Ako funguje transformátor: jednoduché vysvetlenie pre každého

od

Ak aj neviete, ako funguje transformátor, bez neho by ste si svoj život dokázali predstaviť už len veľmi ťažko. Napriek tomu mnohí nevedia, čo je to a ako vlastne pracuje. Preto si dnes jednoducho a zrozumiteľne vysvetlíme princíp jeho činnosti. Pozrieme sa na základné procesy, ktoré v ňom prebiehajú a ukážeme si aj jeho praktické využitie.

Princíp činnosti transformátora

Transformátor mení elektrické napätie. Dokáže ho buď zvýšiť, alebo znížiť. Medzi jeho základné časti patria cievky z hliníkového alebo medeného vodiča, ktoré sa nazývajú primárne a sekundárne vinutie. Medzi nimi je kovové jadro, väčšinou z mäkkej ocele. 

Keď do prvej cievky (primárneho vinutia) privedieme striedavý elektrický prúd, vytvorí sa okolo nej magnetické pole. Toto magnetické pole putuje cez kovové jadro transformátora k druhej cievke (sekundárnemu vinutiu), kde sa meniace magnetické pole „dotkne“ vodiča a spôsobí, že sa v nej objaví nový elektrický prúd. Tomu hovoríme indukcia. Podľa toho, koľko závitov má druhá cievka v porovnaní s prvou, sa napätie buď zvýši, alebo zníži.

Tento jav popisuje Faradayov zákon elektromagnetickej indukcie, ktorý hovorí, že „zmena magnetického poľa v čase indukuje elektrické napätie v cievke“. To znamená, že transformátor funguje len so striedavým prúdom, pretože jednosmerný prúd by nevytvoril meniace sa magnetické pole potrebné na indukciu.

Takto transformátor mení napätie bez toho, aby sa v ňom čokoľvek hýbalo. Celý proces sa zakladá na magnetickom poli a striedavom prúde.

transformátor

Ako funguje transformátor a jeho jednotlivé časti

Transformátor má dve hlavné vinutia. Primárne vinutie predstavuje časť, do ktorej sa pripája elektrický prúd zo zdroja, napríklad z elektrárne. Sekundárne vinutie odovzdáva upravené napätie tam, kam ho potrebujeme dostať, napríklad k domácim spotrebičom. Obe vinutia sú navinuté z medených alebo hliníkových vodičov a navzájom oddelené, aby elektrický prúd nemohol pretekať priamo, ale len cez magnetické pole v jadre.

Jadro predstavuje kovovú časť, najčastejšie z ocele alebo zo železa, ktorá je umiestnená medzi vinutiami. Jeho úlohou je viesť magnetické pole, ktoré vzniká v primárnom vinutí, do sekundárneho vinutia. Vďaka jadru sa magnetické pole sústreďuje a transformátor pracuje efektívne.

Typy transformátorov

V praxi sa stretávame s rôznymi typmi transformátorov, ktoré sa líšia konštrukciou a použitím:

  • Suché transformátory majú jadro a vinutia chladené vzduchom. Používajú sa hlavne v interiéroch alebo tam, kde je dôležitá čistota a bezpečnosť, napríklad v nemocniciach alebo kanceláriách. Sú ekologickejšie, pretože neobsahujú olej, ale majú nižšie maximálne výkony.
  • Olejové transformátory sú naplnené izolačným olejom, ktorý pomáha chladiť vinutia a zároveň ich izoluje. Používajú sa najmä vo veľkých rozvodniach a pri vysokých výkonoch, pretože olej zlepšuje odvod tepla a znižuje riziko prehriatia. 
  • Existujú aj špeciálne transformátory, ktoré sú navrhnuté na špecifické účely, napríklad prepojiteľné, trojvinuťové, meničové, jednofázové, budiace alebo zemniace.  
  • Mnohé sú prispôsobené aj na prácu so solárnymi panelmi, s veternými turbínami alebo inými zdrojmi. Transformátory pre obnoviteľné zdroje energie dodávajú elektrinu so špecifickými parametrami a pomáhajú správne prepojiť tieto zdroje s elektrickou sieťou.
transformátor

Praktické využitie transformátorov v elektrických sieťach

Transformátory bezpečne a efektívne prenášajú elektrinu z elektrární až do našich domovov. Elektrina sa totiž vyrába vo veľkých elektrárňach s vysokým napätím, aby sa minimalizovali straty pri prenose na veľké vzdialenosti. Keď však príde bližšie k miestam, kde ju chceme použiť, trafostanice musia znížiť jej napätie na úroveň, ktorá je bezpečná pre domácnosti alebo priemysel. Vďaka tomu môžeme doma zapojiť spotrebiče, ako je televízor, počítač či chladnička, bez obáv, že by sa niečo pokazilo.

Bez transformátorov by sme nemohli…

… používať bežné domáce spotrebiče, pretože väčšina z nich potrebuje nízke napätie.

… prenášať elektrinu na veľké vzdialenosti bez obrovských strát.

… bezpečne pracovať s vysokým napätím v priemysle alebo energetike.

Pochopenie základného princípu, ako funguje transformátor, nám pomáha lepšie si uvedomiť, aký veľký význam majú tieto zariadenia v našom každodennom živote. Aj keď ich nevnímame, bez nich by moderná spoločnosť nemohla fungovať.

Distribúcia elektrickej energie: úloha transformátorov

od

Dnes vnímame elektrickú energiu ako samozrejmosť. Stlačíme vypínač a rozsvieti sa svetlo, zapneme spotrebič a všetko funguje. Zamysleli ste sa však niekedy nad tým, aký systém stojí za týmto naším každodenným komfortom? Od momentu, keď sa energia vyrobí v elektrárni, až po chvíľu, keď napája aj vašu domácnosť, kanceláriu či priemyselnú prevádzku, prejde dlhú cestu, a práve distribučná sieť je tou neviditeľnou infraštruktúrou, ktorá toto celé umožňuje. Jeden z najdôležitejších článkov tohto reťazca predstavujú transformátory. Bez nich by prenos elektrickej energie na veľké vzdialenosti a jej bezpečné rozdelenie medzi konečných spotrebiteľov nebolo možné. Pozrime sa preto detailnejšie, aká je úloha transformátorov v distribúcii elektrickej energie.

Čo sú transformátory a prečo sú v distribúcii kľúčové

Elektrická energia sa vyrába v elektrárňach, často ďaleko od miest, kde ju skutočne potrebujeme. Aby sa pri prenose elektriny na veľké vzdialenosti minimalizovali straty energie, musí sa najprv transformovať na vysoké napätie. Práve to umožňuje efektívny prenos bez výrazných strát spôsobených odporom vodičov vedení.

Na druhej strane, keď sa elektrina dostane do blízkosti miesta spotreby, je potrebné toto vysoké napätie opäť znížiť na úroveň, ktorú zvládnu domáce spotrebiče. Túto premenu zabezpečujú transformátory v distribučných rozvodniach alebo priamo pri obytných a priemyselných objektoch.

Transformátory menia elektrinu z technicky efektívnej a vysokonapäťovej na bežnú a bezpečnú, ktorú vieme využiť. Bez ich neustálej práce by bola moderná elektrická sieť doslova nefunkčná.

Zvyšovanie napätia: efektívny prenos z elektrární

Hneď po výrobe elektrickej energie v elektrárňach nastupujú transformátory, ktorých úlohou je zvýšiť napätie z úrovne, na ktorej sa elektrina vyrába, na oveľa vyššie hodnoty. Vyššie napätie znamená nižší prúd pri rovnakom výkone, čo v praxi znamená menšie straty na vedeniach.

Znižovanie napätia: bezpečná energia pre každého

Keď sa elektrina dostane do blízkosti miesta spotreby, nastupujú znižujúce transformátory, ktoré sa nachádzajú v rozvodniach a miestnych trafostaniciach. Rôzne úrovne napätia majú rôzne využitie. Stredné napätie sa využíva vo veľkých priemyselných podnikoch, nízke skôr v domácnostiach, obchodoch a kanceláriách.

transformátorová stanica

Okrem transformácie napätia zabezpečujú transformátory aj galvanické oddelenie rôznych častí siete. To znižuje riziko šírenia porúch a zvyšuje celkovú bezpečnosť systému.

Prispôsobenie napätia pre špecifické potreby

Nie všetky zariadenia fungujú pri bežnom napätí. Niektoré technológie, napríklad medicínske prístroje, dátové centrá alebo špecializované výrobné linky, potrebujú stabilné a presne definované napätie. Optimálnu funkčnosť a ochranu citlivých zariadení zabezpečujú transformátory, ktoré umožňujú presné prispôsobenie napätia. 

Spoločnosť BEZ Transformátory patrí medzi najvýznamnejších hráčov v oblasti výroby a dodávok transformátorov pre distribučné siete. Dodáva transformátory s výkonom od niekoľkých desiatok kVA až po jednotky MVA.

Budúcnosť distribúcie elektrickej energie a úloha transformátorov

Transformátory budú aj naďalej zohrávať nenahraditeľnú úlohu. Zabezpečujú totiž správnu úroveň napätia v každej časti siete, prispievajú k stabilite a bezpečnosti napájania a umožňujú efektívnu integráciu rôznorodých zdrojov energie od solárnych panelov na strechách až po veterné parky a batériové úložiská. Čoraz viac sa totiž hovorí o potrebe integrácie obnoviteľných zdrojov energie.

transformátory pre obnoviteľné zdroje

Rastúci dopyt po elektrine navyše kladie stále vyššie nároky na distribučnú infraštruktúru. Tieto výzvy si vyžadujú inteligentné, flexibilné a spoľahlivé distribučné siete. Preto spoločnosť BEZ Transformátory vyvíja zariadenia s vyššou energetickou efektivitou a spĺňajúce prísnejšie normy Európskej únie pre energetické straty. Vyvíja mnohé flexibilné riešenia, ktoré sa dokážu prispôsobiť špecifickým podmienkam, a tak sa stáva nielen dodávateľom zariadení, ale aj strategickým partnerom v procese modernizácie energetiky. 

Ak hľadáte odborné riešenia v oblasti distribúcie elektrickej energie aj vy, kontaktujte nás. Ponúkame olejové a suché transformátory, ktoré nachádzajú uplatnenie v štandardných distribučných sieťach, ako aj v priemyselných a energeticky náročných prevádzkach. 

Kedy zvoliť epoxidový a kedy olejový transformátor

od

Výber správneho transformátora nie je len technickou záležitosťou, ale rozhodnutím, ktoré ovplyvní jeho bezpečnosť, údržbu a dlhodobé náklady na prevádzku. Medzi najčastejšie typy transformátorov patrí epoxidový a olejový transformátor. Kedy však ktorý zvoliť? Pozrime sa na ich výhody, nevýhody a situácie, v ktorých sa najlepšie uplatňujú.

Čo ich odlišuje

Olejový transformátor je naplnený špeciálnym izolačným olejom, ktorý odvádza teplo a zároveň izoluje vnútorné komponenty zariadenia. 

Epoxidový transformátor má vinutia zalievané epoxidovou živicou, nepotrebuje žiadnu kvapalinu, preto je často označovaný ako suchý.

Kedy sa rozhodnúť pre epoxidový transformátor

Tento typ je ideálny všade tam, kde je prioritou bezpečnosť, čistota a jednoduchá prevádzka. Odporúčame ho do budov, kde sa pohybujú ľudia, ako sú napríklad obchodné centrá, nemocnice, školy a kancelárie. Využitie nachádza v interiéroch s obmedzeným priestorom a požiadavkou na nízku hlučnosť, ale aj v miestach s prísnymi protipožiarnymi a ekologickými normami.

Nehrozí žiadne riziko úniku oleja a aj požiarne riziko je nižšie ako pri olejovom transformátore. Epoxidový transformátor sa vyznačuje minimálnymi nárokmi na údržbu a jeho inštalácia je jednoduchá a rýchla. Obstarávacia cena však môže byť vyššia a aj výkon má svoje obmedzenia.

V BEZ Transformátory vyrábame suché transformátory s výkonom až do 10 000 kVA a s maximálnym napätím zariadenia do 36 kV. Vďaka vysokej seizmickej odolnosti a nízkym stratám energie sú tieto zariadenia vhodné aj do náročného prostredia. 

Kedy zvoliť olejový transformátor

Olejové transformátory ponúkajú vysoký výkon a sú vhodné do náročnejšieho vonkajšieho prostredia. Sú súčasťou trafostaníc, energeticky náročných priemyselných prevádzok a miest, kde sa počíta s veľkým zaťažením alebo extrémnymi klimatickými podmienkami. S vysokým výkonom ide ruka v ruke aj efektívne chladenie. Pri správnej údržbe sa olejový transformátor vyznačuje dlhou životnosťou.

Existuje tu však vyššie požiarne riziko, a preto je pravidelná údržba vždy namieste, či už sa týka kontroly oleja, alebo filtračných systémov. Navyše, nie je vhodný do uzavretých priestorov budov.

olejový transformátor

Spoločnosť BEZ Transformátory patrí medzi popredných výrobcov olejových transformátorov v strednej Európe s viac ako 120-ročnou históriou. Vyrába distribučné transformátory s výkonom od 25 kVA do 16 MVA a s maximálnym napätím zariadenia do 38,5 kV. Vyznačujú sa bezúdržbovou prevádzkou, vysokou spoľahlivosťou, možnosťou použitia ekologických dielektrík a energetickou efektívnosťou.

Rýchle porovnanie

Na záver možno povedať, že suché (epoxidové) aj olejové transformátory od našej spoločnosti predstavujú špičku vo svojej kategórii. Výber medzi nimi však závisí najmä od konkrétneho použitia a prevádzkového prostredia.

Epoxidové transformátory sa vyznačujú vysokou úrovňou bezpečnosti, minimálnou údržbou a kompaktným riešením, čo oceníte v interiéroch, komerčných budovách, nemocniciach či dátových centrách. Vďaka modernému zalievaniu vinutí epoxidovou živicou odolajú vlhkosti, prachu aj vibráciám a nepredstavujú riziko úniku kvapalín.

Na druhej strane, olejové transformátory vynikajú robustnosťou, vyšším výkonom a výborným chladením. To ich predurčuje do priemyselných prevádzok alebo energetických distribučných sietí. 

Zjednodušene povedané, ak hľadáte bezúdržbové a bezpečné riešenie do budovy, zvoľte suchý transformátor. Ak však potrebujete vysoký výkon a prevádzku v náročnom alebo vo vonkajšom prostredí, siahnite po olejovom. V oboch prípadoch sa však môžete spoľahnúť na kvalitu a skúsenosti spoločnosti BEZ Transformátory. 

výroba epoxidových transformátorov

S viac ako 120-ročnou históriou, moderným výrobným zázemím a exportom do desiatok krajín sveta patríme medzi lídrov v strednej Európe. Špecializujeme sa na výrobu olejových aj epoxidových transformátorov, ktoré spĺňajú najprísnejšie technické a ekologické normy. Dokážeme prispôsobiť svoje riešenia rôznym odvetviam od priemyslu a energetiky až po obnoviteľné zdroje a verejné budovy. 

Ak teda hľadáte spoľahlivého partnera v oblasti transformátorov, kontaktujte nás. S nami získate dlhodobého partnera so silným dôrazom na spoľahlivosť, bezpečnosť a trvalú hodnotu. 

Výmena transformátora: kedy dáva zmysel vymeniť starý za nový

od

Transformátory majú obmedzenú životnosť, a preto, ak máte starší model, môže už vykazovať známky opotrebovania. Prejaví sa to zmenou jeho výkonu, účinnosti, ale aj bezpečnosti prevádzky. Dôležitosť transformátorov v elektrickej sieti je nezanedbateľná. Zabezpečujú totiž stabilitu celého systému, a preto vyvstáva otázka, či je výmena transformátora nevyhnutná. Aké sú výhody moderných zariadení a aké máte možnosti pri renovácii? Oplatí sa viac obnoviť a modernizovať staré zariadenie alebo investovať do nového?

Každý transformátor má svoju predpokladanú životnosť

Životnosť transformátora ovplyvňujú viaceré faktory, napríklad teplota prostredia, kvalita použitých materiálov, intenzita prevádzky a spôsob údržby. Aj vysoké zaťaženie a nepravidelná údržba môžu skrátiť jeho životnosť, ktorá sa štandardne pohybuje medzi 25 až 40 rokmi. Aby ste minimalizovali riziká porúch, nevyhnutne musíte vykonávať pravidelnú údržbu a monitorovať stav.

Výmena transformátora: problémy spojené so starými zariadeniami

Starnutím transformátora dochádza k výraznému zníženiu účinnosti, čo vedie k väčším energetickým stratám. Izolačné materiály a ďalšie komponenty sa totiž časom opotrebovávajú. S pribúdajúcim vekom sa zvyšujú straty v jadre a vinutiach. Prevádzka starého transformátora navyše často vedie k vyšším nákladom. Tie môžu postupne presiahnuť náklady na výmenu alebo modernizáciu zariadenia. Staršie transformátory totiž pracujú menej efektívne, čo zvyšuje spotrebu elektrickej energie, a vyžadujú častejšiu údržbu a opravy. Opotrebované komponenty zvyšujú pravdepodobnosť zlyhania a spôsobujú finančné straty. Zlyhanie zariadenia dokonca môže viesť k výpadkom elektrickej energie. Staré transformátory môžu navyše predstavovať aj nebezpečenstvo.

Výmena transformátora

Výhody moderných transformátorov

Investícia do moderných transformátorov sa oplatí. Môžu totiž výrazne zlepšiť efektivitu, bezpečnosť a náklady na prevádzku elektrických sietí navrhnuté s cieľom minimalizovať energetické straty. Tie predstavujú problém hlavne v starších zariadeniach. Vďaka pokročilým materiálom a optimalizovanému dizajnu jadra a vinutia prevádzajú elektrickú energiu s oveľa vyššou účinnosťou. Nové materiály, napríklad kvalitná oceľ, znižujú straty v jadre, ktoré sú nezávislé od zaťaženia. 

Výmenou starého zariadenia za nový moderný model môžete výrazne ušetriť

Nové zariadenia vyžadujú menej údržby, čím sa znižujú náklady na opravy a pravidelnú kontrolu. Majú dlhšiu životnosť a menej sa kazia. 

Medzi hlavné výhody patrí vylepšená spoľahlivosť a bezpečnosť transformátorov vďaka kvalitnejším komponentom, čo znižuje riziko neočakávaných porúch a zlyhaní. Súčasťou moderných modelov sú aj pokročilé bezpečnostné mechanizmy. Neustále sledujú stav zariadenia, a umožňujú predvídať problémy.

S vývojom nových technológií a materiálov sa transformátory stávajú stále výkonnejšie, efektívnejšie a ekologickejšie.

Výmenou starého zariadenia za nový moderný model môžete výrazne ušetriť

Výmena transformátora vs. modernizácia

Výmena starého transformátora za nový je vo vyššie opísaných prípadoch najlepším riešením. Ďalším riešením však môže byť aj renovácia a modernizácia staršieho zariadenia. Jedna z najbežnejších metód je oprava alebo výmena opotrebovaných a poškodených komponentov, napríklad vinutí, izolácie kontaktov alebo príslušenstva. Nie všetky poškodenia totiž vyžadujú celkovú výmenu.

V starších modeloch sa často vyskytujú problémy s izolačnými materiálmi, ktoré sa dajú vyriešiť modernou izoláciou a chladiacim systémom. Do starších transformátorov sa dajú inštalovať aj pokročilé monitorovacie systémy, ktoré monitorujú transformátor v reálnom čase a umožňujú detegovať abnormality ešte predtým, než sa pretransformujú do vážnych problémov.

Ak sa rozhodujete, či renovovať starý transformátor, alebo ho vymeniť za nový, zvážte niekoľko faktorov

Ak náklady na renováciu nepresahujú hodnotu výmeny transformátora a transformátor je stále v dobrom technickom stave, môže byť renovácia výhodnejšia. Výmena je však rozumnejšia v tom prípade, ak náklady na renováciu presahujú cenu nového zariadenia. Aj v prípade, že transformátor vykazuje vážne opotrebovanie, je výmena často najlepším riešením.

Časti transformátora: kľúčové komponenty a ich úloha v distribúcii elektriny

od

Bez transformátorov by nebolo možné efektívne prenášať elektrinu na veľké vzdialenosti. Dochádzalo by k výrazným stratám. Čo sú však tie kľúčové komponenty, ktoré menia napätie striedavého prúdu a umožňujú efektívny prenos i distribúciu elektrickej energie? Aké sú časti transformátora a aká je ich funkcia v prevádzke?

Jadro: srdce transformátora

Jadro je kľúčovým prvkom transformátora. Slúži na vedenie magnetického toku medzi primárnym a sekundárnym vinutím, čím zabezpečuje efektívny prenos energie prostredníctvom elektromagnetickej indukcie. Zameriava a zosilňuje magnetické pole vytvorené prúdom vo vinutí. Čím z kvalitnejšieho materiálu je, tým sa minimalizujú straty energie a zvyšuje účinnosť transformátora.

Jadro sa zvyčajne vyrába z tenkých plechov z elektroocele s izolačnou vrstvou. Plechy sa vrstvia tak, aby sa znížili vírivé prúdy a tým aj tepelné straty. Tento materiál je vybraný pre svoje výborné magnetické vlastnosti – predovšetkým nízku hysteréznu stratu a vysokú magnetickú priepustnosť.

Podľa usporiadania magnetického toku v jadre rozlišujeme dva základné typy konštrukcie jadra:

  • Jadrové (stĺpové) jadro: Vinutia sú umiestnené na ramenách jadra a magnetický tok prechádza najmä cez stĺpy. Tento typ jadra je jednoduchší a často sa používa v energetických aplikáciách.
  • Plášťové jadro: Vinutia sú obklopené jadrom zo všetkých strán, čo vedie k nižším rozptylovým stratám a vyššej mechanickej odolnosti. Takéto usporiadanie je vhodné napríklad tam, kde existujú požiadavky na kompaktnosť a pevnosť.

Výber typu jadra závisí od požiadaviek konkrétnej aplikácie, ako sú veľkosť prúdu, napätie, rozmery a chladiace podmienky.

Vinutia: kľúčový prvok pri transformácii napätia

Vinutia patria medzi kľúčové časti transformátora. Sú to cievky, navinuté na jadro a na princípe elektromagnetickej indukcie umožňujú prenos elektrickej energie medzi obvodmi.

Najčastejšie v transformátore nájdeme:

  • Primárne vinutia, ktoré prijímajú elektrickú energiu zo siete a vytvárajú magnetický tok v jadre. 
  • Sekundárne vinutia, ktoré indukujú elektrické napätie podľa pomeru závitov a dodávajú ho do výstupného obvodu. 

Transformátory so zložitejšou štruktúrou, môžu mať aj terciárne vinutie, pomocné vinutie či vyrovnávacie vinutie.

Vinutia sa vyrábajú z medeného alebo hliníkového vodiča:

  • Medené majú lepšiu vodivosť, menšie straty, ale vyššiu cenu. 
  • Hliníkové sú lacnejšou alternatívou, ale disponujú väčším rozmerom i vyšším odporom. 

Dôležitá je aj izolácia vinutí. Používajú sa rôzne materiály, napríklad lak, papier, polyesterová fólia či epoxidová živica. 

Vinutia: kľúčový prvok pri transformácii napätia

Vinutia zohrávajú v správnej funkcii transformátora kľúčovú úlohu, pretože určujú výstupné napätie a efektivitu prenosu energie. Ak má sekundárne vinutie viac závitov ako primárne, transformátor napätie zvyšuje. Naopak, ak má sekundárne vinutie menej závitov ako primárne, transformátor napätie znižuje. Hovoríme tak o zvyšovacích a znižovacích transformátoroch.

Chladiace časti transformátora

Každý transformátor pri prevádzke generuje teplo. Ak by nebol dostatočne chladený, teplota by nebezpečne rástla, čo by spôsobilo napríklad degradáciu izolácie, zníženie účinnosti a v extrémnych prípadoch až poruchu zariadenia. Výber správneho chladiaceho systému je teda veľmi dôležitý:

  • Olejové chladenie: Efektívne odvádza teplo a predlžuje životnosť zariadenia. Nájdeme ho vo veľkých výkonových transformátoroch v elektrárňach a rozvodných sieťach alebo priemyselných transformátoroch, kde je potrebná vysoká účinnosť.
  • Vzduchové chladenie: Je menej náročné na údržbu a ekologicky prijateľnejšie. Používa sa v malých a stredných distribučných transformátoroch v mestských budovách, ale aj nemocniciach, kancelárskych priestoroch a tuneloch, kde je na prvom mieste bezpečnosť. Nehrozí totiž žiadne riziko úniku oleja.
Chladiace časti transformátora

Ďalšie časti transformátora dôležité pre bezpečnú a efektívnu prevádzku

Okrem hlavných častí, ako sú jadro, vinutia a chladiace systémy, je transformátor vybavený rôznymi doplnkami, ktoré zvyšujú jeho spoľahlivosť, bezpečnosť a funkčnosť a pomáhajú chrániť transformátor pred poškodením. Uľahčujú aj jeho údržbu a zabezpečujú správnu prevádzku:

  • Elektrickú bezpečnosť zvyšujú izolátory, ktoré oddeľujú elektrické vodiče od kostry transformátora a zabraňujú elektrickým skratom (preskokom). 
  • Spoľahlivý prenos elektrickej energie zabezpečujú pripojovacie svorky, ktoré slúžia na pripojenie transformátora k elektrickej sieti. 
  • Na ochranu pred preťažením je transformátor väčšinou vybavený monitorovacím zariadením. V prípade olejových transformátorov aj pretlakovým ventilom, ktorý v prípade preťaženia alebo skratu, ak ich nezachytia iné ochrany, ochráni transformátor pred poškodením. 
  • Prepínače odbočiek umožňujú nastaviť výstupné napätie podľa aktuálnych podmienok siete. Udržujú stabilné napätie a zvyšujú efektivitu zariadenia. 
  • Nadmernému tlaku vo vnútri transformátora zabraňuje expanzná nádoba, ktorá kompenzuje zmeny objemu oleja spôsobené teplotnými výkyvmi. 
  • Včasnú detekciu problémov, ako je napríklad únik oleja alebo prehrievanie, včas odhalia indikátory hladiny oleja a teploty.

Len správne fungovanie týchto komponentov zabezpečí bezpečnú a efektívnu prevádzku. Pomáhajú predchádzať výpadkom, predlžujú životnosť zariadenia a zaisťujú stabilnú dodávku elektrickej energie.

Straty transformátora: prečo sú dôležité a ako ich minimalizovať

od

Každý transformátor, dokonca aj ten najúčinnejší, stráca časť energie formou tepla. Tieto straty transformátora, hoci sa môžu zdať malé, sa v dlhodobom horizonte kumulujú a vedú k vyšším finančným nákladom a negatívnemu vplyvu na životné prostredie. Pozrime sa preto spoločne na rôzne typy strát, ich príčiny, a hlavne metódy minimalizácie.

Straty transformátora majú priamy vplyv na účinnosť a náklady na prevádzku

Aj keď sú transformátory konštruované tak, aby minimalizovali straty, úplne sa im vyhnúť nedá. Poznáme však niekoľko typov strát:

  • Straty naprázdno vznikajú v železnom jadre transformátora. Nazývame ich preto straty v železe. Znižujú účinnosť zariadenia aj v nečinnom stave. Sú to straty nezávislé od zaťaženia. Ich minimalizácia preto zohráva veľmi dôležitú úlohu pri dlhodobom pripojení k sieti a pri transformátoroch, ktoré dlhodobo pracujú v pohotovostnom režime. Dlhodobá prevádzka s vysokými stratami naprázdno môže viesť k výrazným finančným stratám.
  • Straty nakrátko (alebo straty vo vinutí) vznikajú v dôsledku odporu vinutí transformátora, ktorými preteká prúd. Tieto straty priamo závisia od zaťaženia zariadenia – čím je zaťaženie väčšie, tým sú tieto straty vyššie. Preto je nesmierne dôležité navrhnúť transformátor s kvalitným vodičom.

Minimalizujte straty transformátora: zvýšite jeho účinnosť a znížite prevádzkové náklady

Existujú rôzne techniky a technologické riešenia zamerané na zníženie strát naprázdno, nakrátko i nezáťažových strát:

  • Optimalizácia návrhu jadra: Jadro zohráva významnú úlohu pri vzniku strát naprázdno. Znížiť straty však môžu kvalitné materiály (kremíková oceľ), ktoré znižujú straty v jadre a zlepšujú celkovú účinnosť zariadenia. Dôležité je aj zníženie vírivých prúdov, čo môžeme dosiahnuť laminovaním jadra. Jadro tvoria tenké plechy oddelené od seba izolačnou vrstvou.
  • Optimalizácia návrhu vinutia: Straty vznikajúce v dôsledku odporu vodičov je možné znížiť použitím materiálov s nižším odporom. Dôležitá je aj optimalizácia geometrie vinutia. Správnym usporiadaním vinutí vieme zlepšiť účinnosť transformátora.
  • Použitie moderných technológií: Moderné technológie dokážu vyriešiť aj problém dlhodobo pripojeného transformátora k sieti. Existujú materiály s nižšími hysteréznymi i vírivými stratami a aj moderné riadiace systémy optimalizujúce zaťaženie zariadení v reálnom čase.
odpis elektriny

Straty transformátora a ich vplyv na prevádzkové náklady a životné prostredie

Prítomnosť strát priamo znižuje účinnosť zariadenia. Straty v železe (naprázdno) znižujú účinnosť aj pri nízkom zaťažení alebo dokonca v pohotovostnom režime. Straty vo vinutiach (nakrátko) stúpajú so zaťažením. Vyššia účinnosť transformátora znamená nižšie straty, a to sa prejaví nižšou spotrebou energie i stabilnejšou prevádzkou. Naopak, vyššie straty v transformátore zvyšujú spotrebu energie. Okrem toho môžu zvýšiť náklady na chladenie i údržbu. Straty sa totiž premieňajú na teplo, ktoré je potrebné odvádzať, a to si vyžaduje účinný chladiaci systém. Dlhodobé vystavenie vyšším stratám môže znížiť životnosť, čo zasa vedie k častejším opravám.

Energetické straty v transformátoroch nepriamo ovplyvňujú aj životné prostredie. Výška spotrebovanej energie má vplyv na tvorbu emisií skleníkových plynov. Environmentálnu záťaž zvyšuje aj častejšia likvidácia transformátorov s kratšou životnosťou v dôsledku vysokých strát.

Investícia do účinných transformátorov prinesie významné dlhodobé výhody

Hoci počiatočné náklady na moderné a nízkostratové transformátory môžu byť vyššie, v konečnom dôsledku vedie minimalizácia strát k výraznej úspore energie, zníženiu prevádzkových nákladov a predĺženiu životnosti zariadenia. Vyššie vstupné náklady sa tak vrátia už po niekoľkých rokoch aj v podobe nižších účtov za energie a znížených prevádzkových výdavkov.

šetrenie na elektrine, straty transformátora, minimalizácia strát

Minimalizácia strát vedie k dlhodobým úsporám energie a nákladov. Pri nepretržitej prevádzke môže úspora energie predstavovať významné finančné výhody. Medzi výhody kvalitných transformátorov patrí menej porúch a prestojov, čo znamená nižšie náklady na opravy a výmenu zariadení. Spoľahlivejšia prevádzka s menším rizikom neočakávaných porúch predstavuje len jednu z významných výhod predĺženej životnosti.

Ak hľadáte efektívne a spoľahlivé riešenia, neváhajte kontaktovať spoločnosť BEZ TRANSFORMÁTORY. Pomôžeme vám vybrať najvhodnejšie zariadenie, pričom zohľadníme vaše špecifické potreby. Poskytneme vám aj komplexné poradenstvo v oblasti minimalizácie strát a optimalizácie energetickej účinnosti.

Výkon transformátora: čo v skutočnosti znamená a prečo na ňom záleží

od

Pri prenose a distribúcii elektrickej energie hrajú kľúčovú úlohu transformátory. Umožňujú efektívne znižovanie a zvyšovanie napätia. Tak dokážu minimalizovať straty pri prenose elektriny na dlhé vzdialenosti. Z pohľadu stability celej energetickej siete je výkon transformátora kľúčový. Nevhodne dimenzovaný môže viesť nielen k energetickým stratám. Čo ďalšie hrozí sa dozviete v nasledujúcich riadkoch.

Výkon transformátora v jednotkách kilovolt-ampér (kVA) alebo megavolt-ampér (MVA)

Vyjadruje množstvo elektrickej energie, ktorú je zariadenie schopné efektívne preniesť medzi vstupnou a výstupnou stranou. Firma BEZ TRANSFORMÁTORY vyrába olejové zariadenia od 50 kVA do maximálneho výkonu 16 MVA a suché varianty s liatou izoláciou vo výkonoch od 100 kVA do maximálne 10 MVA, pri maximálnych napätiach zariadení do 38,5 kV.  

Faktory ovplyvňujúce efektívnu prevádzku 

Príliš nízky výkon transformátora, môže viesť k jeho preťaženiu, zatiaľ čo zariadenie s nadbytočne vysokým výkonom je neefektívne i zbytočne finančne nákladnejšie.

Znížený výkon transformátora môže spôsobiť vyššie teploty, ktoré znižujú schopnosť zariadenia odvádzať teplo. Napríklad olejové modely majú vyššiu schopnosť odvádzať teplo než suché. Výber správneho typu chladenia tak priamo ovplyvňuje aj výkon a životnosť zariadenia.

skrat v elektrickej sieti, výkon transformátora
Pre bezproblémovú prevádzku je veľmi dôležitá kvalita napájacieho napätia. Kolísanie môže spôsobiť vyššie straty a znížiť účinnosť.

Transformátor dosahuje najlepšiu účinnosť pri zaťažení v rozsahu 50 až 70 % nominálneho výkonu

Pri nízkom zaťažení nedokáže naplno využiť svoje kapacity. Na druhej strane, pri preťažení môže dôjsť k prehrievaniu a nárastu tepelných strát.

Pomer medzi činným a zdanlivým výkonom určuje účinník (cos φ).  Pri optimálnej prevádzke dosahuje spravidla najvyššie hodnoty, čo znamená že zariadenie pracuje efektívne a maximalizuje dodávku užitočnej energie.

Správne dimenzovaný výkon transformátora minimalizuje straty a prispieva k rovnomernému rozloženiu napájania

Pri výbere výkonu zvážte predovšetkým očakávané zaťaženie siete. Myslite aj na to, že pri inštaláciách v obmedzených priestoroch, ako sú napríklad mestské trafostanice, vyšší výkon zároveň znamená aj väčšie rozmery a náročnejšie priestorové požiadavky.

veľký priemyselný transformátor, výkon transformátora

Iný výkon transformátora potrebujete do priemyselných prevádzok a elektrární a iný do verejných budov, obchodných centier a nemocníc.

Ako nájsť optimálne riešenie? Odporúčanie pri výbere transformátora

Vypočítajte si koeficient zaťaženia a zvoľte primeraný výkon.  Zohľadnite aj priestorové možnosti, vlhkosť, teplotu a prašnosť prostredia. Zvážte, či ide o vonkajšiu, alebo vnútornú inštaláciu. Vonkajšie priestory umožňujú použitie väčších jednotiek. Olejové modely sú vhodnejšie pre vonkajšie aplikácie napríklad pre umiestnenie v trafostanici, zatiaľ čo suché typy sú prednostne určené do vnútorných prevádzok napríklad v priemysle. 

Spoločnosť BEZ TRANSFORMÁTORY patrí medzi lídrov v oblasti výroby a ponúka široké portfólio produktov navrhnutých pre rôzne potreby a aplikácie. Poskytujú dlhodobú a efektívnu prevádzku a predstavujú moderné riešenie s dôrazom na bezpečnosť a ekologickosť. Spoločnosť sa prispôsobuje potrebám trhu, investuje do výskumu i vývoja a vyvíja produkty, ktoré spĺňajú tie najprísnejšie normy. Dodáva optimálne riešenia a uspokojuje potreby rôznych zákazníkov od malých podnikov až po veľké priemyselné korporácie. 

Ak hľadáte spoľahlivé a efektívne riešenie, kontaktujte nás. Ponúkame široké portfólio olejových a suchých transformátorov, ktoré vám pomôžeme prispôsobiť presne vašim potrebám.

Sme jediný výrobca distribučných transformátorov na Slovensku s viac ako 120 ročnými skúsenosťami a s projektovanou životnosťou 30 rokov.

Produkty

Olejové transformátory

Suché transformátory

Špeciálne transformátory

Transformátory pre obnoviteľné zdroje energií

Linky

Referencie

Na stiahnutie

Kariéra

Kontakt

Kontakty

Rybničná 40, 835 54

Bratislava

+421 918 791 820

Certifikácie:

Certifikát ISO 9001

Certifikát ISO 14001 

Certifikát ISO 45001

Zásady používania cookies | GDPR | Všeobecné obchodné podmienky

©2025 BEZ TRANSFORMÁTORY