3 najczęstsze przełożenia transformatorów SN – kiedy wybrać 10/0,69 kV, 15,75/0,42 kV lub 20/0,4 kV

Czas czytania: 6 minut.

Na każdej budowie są momenty, które powtarzają się jak rytuały.

Jeden z nich przychodzi zaraz po otwarciu projektu: wybór przełożenia transformatora.

Nie jest to tylko zestaw liczb.

To decyzja, która zdecyduje, czy cała instalacja będzie działać z precyzją zegarka, czy raczej zafunduje ekipie serię strat, przeciążeń i nieprzewidzianych korekt.

Ten artykuł powstał z myślą o projektantach, wykonawcach, inwestorach i kierownikach robót, którzy szukają czegoś więcej niż suchych parametrów katalogowych.

Dowiesz się, jak poszczególne przełożenia mają swój charakter, kiedy warto je stosować i jakie konsekwencje niesie wybór nieodpowiedniego wariantu. Na końcu zrozumiesz, dlaczego konfiguracje 10/0,69 kV, 15,75/0,42 kV i 20/0,4 kV stały się filarami nowoczesnej elektroenergetyki.

Czeka Cię podróż przez uzwojenia, harmoniczne i zjawiska cieplne - opowiedziana z perspektywy praktyków, którzy każdego dnia zamieniają energię w niezawodność.

 

Sztuka transformacji energii – coś więcej niż liczby

Transformator nie tylko zmienia napięcie, ale nadaje charakter całemu systemowi.

Za pozornie prostą liczbą „10/0,69 kV" kryją się decyzje o kompatybilności, sprawności i bezpieczeństwie. Dobór odpowiedniego przełożenia wymaga spojrzenia na tzry światy jednocześnie: sieć dystrybucyjną, urządzenia odbiorcze oraz przyszły rozwój instalacji.

Każde z typowych przełożeń, jakie spotykamy w transformatorach SN/nn, powstało z konkretnej potrzeby.

Jedno zapewnia idealne dopasowanie do przemysłowych falowników, inne jest złotym środkiem dla farm fotowoltaicznych, a jeszcze inne gwarantuje zgodność z siecią niskiego napięcia w tysiącach lokalizacji w Europie.

 

 

10 kV / 0,69 kV – język elektroniki mocy

To przełożenie pojawia się tam, gdzie rządzi wysoka moc i nowoczesne systemy zasilania.

Spotkasz je w magazynach energii, dużych falownikach czy stacjach ładowania pojazdów elektrycznych, w których urządzenia po stronie niskiego napięcia pracują z napięciem znamionowym 690 V AC.

Transformator o takim przełożeniu pozwala utrzymać równowagę pomiędzy napięciem a prądem, nie przeciążając uzwojeń. Z technicznego punktu widzenia zapewnia bardzo dobrą stabilność oraz minimalne straty przy dużych prądach roboczych.

To z kolei chroni elektronikę mocy – wrażliwą, precyzyjną i wymagającą idealnie czystego napięcia.

W praktyce 10/0,69 kV wybiera się wtedy, gdy kluczowe znaczenie ma kontrola parametrów zasilania i współpraca z przetwornicami częstotliwości.

Zbyt duże różnice napięć w takich układach mogłyby prowadzić do przegrzewania, a nawet uszkodzeń elementów półprzewodnikowych. Dlatego to przełożenie stało się standardem dla nowoczesnych instalacji przemysłowych i infrastruktury pojazdów elektrycznych.

 

 

15,75 kV / 0,42 kV – złoty środek dla farm fotowoltaicznych

To przełożenie jest jak idealne ciśnienie w oponach: ani za wysokie, ani za niskie.

Stosuje się je tam, gdzie system fotowoltaiczny musi współpracować z siecią 15 kV, a falowniki pracują w zakresie 400–420 V.

Dlaczego 15,75 kV? Bo pozwala uzyskać napięcie wtórne doskonale dopasowane do wymagań współczesnych inwerterów, a jednocześnie daje zapas do regulacji odczepami (tzw. „tappingami"). Dzięki temu można utrzymać optymalny punkt pracy niezależnie od wahań napięcia w sieci średniego napięcia.

To rozwiązanie popularne szczególnie w Polsce i Niemczech, gdzie sieci 15 kV są powszechne, a elektrownie PV rozwijają się dynamicznie.

Właściwy dobór przełożenia ma tu bezpośredni wpływ na efektywność całej instalacji – im lepiej dopasowane napięcie, tym mniejsze straty na etapie konwersji i wyższy uzysk energii.

Z ekonomicznego punktu widzenia to kompromis między kosztami transformatora a jego wydajnością. W efekcie 15,75/0,42 kV stało się dziś jednym z najczęściej zamawianych przełożeń w transformatorach dla farm słonecznych i małych systemów przemysłowych zasilanych z sieci 15 kV.

 

20 kV / 0,4 kV – klasyka, która się nie starzeje

Jeśli któreś przełożenie zasługuje na miano „legendy", to właśnie 20/0,4 kV.

Od dziesięcioleci stanowi ono podstawę dystrybucji energii w Europie. Proste, niezawodne i dobrze znane wszystkim projektantom oraz operatorom systemów dystrybucyjnych.

Dlaczego wciąż dominuje? Bo jest uniwersalne. Występuje w transformatorach zasilających całe osiedla, zakłady produkcyjne, szkoły i centra handlowe. Łączy sieci średniego napięcia o wartości 20 kV z typową instalacją niskonapięciową 400/230 V.

Takie dopasowanie gwarantuje pełną kompatybilność z rozdzielnicami nn, urządzeniami pomiarowymi i zabezpieczeniami.

Z punktu widzenia niezawodności trudno o lepsze rozwiązanie.

Przy prawidłowej eksploatacji transformator 20/0,4 kV potrafi pracować nieprzerwanie przez 30–40 lat, a jego konserwacja jest prosta i tania. Dodatkowo ta konfiguracja umożliwia bezproblemowe przyłączenie większości odbiorników komercyjnych i przemysłowych bez potrzeby stosowania dodatkowych transformacji.

To także przełożenie najczęściej akceptowane przez operatorów systemów dystrybucyjnych (OSD) w Polsce i w Europie.

W tym przez naszych lokalnych gigantów jak Enea, , Energa grupy Olren, czy PGE, którzy od lat cenią sobie rozwiązania przewidywalne, zgodne z normami i łatwe do wpięcia w ich infrastrukturę.

Dla projektantów oznacza to mniej papierologii i spokojny sen, a dla inwestorów większą pewność odbioru instalacji i szybsze podpisanie protokołów.

Można więc powiedzieć, że to przełożenie od lat gra w tej samej drużynie co krajowi operatorzy i raczej wszyscy są z tego układu zadowoleni.

 

Dlaczego te trzy konfiguracje dominują rynek?

Nie ma tu przypadku. 10/0,69 kV, 15,75/0,42 kV i 20/0,4 kV to wynik dziesięcioleci praktyki, standaryzacji i badań.

Każda z nich odpowiada na inny zestaw wymagań technicznych i ekonomicznych.

Pierwsza jest specjalistyczna – skierowana do systemów, w których kluczową rolę odgrywa precyzyjna elektronika mocy.

Druga stanowi kompromis między elastycznością a efektywnością – szczególnie w kontekście fotowoltaiki i magazynów energii.

Trzecia zaś to fundament sieci niskiego napięcia, którego nie trzeba tłumaczyć nikomu z branży.

Dobór właściwego przełożenia to nie tylko kwestia dopasowania do napięcia sieci, ale również sposobu pracy transformatora, jego strat, żywotności i współczynnika mocy.

W świecie, gdzie energia jest coraz droższa, nawet kilka procent różnicy w sprawności ma ogromne znaczenie.

• Zapoznaj się z szerszym ujęciem tematu na naszym blogu:
  Co oznacza przekładnia transformatora średniego napięcia?

 

Logika, precyzja i poezja inżynierii

Każde przełożenie transformatora to inny język tej samej fizyki.

Jedno najlepiej rozumie się z inwerterami, drugie z siecią dystrybucyjną, a trzecie jest jak pomost między nimi. I w tym właśnie tkwi piękno elektroenergetyki – w zrównoważeniu matematyki, praktyki i doświadczenia.

Świat transformatorów nie jest nudny. To żywa opowieść o adaptacji, technologicznej elastyczności i ciągłej pogoni za efektywnością.

Energeks oferuje szeroki wybór transformatorów SN zgodnych z wymogami Ecodesign Tier 2, dostępnych również w standardowych konfiguracjach 10/0,69 kV, 15,75/0,42 kV i 20/0,4 kV.

Każdy projekt realizujemy z uwzględnieniem wymagań OSD i specyfiki aplikacji.

Jeśli zależy Ci na czasie sprawdź jakie mamy jednostki dostępne od ręki, z pełną dokumentacją i 60 miesięczną gwarancją.

Dziękujemy, że poświęciłeś czas na lekturę.

Jeśli interesują Cię praktyczne aspekty doboru transformatorów lub chcesz wymienić doświadczenia, zapraszamy do społeczności Energeks na LinkedIn – miejsca, gdzie inżynieria spotyka się z pasją i partnerskim podejściem do energii przyszłości.

 

Referencje:

European Commission – Ecodesign requirements for power transformers, Regulation (EU) 2019/1783

IEEE Transactions on Power Delivery – "Analysis of Transformer Efficiency in Medium Voltage Applications", vol. 35, no. 2, 2022