Dobór Transformatora SN/nN

Bezpłatny kalkulator elektryczny · zgodny z normami · bez rejestracji

🔄

Dobór Transformatora SN/nN – Kalkulator Mocy kVA

Dobór mocy znamionowej SN, prądy znamionowe i zabezpieczenia wg PN-EN 60076

Dobiera moc znamionową transformatora S [kVA] i oblicza prądy oraz zabezpieczenia po obu stronach wg PN-EN 60076.
🔗 Zobacz też: Prąd zwarciowy wtórny · Dobór zabezpieczeń
Waty [W]
Typowo 0.8–0.9 dla instalacji przemysłowych
Typowo 0.6–0.8 dla budynków przemysłowych


Wzory (PN-EN 60076)
Wymagana moc: S_wymagana = P × ks × rezerwa / cosφ
Prąd pierwotny: I1 = S / (√3 × U1)
Prąd wtórny: I2 = S / (√3 × U2)
Przekładnia: n = U1 / U2

Serie mocy transformatorów (kVA):
16, 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500
🔄 Wyniki doboru transformatora
🔄
Wprowadź dane i kliknij OBLICZ

🔗 Powiązane kalkulatory

⚡ Prąd Zwarciowy 🔆 Układ Trójfazowy ⚙️ Kompensacja QB
🔋

Kalkulator Transformatora — dobór mocy i parametrów

Transformatory w instalacjach elektroenergetycznych

Transformator jest sercem każdej stacji elektroenergetycznej. Jego zadaniem jest zmiana napięcia przy zachowaniu stałej mocy pozornej S [kVA] (pomijając straty). Transformatory stosowane w zasilaniu obiektów przemysłowych i budynków to jednostki SN/nn (15 kV lub 20 kV / 0,4 kV), o mocach od 25 kVA do 2500 kVA, chłodzone olejem (ONAN) lub żywicą (AN — suche).

Wybór mocy transformatora to balans między kosztami (nadmierne przewymiarowanie powoduje wyższe straty w żelazie biegu jałowego) a zdolnością do zasilania obciążeń szczytowych i prądu rozruchowego największych silników. Norma PN-EN 60076 definiuje parametry znamionowe transformatorów.

Napięcie zwarcia uk — kluczowy parametr dla projektanta

Napięcie zwarcia uk [%] (krótkie napięcie) to stosunek napięcia, przy którym w stanie zwarcia po stronie wtórnej płynie prąd znamionowy, do napięcia znamionowego. Dla transformatorów nn typowo uk = 4–6%. Ma on podwójne znaczenie: opisuje impedancję transformatora (im niższe uk, tym wyższe prądy zwarciowe po stronie nn) i zdolność do podziału obciążenia przy pracy równoległej (transformatory muszą mieć identyczne uk).

Straty transformatora — P0 i Pk

Straty biegu jałowego P0 [W] (w żelazie, w rdzeniu magnetycznym) — stałe, niezależne od obciążenia, płyną przez 8760 h/rok. Straty obciążenia Pk [W] (w miedzi uzwojeń) — proporcjonalne do kwadratu obciążenia. Punkt ekonomicznej pracy to zazwyczaj 40–60% obciążenia znamionowego, gdzie suma strat jest minimalna.

Kalkulator transformatora wyznacza: prąd znamionowy po stronie WN i nn, prąd biegu jałowego I0, prądy zwarciowe na szynach zbiorczych nn, roczne koszty eksploatacyjne związane z stratami oraz sprawdzenie warunku równoległej pracy dwóch transformatorów (uk, Un, grupa połączeń).

Wyniki mają zastosowanie przy przetargach na dostawę transformatora (porównanie strat i całkowitego kosztu posiadania TCO) oraz przy obliczeniach zwarciowych instalacji nn.

FAQ — Często zadawane pytania

Odpowiedzi na najczęstsze pytania dotyczące doboru i eksploatacji transformatorów energetycznych.

▶ Jak dobrać moc transformatora dla obiektu?

Moc transformatora dobiera się na podstawie bilansu mocy obiektu. Moc pozorna transformatora Sn musi być większa od mocy obliczeniowej: Sn ≥ Pob / cosφ. Transformator powinien pracować w zakresie 40–80% obciążenia znamionowego – przy niższym obciążeniu rosną względne straty biegu jałowego, przy wyższym – straty obciążeniowe i temperatura. Dla bezpieczeństwa zasilania i planowanej rozbudowy stosuje się wskaźnik rezerwy ok. 20–30%. W stacjach z dwiema transformatorami każdy dobierany jest na 50–70% całkowitego obciążenia.

▶ Co to jest napięcie zwarcia transformatora (Uk%)?

Napięcie zwarcia Uk% to napięcie przyłożone do uzwojenia pierwotnego przy zwartym uzwojeniu wtórnym, przy którym płynie prąd znamionowy – wyrażone jako procent napięcia znamionowego. Typowe wartości: 4–6% dla transformatorów dystrybucyjnych, 6–10% dla energetycznych. Uk% determinuje prąd zwarciowy za transformatorem: Im = In × 100 / Uk%. Niskie Uk% oznacza wyższy prąd zwarciowy (twardszy transformator, lepsza stabilizacja napięcia pod obciążeniem), wysokie Uk% – niższy prąd zwarciowy (łatwiejsza selektywność zabezpieczeń). Wartość Uk% jest kluczowa dla obliczeń zwarciowych.

▶ Czym różni się transformator Dyn11 od YNyn0?

Oznaczenie grup złączy transformatora (np. Dyn11, YNyn0) określa sposób połączenia uzwojeń i przesunięcie fazowe napięcia między pierwotnym a wtórnym. D/Y (duże litery) to uzwojenie WN (wyższego napięcia): D = trójkąt, Y = gwiazda. d/y/n (małe litery) to uzwojenie NN (niższego napięcia): n = punkt neutralny. Liczba (0, 5, 6, 11) to przesunięcie fazowe × 30°. Dyn11 (standard w Europie): WN w trójkącie, NN w gwiazdzie z przewodem N, przesunięcie 330° = 11 × 30°. Transformatory Dyn11 dobrze tłumią harmoniczne 3-go rzędu i zapewniają stabilny punkt neutralny.

▶ Jak oblicza się prąd zwarciowy za transformatorem?

Prąd zwarciowy trójfazowy za transformatorem oblicza się ze wzoru: Ik3 = Un / (√3 × Zt), gdzie Zt = (Uk% / 100) × (Un² / Sn) to impedancja transformatora. Przykład: transformator 400 kVA, 20/0,4 kV, Uk% = 4%: Zt = 0,04 × (400² / 400 000) = 0,16 Ω na stronę WN, przeliczone na NN: Zt_nn = Zt × (0,4/20)² = 0,16 × 0,0004 = 6,4 mΩ; Ik3 = 400 / (1,732 × 0,0064) = 36 kA. Do obliczeń instalacji należy uwzględnić też impedancję kabli przesyłowych od transformatora do rozdzielnicy.

▶ Kiedy wymagana jest ochrona transformatora?

Transformatory dystrybucyjne wymagają ochrony nadprądowej po stronie pierwotnej (WN) i wtórnej (NN). Po stronie WN stosuje się bezpieczniki WN lub wyłączniki. Po stronie NN wyłączniki mocy lub bezpieczniki NH dobrane na In transformatora. Dla transformatorów powyżej 1 MVA stosuje się ochronę różnicową i zabezpieczenie gazowo-przepływowe (Buchholza). Transformatory suche (bezpieczenstwa pożarowego) wymagają czujnika temperatury uzwojeń. Norma PN-EN 60076 reguluje wymagania techniczne, a PN-HD 60364-4-43 ochronę nadprądową w instalacjach zasilanych przez transformatory.

▶ Czym różni się transformator olejowy od suchego?

Transformatory olejowe chłodzone są olejem mineralnym lub estrowym – olej pełni funkcję zarówno chłodzącą, jak i izolacyjną. Mają wyższe sprawności, niższe koszty i mogą pracować w zakresie –40°C do +40°C. Wymagają szczelnego zbiornika i nadzoru nad stanem oleju. Stosuje się je na zewnątrz i w stacjach z odpowiednim zabezpieczeniem przeciwpożarowym. Transformatory suche (żywiczne) mają uzwojenia zalewane żywicą – są bezpieczniejsze pożarowo, nie wymagają nadzoru oleju, mogą być instalowane wewnątrz budynków bez specjalnych komór. Droższe, ale preferowane w galeriach, szpitalach, biurowcach.