Sara Stamatović

Sve izraženija integracija obnovljivih izvora energije u distributivne elektroenergetske mreže, naročito solarnih elektrana, dovodi do značajnih promena u tokovima energije unutar sistema. Povećavanje instalisane snage solarnih elektrana u distributivnom elektroenergetskom sistemu može izazvati pojavu suprotnog toka energije kroz transformator, što može uzrokovati pojavu većeg opterećenja nego u slučaju kada je bila napajana samo potrošnja. S obzirom da solarne elektrane najviše proizvode tokom letnjeg perioda, kada su i temperature ambijenta najveće, takav režim rada može značajno uticati na termičko opterećenje transformatora i posledično ubrzati njegovo starenje. U ovom radu cilj je proceniti maksimalni kapacitet solarnih elektrana koji se može bezbedno priključiti u konzumnom području distributivnog transformatora, uz očuvanje njegovog životnog veka i poštovanje tehničkih ograničenja. Termički model transformatora razvijen je u skladu sa važećim IEC standardima koji definišu termička ograničenja, temperature namotaja i kriterijume starenja izolacionog sistema. Primena dinamičkog termičkog rejtinga (Dynamic Thermal Rating – DTR) omogućava realističnu i vremenski zavisnu procenu maksimalnog opterećenja transformatora u zavisnosti od promenljivih radnih i ambijentalnih uslova, koji uključuju vremenske serije opterećenja transformatora, ambijentalnu temperaturu i intenzitet solarne iradacije. Za razliku od konvencionalnog statičkog pristupa određivanju dozvoljenog opterećenja, koji se zasniva na konzervativnim pretpostavkama i konstantnim uslovima okoline, primena dinamičkog pristupa omogućava preciznije modelovanje realnih radnih uslova transformatora tokom vremena. Pored osnovnog termičkog opterećenja, analiza uključuje i dodatne uticaje koji doprinose povećanju ukupnog zagrevanja transformatora. Posebna pažnja posvećena je uticaju varijacija napona izazvanih priključenjem solarnih elektrana, koje dovode do promena Džulovih gubitaka u namotajima i magnetnih gubitaka u jezgru transformatora. Takođe je razmatran i uticaj solarne iradacije na zagrevanje spoljašnje površine kućišta transformatora, što dodatno povećava temperaturu ulja i namotaja. Ovi efekti značajno doprinose ukupnom termičkom opterećenju i moraju se uključiti u proračun kako bi se obezbedila realistična procena dozvoljenog opterećenja transformatora. Na osnovu razvijenog termičkog modela formiran je algoritam koji omogućava integrisanu procenu maksimalnog dozvoljenog kapaciteta solarnih elektrana u konzumnom području transformatora, uz uvažavanje stvarnih radnih uslova, dodatnog termičkog opterećenja i naponskih uticaja, kao i primenu standardizovanih kriterijuma starenja definisanih IEC normama. Predloženi pristup omogućava detaljniju analizu uticaja solarnih elektrana na rad distributivnog transformatora i pruža pouzdan osnov za određivanje granice priključenja novih proizvodnih kapaciteta. Primena predloženog algoritma obezbeđuje pouzdan i sveobuhvatan okvir za planiranje priključenja solarnih kapaciteta u distributivnu mrežu, uz očuvanje životnog veka transformatora i poštovanje tehničkih ograničenja rada elektroenergetskog sistema.

Ključne reči: Termički model transformatora, DTR, Solarne elektrane, Varijacije napona