 

Téma: Rozváděče a rozváděčová technika; Točivé stroje a výkonová elektronika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu

Aktuality

Svítící fasáda FEL ČVUT nabídne veřejnosti interaktivní program s názvem Creative Colours of FEL Dne 13. prosince v 16.30 hodin se v pražských Dejvicích veřejnosti představí interaktivní…

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Více aktualit

Blokové transformovny Lahmeyer-Compactstation

číslo 4/2006

Blokové transformovny Lahmeyer-Compactstation®

Miroslav Kraus, Elpro-Energo s. r. o.

Blokové transformovny Lahmeyer-Compactstation® se vyrábějí od roku 1963 a od té doby jich ve světě pracuje více než 60 tisíc. Před několika lety se jejich výroba přesunula z Mechernichu v Severním Porýní-Vestfálsku do Neumarku v Sasku nedaleko česko-německé státní hranice. Hlavním výrobním programem závodu SGB Neumark, který byl postaven v roce 1993, je výroba olejových distribučních transformátorů. A právě rozšíření výrobního programu o blokové transformovny umožňuje vyhovět nárokům i těch zákazníků, kteří požadují kompletní zařízení napájené ze soustavy vysokého napětí a určené pro dodávku elektrické energie při nízkém napětí. Hlavní výhodou blokových transformoven je, že zařízení je zkompletováno a vyzkoušeno ve výrobním závodě a po přepravě, usazení na stavbě a připojení je připraveno k provozu.

Protože blokové transformovny jsou umísťovány na veřejně přístupných místech, jsou na ně kladeny zvláštní požadavky ohledně ochrany osob, které lze splnit použitím typově zkoušených součástí a vhodnou konstrukcí krytu. Uvedené transformovny vyžadují pouze malou stavební plochu, jsou částečně zapuštěny do terénu a jsou obsluhovatelné zvenku.

Obr. 1.

Z hlediska použití blokových transformoven je možné je rozdělit na distribuční a odběratelské nebo jejich kombinaci. Obchodní měření u odběratelských transformoven může být na straně vysokého (vn) nebo na straně nízkého napětí (nn). Co se týče použití a jmenovitého výkonu, vyrábí se několik typů transformoven. Nejmenším typem je LCS-E.6 pro transformátor do výkonu 630 kV·A s měřením na straně nn. Typ NDV 400.6, popř. NDV 401.6, je vhodný pro transformátor do výkonu 800 kV·A, umožňuje umístění pole měření do rozváděče vn a umístění rozváděče pro centrální kompenzaci jalového proudu. K největším typům patří NDV 1600 pro jeden olejový transformátor o výkonu 1 600 kV·A nebo dva olejové transformátory 630 kV·A anebo suchý transformátor o výkonu 800 kV·A a dále typ NDV 2500 pro olejový transformátor o výkonu 2 500 kV·A.

Kryt a nosná konstrukce transformátorových stanic jsou z ohýbaného ocelového plechu, takže na rozdíl od betonových transformoven je jejich hmotnost malá.

Typ LCS-E.6

V následujících odstavcích je podrobněji popsán rozměrově nejmenší typ blokové transformovny LCS-E.6.

Kryt této transformovny je z ohýbaného ocelového plechu. Dvojí zahnutí postranních dílů vytváří lyžiny, na nichž je elektrická stanice postavena. Mezi bočními díly je upevněna záchytná jímka na olej, která nemá žádný kontakt se zeminou. V jímce je umístěn transformátor. Dva nosníky z ohýbaného ocelového plechu spojené se základem jsou určeny k uchycení výzbroje vysokého a nízkého napětí. Střecha je rovněž z ohýbaného ocelového plechu a po uvolnění šroubu na straně nn ji lze odejmout. V podélných bočních stěnách jsou odnímatelná uzamykatelná zasouvací víka do prostoru transformátoru. Přístup do části vn a nn je obsluze umožněn dveřmi na užších stranách transformovny.

Díly pod úrovní okolního terénu jsou z ocelového plechu tloušťky 3 mm, proti korozi jsou chráněny žárovým pozinkováním (>225 g/m2) a 100% bezpórovým práškovým lakováním se dvěma vrstvami – základní zinkovou a krycí. Záchytná jímka je z korozivzdorné oceli tloušťky 3 mm. Nadzemní díly jsou z ocelového plechu tloušťky 2 mm žárově pozinkovaného (>225 g/m2). Práškové lakování je řízeno počítačem, tloušťka vrstvy je nejméně 70 µm. Práškový lak je netoxický a neobsahuje těžké kovy. Pozinkování a práškové lakování zajišťují dostatečnou ochranu proti korozi, která je prokázána čtyřicetiletými zkušenostmi. Standardní barevný odstín krycího laku je olivově zelený (RAL 6003), v případě potřeby jej může zákazník přelakovat bez nutnosti přebrušování povrchu, přičemž původní protikorozní ochrana zůstane zachována. Šroubové spoje jsou z korozivzdorné oceli. Temperování proti srážení vlhkosti je zajištěno ztrátami transformátoru, u skříní měření topným rezistorem. Při použití spodních dílů z plechu z korozivzdorné oceli lze transformovny instalovat i v oblastech výskytu bludných proudů, např. u elektrifikované železnice.

Obr. 2.

Dveře do části vn i nn jsou uchyceny na třech závěsech. Pákové uzávěry dveří lze osadit dózickými vložkami, které jsou chráněny krytkami proti zatékání dešťové vody. Dveře lze zajistit v úhlu otevření 90° nebo v maximálním úhlu otevření 135°, mohou být volitelně levé nebo pravé, s možností přizpůsobení přímo na místě. Zasouvací víka v bočních stěnách je rovněž možné uzavřít pákovými uzávěry s možností uzamčení. Dózické vložky zámků si podle potřeby dodá zákazník.

Všechny živé části jsou chráněny proti dotyku. Neživé části jsou elektricky pospojovány a jsou připojeny na uzemňovací svorku v části nn. Do části vn i nn může být zabudováno osvětlení ovládané dveřním kontaktem.

Transformovna je ve výrobním závodě kompletně vyzbrojena a vyzkoušena. Přepravní jednotkou je celá stanice bez nutnosti demontáže některé její části.

… co se tam vejde

V části vn je umístěno spínací a řídicí zařízení vysokého napětí. Používají se rozváděče vn ve sníženém provedení, obvykle izolované plynem SF6, od různých výrobců, např. od firem Alstom, Driescher, Moeller, Siemens aj. V zásadě je možné použít rozváděč vn o třech polích, tzn. se dvěma kabelovými odbočkami a jednou transformátorovou odbočkou. Transformovna tedy může být konstruována jako koncová s jednou kabelovou odbočkou nebo jako smyčková se dvěma kabelovými odbočkami.

V části pro transformátor je umístěn olejový hermetizovaný transformátor do výkonu 630 kV·A pro napětí do 22 kV. Je zasazen do záchytné jímky a zajištěn proti pohybu. Transformátor a rozváděč vn jsou spojeny kabelovými můstky. Transformátor je možné vyměnit jeho vyzvednutím po sejmutí střechy. Na straně vyššího napětí mohou být na transformátoru porcelánové průchodky nebo na přání zákazníka či z prostorových důvodů kabelové průchodky.

V části nn je umístěno spínací a řídicí zařízení nízkého napětí. V úvahu přicházejí dvě základní varianty. V odběratelské transformovně může být rozváděč nn osazen hlavním třífázovým jističem, třemi úředně cejchovanými měřicími přístrojovými transformátory proudu, čtyřmi pojistkovými lištami a univerzální skříní měření. V distribuční transformovně může být rozváděč nn osazen hlavním třífázovým jističem a osmi pojistkovými lištami. V obou případech lze rozváděč doplnit třemi přístrojovými transformátory proudu se třemi ampérmetry v přístrojovém panelu nad rozváděčem nn, jednofázovou zásuvkou a osvětlením s odpovídajícím jištěním. Nulová a ochranná přípojnice jsou v dolní části nn a připojí se na uzemnění předepsané projektem, obvykle na páskový zemnič. Držáky kabelů jsou umístěny pod odnímatelným podlahovým krytem. Transformovna může být na přání zákazníka vybavena i zcela atypicky, např. bez rozváděče vn.

Zastavěná plocha transformovny činí 2,65 m2 (bez střechy a při zavřených dveřích), půdorysné rozměry jsou 1 180 × 2 540 mm. Transformovna je zapuštěna do hloubky zhruba 650 mm pod úroveň okolního terénu, nad terén vyčnívá do výšky 1 436 mm. Hmotnost prázdného krytu je asi 400 kg a záchytné jímky 320 kg. Celková hmotnost při osazení transformátorem o výkonu 630 kV·A a příslušné výzbroje je 3 000 kg. Vzhledem k rozměru lyžin je zatížení na podloží 31 kPa a pro osazení postačí vyhloubený výkop se zpevněným, vodorovně zarovnaným pískovým ložem.

… co vydrží

Příslušnými typovými a kusovými zkouškami musí projít všechny elektrické součásti transformovny. Mnoho z nich je předepsáno pro rozváděč vn, transformátor a ostatní zařízení. Další zkoušky jsou předepsány pro kompletní blokovou transformovnu.

Obr. 3.

Na kompletní stanici se provádí mnoho běžných typových zkoušek. V první řadě jsou to zkoušky elektrické pevnosti izolace vnitřního propojení, tzn. na vedení z rozváděče vn do transformátoru a z transformátoru do rozváděče nn a elektrická pevnost řídicích a pomocných obvodů. Další důležitou zkouškou je zkouška oteplení, při níž je stanovena třída krytu, tj. rozdíl oteplení mezi transformátorem v krytu a stejným transformátorem bez krytu při normálních pracovních podmínkách. V případě transformovny LCS-E.6 byl zkouškou zjištěn teplotní rozdíl 15,9 K, což odpovídá třídě krytu 20 K.

Důležitou zkouškou je i ověření stupně ochrany krytu. Krytí částí vn i nn je IP54D, krytí oddílu transformátoru je vzhledem k požadavku na větrání a odvod tepelných ztrát IP43D. Normou je předepsáno krytí nejméně IP23D. Mechanické zkoušky prokázaly mechanickou odolnost transformovny, např. při zatížení střechy sněhem, a odolnost proti vnějšímu mechanickému nárazu, po kterém nesmí být porušeno krytí.

Mezi zvláštní typové zkoušky patří zkouška obloukovým zkratem při vnitřní poruše. Zkouškou se zjišťuje chování transformovny při třípólovém zkratu v prostoru připojení kabelů vn. Přitom nesmí dojít k ohrožení osob. Horké zplodiny rozkladu obloukem jsou odvedeny z části vn do oddílu transformátoru. Mezi další zvláštní zkoušky patří i zkoušky elektromagnetické kompatibility (EMC), kdy se měří magnetická indukce a intenzita elektrického pole okolo transformovny. Naměřené hodnoty vně stanice nepřevyšovaly 30 µT pro magnetickou indukci v prostoru u dveří části nn (mezní dovolená hodnota je 100 µT) a 40 V/m pro intenzitu elektrického pole (mezní dovolená hodnota je 5 kV/m).

V montážním závodě se vykonávají kusové zkoušky každé kompletní blokové transformovny. Ty zahrnují kontrolu správného zapojení, zkoušky funkce a zkoušky výdržným napětím řídicích a pomocných obvodů.

… co stojí

Cena transformovny se liší podle výzbroje. Pro představu uveďme jeden příklad:

Bloková transformovna typu LCS-E.6 (barva skříně RAL 6003, skříňové uzávěry s jednoduchým zámkem, štítky, výstražné štítky v českém jazyce).

Oddíl vysokého napětí – rozváděč vn typu Siemens 8DJ20 24 kV:

  • izolace plynem SF6,
  • jedna kabelová odbočka,
  • jedna transformátorová odbočka,
  • výška 1 050 mm,
  • Um 25 kV,
  • systém přívodnic 200 A, Idyn. 50 kA, Ikrátkodobý 20 kA/1 s, 50 Hz,
  • příslušenství.

Oddíl transformátoru – olejový distribuční hermetizovaný transformátor:

  • jmenovitý výkon 250 kV·A,
  • jmenovité napětí 22/0,4 kV,
  • porcelánové průchodky vn,
  • kabelové můstky.

Oddíl nízkého napětí – rozváděč nn:

  • jistič BH630NE305 SE-BH-0400-DTV3, 400 A (OEZ Letohrad),
  • čtyři lištové odpínače JM 250 A,
  • tři MTP 300/5, 10 V·A, 0,5 %, úředně cejchované,
  • skříň měření,
  • zásuvka 230 V,
  • osvětlení.

Dokumentace:

  • zkušební protokol,
  • schéma zapojení,
  • popis,
  • předpis zamezení úrazu (vše v českém jazyce).

Cena: 450 tis. korun včetně dopravy na místo, bez složení.