prenos energije Archives - Automatika.rs

Prva ABB mobilna transformatorska stanica u Srbiji za brže reagovanje

Marko Nikolić — Thu, 02 May 2019 08:08:12 +0000

Elektroprivredi Srbije (EPS) je svečano predata na upotrebu najveća mobilna transformatorska stanica naponskog nivoa 110/35 kV, snage 20 MVA i težine 70 tona, koja je montirana na vozilu dužine 20 metara. Ona predstavlja donaciju Evropske unije (EU) i omogućiće brzo reagovanje u slučaju prirodnih nepogoda. U redovnom režimu ova transformatorska stanica raspoređena u Beogradu biće korišćena kao zamenski kapacitet tokom rekonstrukcije postojećih transformatorskih stanica. EPS je od EU dobio i tri manje transformatorske stanice od po 35 kV, koje će biti raspoređene u distributivnim područjima Kraljeva, Niša i Kragujevca.

Po rečima Milorada Grčića, v.d. direktora EPS-a, donacija mobilnih transformatorskih stanica predstavlja krunu višegodišnje saradnje sa Evropskom unijom koja je intenzivirana 2014. godine, kada su poplave zadesile Srbiju i dodao da je pomoć veoma važna, jer sa ovakvim transformatorskim stanicama može se mnogo lakše i efikasnije raditi rekonstrukcija bilo koje transformatorske stanice te snage, a da potrošači to i ne osete.

„Ova donacija ne pokazuje sebe samo kroz finansijsku vrednost, već je to kruna saradnje koja je intenzivirana 2014. godine, kada su velike poplave zadesile Srbiju. Najpre smo se bavili sanacijama, a sada smo na nivou da se bavimo prevencijama, što je najvažnije“, poručio je Milorad Grčić prilikom primopredaje transformatorske stanice, u društvu predstavnika EU u Republici Srbiji.

Donacija Evropske unije za ovaj projekat deo je IPA II nacionalnog programa za Srbiju koji je namenjen otklanjanju posledica poplava 2014. godine.

„Evropska unija je odmah pritekla u pomoć kada su se dogodile strašne poplave i ovo je nastavak tog čina prijateljstva. Ovakva mašina koja je najnovija reč tehnologije, omogućiće Srbiji da odmah može da reaguje u hitnim slučajevima“, rekao je Sem Fabrici, ambasador Evropske unije u Srbiji, zahvalivši se svim učesnicima u ovom projektu.

Najveća moblina transformatorska stanica proizvedena je u fabrici kompanije ABB u Italiji

„Realizacija donacije doprineće dugoročnom poboljšanju tehničkih performansi distributivne srednjenaponske mreže, pouzdanijem snabdevanju građana i privrede električnom energijom, kao i boljoj reakciji u vanrednim situacijama i neočekivanim i ekstremnim vremenskim uslovima”, izjavio je Aleksandar Ćosić, direktor kompanije ABB u Srbiji.

U realizaciji projekta uključeno je više ABB kompanija: ABB Italija, kao glavni izvođač i konstruktor mobilne transformatorske stanice, proizvođač visokonaponskog rasklopnog postrojenja i energetskog transformatora 20MVA, zatim ABB Nemačka kao proizvođač srednjenaponskog razvodnog postrojenja i ABB Finska kao proizvođač opreme relejne zaštite i sistema upravljanja za kompletnu transformatorsku stanicu.

ABB d.o.o.

Bulevar Peka Dapčevića 13
11000 Beograd

Tel: 011 3094 300
Fax: 011 3094 343

www.abb.rs

The post Prva ABB mobilna transformatorska stanica u Srbiji za brže reagovanje appeared first on Automatika.rs.

Japan blizu pronalaska načina da sakuplja solarnu energiju iz svemira

Marko Nikolić — Mon, 08 May 2017 00:00:57 +0000

Zadnjih deset godina Japanska Svemirska Agencija, JAXA, veoma predano radi na razvoju tehnologija za bežični prenos električne energije, koje bi bile primenjene u projektu Space Solar Power Systems. Zadatak projekta SSPS je da omogući prenos solarne energije iz svemira na zemlju.

Kompanija Mitsubishi je već testirala ovu tehnologiju ali na površini Zemlje. Dobijeni rezultati su bili veoma obećavajući tako da se očekuje nastavak razvoja i testiranje iz svemira. Iz komapanije kažu da će testirana tehnologija biti osnova za razvoj SSPS projekta. Predviđeno je da se energija prikupljena na solarnim panelima koji bi se nalazili na udaljenosti od 36 hiljade kilometara od Zemlje, u njenoj orbiti, transportuje laserskim putem do prijemnika na površinu naše planete.

Inženjeri kompanije Mitsubishi su uspeli da prenesu 10KW energije na udaljenost od 500m. Što je veoma mala razdaljina kada se pogleda gde je planirano da se ova tehnologija koristi, ali iz kompanije uveravaju da će doći do rešenja u narednih deset godina.

Ova tehnologija već sada može naći primenu, energija od 10KW je sasvim dovoljna da se napajaju kuhinjski aparati u domaćinstvu pa i za osvetljenje. A postoji nada da će ova tehnologija konačno zameniti kablove i dodatno olakšati snabdevanje električnom energijom u nerazvijenim i nepristupačnim mestima, a samim ti učiniti energiju jeftinijom i sačuvati životnu sredinu.

Da podsetimo da je i naš čuveni naučnik Nikola Tesla predano radio na razvoju ove tehnologije, kako bi omogućio da cela naša planeta dobije električnu energiju i da ona bude besplatna.

The post Japan blizu pronalaska načina da sakuplja solarnu energiju iz svemira appeared first on Automatika.rs.

Teslin kalem ili Teslin transformator

Marko Nikolić — Fri, 24 Mar 2017 17:35:58 +0000

Teslin kalem je dobio naziv po čuvenom srpskom naučniku Nikoli Tesli i on predstavlja visoko-frekventni transformator koji radi pri visokom naponu.

Koristi se za proizvodnju veoma visokog napona visoke frekvencije. Nikola Tesla je ovaj transformator koristio u eksperimentalne svrhe za proizvodnju munja, istraživanje električnog osvjetljenja, fosforescencije, proizvodnju rendgenskih zraka, elektroterapije, bežičnog prenosa električnih i radio signala i energije na daljinu.

Kao i skoro svi transformatori, Teslin kalem poseduje dva odvojena kola – primar i sekundar. Na primaru je dodat HV kondenzator i koji uz induktor (kalem) tako povezan formira LC kolo ili rezonantno (oscilatorno) kolo. U kolu nalazi se još i zazor tj. iskrište. Kondenzator skladišti energiju u svom električnom polju, dok kalem energiju skladišti u svom magnetnom polju. Skladištenje energije osciluje u strujnom kolu u rezonantnoj frekvenciji. Kada na primar Teslinog kalema povežemo električni izvor dobija se sistem isporučivanja naelektrisanja.

Sekundar se sastoji od namotaja žice i elektroda. Ovi namotaji se nalaze u istom delu prostora koji zauzima kalem primarnog kola. Kako promenljivo magnetno polje stvara električno polje koje pomera naelektrisanja duž sekundarnog kalema, ono poseduje veoma veliku energiju, što predstavlja visokonaponsko naelektrisanje, koje se akumulira u elektrodama sekundarnog kalema i stvara brojne iskre tj. munje.

Kod većine kola koja moraju da imaju zatvorene petlje, sekundar Teslinog kalema to ne mora. Teslin kalem u svom originalnom obliku mogao je da proizvodi napon od 10-12 miliona volti, što je dovoljno da izazove munju tj. električno pražnjenje u vazduhu dugu i do četrdeset metara. Krajnje elektrode izbacuju naelektrisanje u okolni prostor, a mnoge varnice nađu svoj put kroz vazduh ka drugim elektrodama. Pošto se pravac elektrona kroz sekundarni kalem stalno menja napred-nazad (zbog oscilatornog kola), Teslin kalem predstavlja visoko-frekventni uređaj čije se naelektrisanje elektroda menja od pozitivnog ka negativnom i obrnuto i po nekoliko miliona puta u sekundi. Ova brza promena naelektrisanja, kao i promenljivo električno i magnetno polje čine Teslin kalem, između ostalog i veoma snažnim emiterom elektromagnetnih talasa.

Teslin kalem tj. transformator imao je nekoliko konstrukcija, sa kojima je pokušavo da izvrši bežični prenos električne energije i informacija na daljinu. Dan-danas je princip rezonantne podešenosti predajnog i prijemnog kola univerzalno prihvaćen za sve radio prijemnike i predajnike.

Što se tiče bežičnog prenosa električne energije u većoj količini još uvek se nije uspelo. Sam Tesla je tvrdio da je efikasnost Teslinog transformatora u prenosu energije veća od prenosa energije klasičnim oscilatorima (Hercov oscilator). A to je donekle i demonstrirao svojim čuvenim eksperimentima u Kolorado Springsu, gde je uspeo da upali sijalicu od 25W priključenu na Teslin transformator podešen kao prijemnik. Prijemni kalem je jednim krajem uzemljen, ali nije bilo nikakve direktne žične veze između predajnika i prijemnika. Daljina između prijemnika i predajnika je bila nekoliko desetina metara.

Primena Teslinog transformatora

Teslin transformator se danas koristi u edukativne svrhe i za zabavu, a može se videti naučnim muzejima i sajmovima radi proizvodnje kraćih munja, što je zanimljivo posetiocima.

Kola slična Teslinom transformatoru su korišćena u radio-predajnicima sa iskrištem za bežičnu telegrafiju, sve do razvoja jačih predajnika sa elektronskim cevima 20-ih godina, prošlog veka. U predajnicima sa iskrištima su korišćena i druga električna kola, ali su sva koristila rezonantni princip koji je prvi Tesla uveo u radio-tehniku.

Danas postoje elektronski oscilatori, ali je Teslin originalni dizajn sa iskrištem vrlo pouzdan i otporan na vrlo visoke napone.

Teslin transformator se može koristi:

Za stvaranje plazme, loptastih munja
U akceleratorima i razbijačima atomskih čestica
Za Kirlijanovu fotografiju – snimanje ”aure”
U rendgenografiji
Za proizvodnju ozona
Kao izvor udarnih napona pri visokonaponskim merenjima
Za sterilizaciju vode i vazduha

The post Teslin kalem ili Teslin transformator appeared first on Automatika.rs.

Proračun namotaja i izrada transformatora

Marko Nikolić — Wed, 08 Jun 2011 00:00:00 +0000

Transformator je električni uređaj koji transformiše energiju iz jednog kola u drugo, posredstvom magnetne sprege, bez ikakvih pokretnih delova. Transformator se sastoji od dva (ili više) spregnuta namotaja ili jednog namotaja sa više izvoda, i u većini slučajeva magnetnog jezgra koje koncentriše magnetni fluks. Naizmenična struja u jednom namotaju će indukovati struju u drugim namotajima. Transformatori se koriste da spuštaju ili dižu napon, da menjaju impedansu i da obezbede električnu izolaciju između kola.

Osnovni princip rada

Najprostiji transformator se sastoji iz dva namotaja – primara i sekundara. Ako se vremenski promenljiv napon Up priključi na primar od Np navojaka, struja koja tada teče kroz njega indukuje magnetnomotornu silu (MMS). Kao što elektromotorna sila (EMS) tera struju kroz električno kolo, tako i MMS tera magnetni fluks oko magnetnog kola. MMS na primaru izaziva promenljiv magnetni fluks Φp u jezgru i indukuje EMS koja je suprotnog smera u odnosu na Up. Prema Faradejevom zakonu elektromagnetne indukcije, indukovan napon kroz primar je direktno proporcionalan brzini promene fluksa:

Up=Np\frac{d\Phi p}{dt}

Slično, napon koji je indukovao međusobni fluks kroz sekundar je:

Us=Ns\frac{d\Phi s}{dt}

U idealnom slučaju, fluks na sekundaru je jednak onome u primaru i zato se mogu izjednačiti Φp i Φs. Iz ovog sledi:

$\frac{Up}{Us}=\frac{Np}{Ns}$

Dakle, u idealnom transformatoru, odnos primarnog i sekundarnog napona je jednak odnosu broja navojaka u namotajima, tj. napon po jednom navojku je isti u oba namotaja. Odnos struja u primaru i sekundaru je obrnuto proporcionalan odnosu broja navojaka. Ovo vodi najčešćoj upotrebi transformatora: preobražavanju električne energije jednog napona u električnu energiju drugog napona upotrebom namotaja sa različitim brojem navojaka.

EMS u sekundaru, u slučaju da je priključen na neko električno kolo, izaziva tok struje u njemu. MMS koju proizvodi struja u sekundaru je u opoziciji MMS primara i teži da poništi fluks u jezgru. Pošto smanjeni fluks smanjuje EMS indukovanu u primaru, u njemu teče povećana struja. Rezultat povećanja MMS zbog struje u primaru će izjednačiti efekat suprotne sekundarne MMS. Na ovaj način, električna energija dovedena na primar prenosi energiju na sekundar.

Na primer, ako je snaga od 50 VA dovedena na transformator čiji je odnos broja navojaka 25:2.

S=E*I

(snaga = EMS · jačina struje)

50VA=2Vx25A u primaru, kada transformator promeni dobijamo 50VA=25Vx2A u sekundaru.

U praksi, visokonaponski namotaj ima više navojaka tanke žice, a niskonaponski malo navojaka debele žice. Pošto jednosmerni napon neće dati promenljivi fluks u jezgru, ni EMS neće biti stvorena i struja koja teče kroz transformator će biti beskonačno velika. U praksi, redna veza otpornosti navojaka će ograničiti jačinu struje koja može teći, sve dok transformator ne dostigne termalnu ravnotežu ili bude uništen.

Gubici i stepen iskorišćenja

Idealni transformator nema gubitaka i zato je stepen iskorišćenja 100%. U praksi se energija rasipa zbog otpornosti namotaja (poznato kao gubici u bakru) i magnetnih efekata koji se prvenstveno dešavaju u jezgru (poznato kao gubici u gvožđu). Transformatori obično imaju vrlo visok stepen iskorišćenja i veći transfomatori (od 50 MVA i više) imaju stepen iskorišćenja od 99,75%. Mali transformatori koji se koriste u uređajima potrošačke elektronike imaju manje od 85% efikasnosti.

Konstrukcija transformatora

Transformatori koji se koriste na industrijskim i audio učestanostima imaju jezgro načinjeno od mnogo tankih slojeva dinamo limova. Zbog koncentrisanja fluksa, ti slojevi su obmotani primarom i sekundarom. Pošto je čelično jezgro provodno, ono takođe ima struje indukovane zbog promenljivog magnetnog fluksa. Svaki sloj je izolovan od obližnjeg sloja da bi se smanjili gubici zbog vrtložnih struja koje zagrevaju jezgro. Uobičajeno slojevito jezgro je napravljeno od limova u obliku latiničnih slova ”E” i ”I”, što im je dalo ime ”EI” transformatori.

Izvesni tipovi transformtora mogu imati zazore napravljene u magnetnim putanjama da spreče zasićenje. Ovi zazori mogu biti korišćeni da ograniče struju u kratkom spoju, kao što je slučaj u transformatorima za neonske svetiljke.

Torusni transformatori su napravljeni oko jezgra u obliku prstena, koje je napravljeno od dugih traka od silicijumskog čelika ili permaloja obavijenih u namotaj, od gvožđa u prahu ili ferita, zavisno od radne učestanosti. Konstrukcija u obliku traka obezbeđuje da su granice traka optimalno poravnate, povećavajući efikasnost transformatora smanjivanjem opiranja jezgra. Oblik zatvorenog prstena eliminiše vazdušne zazore ubačene u konstrukciju EI jezgara. Poprečni presek prstena je obično kvadratnog ili pravougaonog oblika, ali su skuplja jezgra kružnog preseka takođe prisutna. Primar i sekundar su često namotani koncentrično da prekriju celu površinu jezgra. Ovo smanjuje dužinu potrebne žice i takođe obezbeđuje zaklon da smanji magnetsko polje jezgra od stvaranja elektromagnetnih interferencija.

Torusna jezgra su efikasnija od jeftinijih slojevitih EI jezgara. Druge prednosti u odnosu na EI – su manja veličina (za oko polovinu), manju težinu (za oko polovinu), manje mehaničko zujanje (čineći ih superiornim u audio pojačavačima), manjim spoljašnjim magnetskim poljem (oko jedne desetine), postavljanje na jedan stub i više izbora oblika. Glavna mana je veća cena. Nedostatak konstrukcije torusnih transformatora je viša cena po namotaju. To za posledicu ima da se torusni transformatori retko sreću iznad nekoliko KVA. Mali distribucioni transformatori mogu da iskoriste neke prednosti torusnog jezgra deleći ga i otvarajući ga, a zatim ubacujući klupko koje sadrži namotaje.

Kada se namešta torusni transformator, važno je izbeći slučajno kratko spajanje kroz jezgro. Ovo se može desiti ako je čeličnom stubu jezgra dozvoljeno da dodirne metalne delove sa oba kraja, što može izazvati da opasno velika struja teče kroz stub.

U većini realnih transformatora, primar i sekundar su kalemi sa više navojaka provodne žice jer svaki navojak doprinosi magnetskom polju, stvarajući veću magnetnu indukciju nego što bi samo jedan navojak uradio. Žice susednih navojaka i raličitih namotaja moraju biti izolovane jedne od drugih.

Provodni materijal korišćen za namotaje zavisi od namene. Transformatori malih snaga i signalni transformatori su namotani od žice punog preseka, izolovanim emajlom ili ponekad dodatnom izolacijom. Veliki energetski transformatori mogu imati namotaje od bakra ili aluminijuma pravougaonog preseka ili užastog preseka za vrlo velike struje. Transformatori na visokim učestanostima koji rade na učestanostima od stotina KHz imaju namotaje od licnovane žice, da smanje gubitke u provodniku zbog skin (površinskog) efekta. Kod malih transformatora, kao izolacija namotaja se koristi lak.

Proračun namotaja za transformator sa ”EI” jezgrom

Osnovni podaci koji su potrebni za proračun su:

Up – Napon primara [V]
Us – Napon sekundara [V]
S – Snaga transformatora [VA]
Sp – Dimenzija jezgra [cm²]
Ip – Struja primara [A]
Is – Struja sekundara [A]
Dp – Debljina žice primara [mm]
Ds – Debljina žice sekundara [mm]
J – Gustina struje [A/mm²]

Ukoliko pretpostavimo da je napon primara 230V / 50 Hz, konstanta za dimenzionisanje jezgra je 45. Površina jezgra je u cm², a dobija se množenjem strana kalema (Sp = a x b).

Broj namotaja primara i sekundara Ns i Np, dobijemo iz formule:

Nx = 45/S (broj zavoja žice za 1 V)

$Np=N*Up$ , potreban broj namotaja na primaru

$Ns=N*Us$ , potreban namotaj na sekundaru (zavisi još i o potrebnom naponu na izlazu)

Struju primara i sekundara izračunavamo formulom:

$Ip=\frac{S}{Up}$ [A], struja primara

$Is=\frac{S}{Us}$ [A], struja sekundara

Pod preptostavnom da je gustina struje konstantna vrednost (J = 2,5 A/mm²), tada se debljina žice izračunava formulom:

$Dp=0.7\sqrt{Ip}$ [mm] , debljina žice primara

$Dsp=0.7\sqrt{Is}$ [mm], debljina žice sekundara

Izrada transformatora

Kad izračunamo sve potrebne podatke sledi namotavanje, uvek se prvo namotava primar, tako da se žica namotava po mogućnosti jedna do druge, ali može i jedna preko druge, ali ne sme se ukrštati.

Nakon namotanog primara, on se obmota prešpan papirom (debljina 0.1 do 10 mm), kako bi se primar odvojio od sekundara. Namotaji moraju biti čvrsti jer će u protivnom slučaju doći do većih vrtložnih struja, te će trafo imati dosta gubitaka, i grejati se. Sekundar se takođe mota navoj do navoja, dok se svaki red ne omota prešpanom, i tako do završetka.

Isključivo se koristi bakarna žica jer ima manji otpor i samim tim manji su gubici, a ne aluminijumska žica jer bi u tom slučaju debljina žice bila veća i samim tim bi u nekom trenutku zafalilo mesta za namotavanje.

Što se tiče merenja debljine žice koja se koristi za namotavanje transformatora treba da se spali lak sa nje jer se u današnje vreme lak žica uglavnom lakira dva puta što može dovesti do pogrešnih rezultata.

Nakom namotavanja i postavljanja izvoda primara i sekundara (obavezno obeležiti krajeve) ostaje još da se pravilno poređaju transformatorski limovi koji čine jezgro, a to se radi tako što se prvo uklope svi limovi oblika E, ali naizmenično (jedan stavljati sa jedne a drugi sa druge strane). Nakon toga potrebno je uklopiti između i limove oblika I i stegnti jezgro da ne bilo brujanja. Ako kojim slučajem bude brujanja, transformator treba potopiti u posebno ulje i zagrejati ga do 80^oC, nakon sušenja neće više biti brujanja. Naravno treba biti pažljiv pri postavljanju limova da ne bi došlo do oštećenja žice tj. namotaja.

Karakteristike lak žice i jezgra transformatora možete pronaći ovde.

Deo teksta je preuzet sa:

www.sr.wikipedia.org
www.napravi-sam.com

The post Proračun namotaja i izrada transformatora appeared first on Automatika.rs.