Ze wzrostem zainteresowania energią odnawialną, a zwłaszcza elektrowniami fotowoltaicznymi, co raz częściej spotykane są wymagania albo rekomendacje zainstalowania w transformatorze sprzęgającym farmę fotowoltaiczną z siecią elektroenergetyczną tzw. ekranu elektrostatycznego.

Ogólnie ekran elektrostatyczny jest rodzajem ekranu magnetycznego, zadaniem którego jest ochrona elementów obwodu elektrycznego od zakłóceń zewnętrznych. Stosowany on jest w elektronice użytkowej (szczególnie w urządzeniach audio, gdzie wymagane jest jak najskuteczniejsze ograniczenie szumów) zarówno jak i w transformatorach energetycznych. W ostatnim przypadku, zazwyczaj ekran wykonywany jest z materiału przewodzącego (np. miedzi) i instaluje się pomiędzy dwoma uzwojeniami transformatora (rys. 1).

Ze swojej natury ekran elektrostatyczny jest pojemnością. Wracając do podstaw elektrotechniki, przypominamy, że jedną z podstawowych właściwości elementu pojemnościowego jest to, że nie pozwala on na gwałtowne wzrosty napięcia (dv/dt). Więc ekran faktycznie zapobiega „przenoszeniu się” nagłych wzrostów napięć pomiędzy uzwojeniami. W elektroenergetyce nagłe wzrosty napięcia spowodowane mogą być przepięciami (np. na skutek udaru piorunowego) albo wygenerowane przez układy z wysoką zawartością wyższych harmonicznych. Każdy z powyższych przypadków jest z punktu widzenia sieci niepożądanym zakłóceniem.

Rysunek 1 – Schematyczne przedstawienie transformatora z ekranem elektrostatycznym pomiędzy uzwojeniami.

Jak widać na rysunku 1, jeden z końców ekranu podłączany jest do uziemienia, w celu umożliwienia odpływu z ekranu wygenerowanych w nim zakłóceń. Oczywiście, przedstawiony na rys. 1 schemat jest bardzo uproszczonym, a rzeczywistości ekranów może być więcej niż jeden. Na rysunku 2 bardziej szczegółowo pokazany jest układ połączeń w dwuuzwojeniowym transformatorze, w którym uzwojenie górnego napięcia (GN) połączone jest w trójkąt, uzwojenie dolnego napięcia (DN) zaś w gwiazdę z wyprowadzeniem (przewodem) neutralnym.

Rysunek 2 – Schematyczne widok układu połączeń w transformatorze trójfazowym dwuuzwojeniowym w układzie połączeń Dyn, wyposażonym w ekran elektrostatyczny pomiędzy uzwojeniami.

Warto zaznaczyć, że układ przedstawiony na rysunku 2 nie jest uniwersalnym i może się zamieniać w zależności od rozwiązań konkretnego producenta (np. w transformatorach suchych żywicznych ekran może mieć osobny zacisk uziemiający, zamiast podłączenia się do wspólnego punktu uziemiającego.

Ekran elektrostatyczny to jest sprawdzone i jednocześnie względnie proste rozwiązanie pozwalające na ograniczenie wpływu na urządzenia takich niepożądanych zjawisk jak przepięcia, zakłócenia oraz wyższe harmoniczne. Szczególnie ważna jest ochrona urządzeń czułych do powyższego rodzaju problemów występujących w sieci elektroenergetycznej. Dlatego w celu zapewnienia potrzeb Klientów transformatory suche żywiczne i olejowe EG System jako opcję posiadają możliwość wyposażenia w ekran elektrostatyczny pomiędzy uzwojeniami.

Autor: Yurii Sihida
Specjalista ds. Technicznych firmy EG System Sp. z o.o. Sp. k.

Zobacz nasz ostatni wpis: Szynoprzewody - zjawisko naskórkowości i zbliżenia