Лазар Николић

Све израженија интеграција обновљивих извора енергије у дистрибутивне електроенергетске мреже, нарочито соларних електрана, доводи до значајних промена у токовима енергије унутар система. Повећавање инсталисане снаге соларних електрана у дистрибутивном електроенергетском систему може изазвати појаву супротног тока енергије кроз трансформатор, што може узроковати појаву већег оптерећења него у случају када је била напајана само потрошња. С обзиром да соларне електране највише производе током летњег периода, када су и температуре амбијента највеће, такав режим рада може значајно утицати на термичко оптерећење трансформатора и последично убрзати његово старење. У овом раду циљ је проценити максимални капацитет соларних електрана који се може безбедно прикључити у конзумном подручју дистрибутивног трансформатора, уз очување његовог животног века и поштовање техничких ограничења. Термички модел трансформатора развијен је у складу са важећим IEC стандардима који дефинишу термичка ограничења, температуре намотаја и критеријуме старења изолационог система. Примена динамичког термичког рејтинга (Dynamic Thermal Rating – DTR) омогућава реалистичну и временски зависну процену максималног оптерећења трансформатора у зависности од променљивих радних и амбијенталних услова, који укључују временске серије оптерећења трансформатора, амбијенталну температуру и интензитет соларне ирадације. За разлику од конвенционалног статичког приступа одређивању дозвољеног оптерећења, који се заснива на конзервативним претпоставкама и константним условима околине, примена динамичког приступа омогућава прецизније моделовање реалних радних услова трансформатора током времена. Поред основног термичког оптерећења, анализа укључује и додатне утицаје који доприносе повећању укупног загревања трансформатора. Посебна пажња посвећена је утицају варијација напона изазваних прикључењем соларних електрана, које доводе до промена Џулових губитака у намотајима и магнетних губитака у језгру трансформатора. Такође је разматран и утицај соларне ирадације на загревање спољашње површине кућишта трансформатора, што додатно повећава температуру уља и намотаја. Ови ефекти значајно доприносе укупном термичком оптерећењу и морају се укључити у прорачун како би се обезбедила реалистична процена дозвољеног оптерећења трансформатора. На основу развијеног термичког модела формиран је алгоритам који омогућава интегрисану процену максималног дозвољеног капацитета соларних електрана у конзумном подручју трансформатора, уз уважавање стварних радних услова, додатног термичког оптерећења и напонских утицаја, као и примену стандардизованих критеријума старења дефинисаних IEC нормама. Предложени приступ омогућава детаљнију анализу утицаја соларних електрана на рад дистрибутивног трансформатора и пружа поуздан основ за одређивање границе прикључења нових производних капацитета. Примена предложеног алгоритма обезбеђује поуздан и свеобухватан оквир за планирање прикључења соларних капацитета у дистрибутивну мрежу, уз очување животног века трансформатора и поштовање техничких ограничења рада електроенергетског система.

Кључне речи: Термички модел трансформатора, ДТР, Соларне електране, Варијације напона