Vypočítejte si Peak Efficiency Index siemens.com/transformers Nové EU-požadavky na transformátory Nařízení Evropské komise pro navrhování s ohledem na ochranu životního prostředí (ekodesign) V červenci 2015 vstupuje v platnost Nařízení Evropské komise pro navrhování transformátorů s ohledem na ochranu životního prostředí. Nová pravidla mají platit od července 2015 v celé Evropě; další stupeň s přísnějšími minimálními standardy je plánován na rok 2021. Všeobecné informace Označení nařízení: Č. 548/2014 komise pro realizaci Směrnice 2009/125/ES pro navrhování s ohledem na ochranu životního prostředí Rozsah platnosti: Distribuční a výkonové transformátory Obsah: Směrnice stanovuje rámec pro požadavky na ekologické navrhování výrobků s významnou spotřebou energie. Jejími cíli jsou zlepšená energetická účinnost a všeobecná ekologická únosnost elektrických zařízení a s tím spojené snížení emisí CO2. Část E2 se zabývá skupinou výrobků Transformátory. Na základě přípravné studie byly Evropskou komisí stanoveny určité standardy pro ekologii a navrhování transformátorů, které byly nyní akceptovány v novém realizačním nařízení. V zásadě má být realizací nového nařízení dosaženo zvýšení účinnosti o 20 %. Výjimky: Nařízení neplatí pro transformátory, které jsou speciálně vyprojektované a používané pro následující účely: • Transformátory pro použití na moři • Transformátory pro nouzový provoz • (Úsporné) transformátory pro napájení vlaků • Uzemňovací transformátory • Transformátory namontované na kolejových vozidlech • Spouštěcí transformátory pro zapínání trojfázových motorů, aby se zabránilo prudkým poklesům napětí • Zkušební transformátory pro vytvoření určitého napětí nebo proudu pro zkoušení elektrických zařízení • Svařovací transformátory pro oblouková nebo odporová svařovací zařízení • Transformátory pro použití pod vodou • Transformátory s ochranou proti výbuchu pro použití v hlubinných dolech • Transformátory výhradně středního napěti (převod střední napěti na střední napěti) do 5 MVA • Velké výkonové transformátory, pokud se prokáže, že technicky dosažitelné varianty, aby byl splněn požadavek daný směrnicí na minimální energetickou účinnost, nejsou použitelné pro určitou aplikaci. • Velké výkonové transformátory, které se použijí jako ekvivalentní náhrada existujících velkých výkonových transformátorů na fyzicky stejném místě/ve stejném systému, není-li možná náhrada bez neúměrných nákladů spojených s přepravou a/nebo instalací. Toto se netýká požadavků na informace o výrobku a technickou dokumentaci (viz str. 3). • Měřicí transformátory pro napájení měřicích přístrojů, počítadel, relé a podobných přístrojů • Transformátory s vinutími nižšího napětí pro použití s usměrňovači pro dodávku stejnosměrného proudu • Pecní transformátory siemens.com/pei-calculator 1.Požadavky na distribuční transformátory (trojfázové, ≤ 3,150 kVA) a. Kapalinou plněné distribuční transformátory Maximální ztráty nakrátko a ztráty naprázdno pro kapalinou plněné distribuční transformátory s jedním systémem vinutí Um ≤ 24 kV a jedním Um ≤ 1,1 kV Stupeň 1 (1. července 2015) Stupeň 1 (1. července 2015) Max. ztráty naprázdno PO (W)* Max. ztráty nakrátko PK (W)* Max. ztráty naprázdno PO (W)* 800 Ak (8.000) Ao (1.300) Ak (8.000) Ao –10 % (1.170) 1.000 Ak (9.000) Ao (1.550) Ak (9.000) Ao –10 % (1.395) 1.250 Stupeň 2 (1. července 2021) Ak (11.000) Ao (1.800) Ak (11.000) Ao –10 % (1.620) 1.600 Ak (13.000) Ao (2.200) Ak (13.000) Ao –10 % (1.980) 2.000 Ak (16.000) Ao (2.600) Ak (16.000) Ao –10 % (2.340) 2.500 Ak (19.000) Ao (3.100) Ak (19.000) Ao –10 % (2.790) 3.150 Ak (22.000) Ao (3.800) Ak (22.000) Ao –10 % (3.420) Jmeno- Max. ztráty nakrátko vitý výkon PK (W)* (kVA) Max. ztráty naprázdno PO (W)* Max. ztráty nakrátko PK (W)* Max. ztráty naprázdno PO (W)* ≤ 25 Ck (900) Ao (70) Ak (600) Ao –10 % (63) 50 Ck (1.100) Ao (90) Ak (750) Ao –10 % (81) 100 Ck (1.750) Ao (145) Ak (1.250) Ao –10 % (130) 160 Ck (2.350) Ao (210) Ak (1.750) Ao –10 % (189) 250 Ck (3.250) Ao (300) Ak (2.350) Ao –10 % (270) 315 Ck (3.900) Ao (360) Ak (2.800) Ao –10 % (324) 400 Ck (4.600) Ao (430) Ak (3.250) Ao –10 % (387) 500 Ck (5.500) Ao (510) Ak (3.900) Ao –10 % (459) 630 Ck (6.500) Ao (600) Ak (4.600) Ao –10 % (540) 800 Ck (8.400) Ao (650) Ak (6.000) Ao –10 % (585) 1.000 Ck (10.500) Ao (770) Ak (7.600) Ao –10 % (693) 1.250 Bk (11.000) Ao (950) Ak (9.500) Ao –10 % (855) 1.600 Bk (14.000) Ao (1.200) Ak (12.000) Ao –10 % (1.080) 2.000 Bk (18.000) Ao (1.450) Ak (15.000) Ao –10 % (1.305) 2.500 Bk (22.000) Ao (1.750) Ak (18.500) Ao –10 % (1.575) 3.150 Bk (27.500) Ao (2.200) Ak (23.000) Ao –10 % (1.980) d.Korekce ztrát nakrátko a ztrát naprázdno pro jiná napětí Jedno vinutí s Um ≤ 24 kV a jedno vinutí Um > 1,1 kV Maximální ztráty uvedené v tabulkách 1a a 1c se musí zvýšit o 10 %. Jedno vinutí s Um = 36 kV a jedno vinutí Um ≤ 1,1 kV Maximální ztráty uvedené v tabulkách 1a a 1c se musí zvýšit o 15 % (ztráty naprázdno), resp. o 10 % (ztráty nakrátko). Jedno vinutí s Um = 36 kV a jedno vinutí Um > 1,1 kV Maximální ztráty uvedené v tabulkách 1a a 1c se musí zvýšit o 20 % (ztráty naprázdno), resp. o 15 % (ztráty nakrátko). Dvojí napětí na jednom vinutí U transformátorů s jedním vysokonapěťovým vinutím a dvěma napětími z odbočkového nízkonapěťového vinutí se ztráty vypočítají na základě vyššího napětí nízkonapěťového vinutí; musí odpovídat nejvyšším dovoleným ztrátám v tabulkách 1a a 1c. U takových transformátorů je nejvyšší disponibilní výkon při nižším napětí na nízkonapěťovém vinutí omezen na 0,85násobek jmenovitého výkonu, který je přiřazen nízkonapěťovému vinutí při jeho vyšším napětí. b.Požadavky pro na stožáru namontované transformátory od 25 do 315 kVA Stupeň 1 (1. července 2015) U transformátorů s jedním nízkonapěťovým vinutím se dvěma napětími z odbočkového vysokonapěťového vinutí se ztráty vypočítají na základě vyššího vysokého napětí; musí odpovídat nejvyšším dovoleným ztrátám v tabulkách 1a a 1c. U takových transformátorů je nejvyšší disponibilní výkon při nižším napětí vysokonapěťového vinutí omezen na 0,85násobek jmenovitého výkonu, který je přiřazen vysokonapěťovému vinutí při jeho vyšším napětí. Stupeň 2 (1. července 2021) Jmeno- Max. ztráty nakrátko vitý výkon PK (W)* (kVA) Max. ztráty naprázdno PO PO (W)* Max. ztráty nakrátko PK (W)* Max. ztráty naprázdno PO (W)* 25 Ck (900) Ao (70) Bk (725) Ao (70) 50 Ck (1.100) Ao (90) Bk (875) Ao (90) 100 Ck (1.750) Ao (145) Bk (1.475) Ao (145) 160 Ck +32 % (3.102) Co (300) Ck +32 % (3.102) Co –10 % (270) 200 Ck (2.750) Co (356) Bk (2.333) Bo (310) 250 Ck (3.250) Co (425) Bk (2.750) Bo (360) 315 Ck (3.900) Co (520) Bk (3.250) Bo (440) c. Distribuční transformátory zalité do pryskyřice (≤ 3.150 kVA) Maximální ztráty při zatížení a ztráty naprázdno pro distribuční transformátory zalité do pryskyřice s jedním systémem vinutí ≤ 24 kV a jedním ≤ 1,1 kV. Stupeň 1 (1. července 2015) Stupeň 2 (1. července 2021) Jmeno- Max. ztráty nakrátko vitý výkon PK (W)* (kVA) Stupeň 2 (1. července 2021) Jmeno- Max. ztráty nakrátko vitý výkon PK (W)* (kVA) Max. ztráty naprázdno PO (W)* Max. ztráty nakrátko PK (W)* Max. ztráty naprázdno PO (W)* ≤ 50 Bk (1.700) Ao (200) Ak (1.500) Ao –10 % (180) 100 Bk (2.050) Ao (280) Ak (1.800) Ao –10 % (252) 160 Bk (2.900) Ao (400) Ak (2.600) Ao –10 % (360) 250 Bk (3.800) Ao (520) Ak (3.400) Ao –10 % (468) 400 Bk (5.500) Ao (750) Ak (4.500) Ao –10 % (675) 630 Bk (7.600) Ao (1.100) Ak (7.100) Ao –10 % (990) Je-li plný jmenovitý výkon k dispozici nezávisle na kombinaci napětí, může se v tabulkách 1a a 1c uvedená hodnota ztrát zvýšit u ztrát naprázdno o 15 % a u ztrát nakrátko o 10 %. Dvojí napětí na obou vinutích U transformátorů s dvojím napětím na obou vinutích se mohou nejvyšší dovolené ztráty v tabulkách 1a a 1c jak u ztrát naprázdno, tak u ztrát nakrátko zvýšit o 20 %. Velikost ztrát je vztažena k nejvyššímu možnému jmenovitému napětí za předpokladu, že jmenovitý výkon je nezávislý na kombinaci napětí. e.Požadavky na distribuční transformátory ≤ 3.150 kVA s přepínači odboček (vč. distribučních transformátorů s regulátorem napětí) Výše uvedené maximální ztráty musí být zvýšeny v kroku 1 o 20 % (ztráty naprázdno), resp. o 5 % (ztráty nakrátko), v kroku 2 o 10 % ztráty naprázdno. * Nejvyšší ztráty pro jmenovité výkony v kVA, které se nacházejí mezi hodnotami uvedenými v tabulce, se zjistí lineární interpolací. 2.Výkonové transformátory 3.Požadavky na informace o výrobku a.Požadavky na střední výkonové transformátory (trojfázové, > 3.150 kVA) Pro výkonové transformátory > 3.150 kVA byl zaveden tzv. „index minimální špičkové účinnosti (Minimum Peak Efficiency Index“), který se udává v procentech. Také zde proběhne realizace ve dvou krocích. Od 1. července 2015 jsou výrobci povinni poskytovat následující informace o výrobcích: Jmenovitý výkon, ztráty při zatížení, ztráty při chodu naprázdno a elektrický výkon chladicího systému při chodu naprázdno musí být uvedeny v každé dokumentaci výrobku a na výkonovém štítku. Jmenovitý výkon (kVA) Stupeň 1 (1. července 2015) Stupeň 2 (1. července 2021) 3.150 < Sr ≤ 4.000 99,465 5.000 99,483 99,548 6.300 99,510 99,571 Index minimální špičkové účinnosti (%) 99,532 8.000 99,535 99,593 10.000 99,560 99,615 12.500 99,588 99,640 16.000 99,615 99,663 99,684 20.000 99,639 25.000 99,657 99,700 31.500 99,671 99,712 40.000 99,684 99,724 b.Požadavky na suché transformátory (střední jmenovitý výkon) (trojfázové, > 3.150 kVA) Jmenovitý výkon (kVA) Stupeň 1 (1. července 2015) 3.150 < Sr ≤ 4.000 99,348 5.000 99,354 99,387 6.300 99,356 99,389 Tam, kde je to použitelné, je nutno u výkonových transformátorů uvést v dokumentaci a na výkonovém štítku index maximální účinnosti a výkon, při němž je dosahován. V každé informaci o výrobku musí být údaj o hmotnosti všech hlavních komponent transformátoru. 4.Měření a výpočtové metody Měření musí být prováděna použitím spolehlivého, přesného a opakovatelného postupu. Tento obsahuje všeobecně uznané měřicí metody. Výpočet indexu špičkové účinnosti pro výkonové trans formátory je založen na poměru přenášeného výkonu zmenšeného o elektrické ztráty k přenášenému výkonu transformátoru. Stupeň 2 (1. července 2021) Index minimální špičkové účinnosti (%) 99,382 8.000 99,357 99,390 ≥ 10.000 99,357 99,390 c. Požadavky na velké výkonové transformátory Výpočtový výkon (MVA) Stupeň 1 (1. července 2015) Stupeň 2 (1. července 2021) Index minimální špičkové účinnosti (%) ≤4 99,465 99,532 5 99,483 99,548 6,3 99,510 99,571 8 99,535 99,593 10 99,560 99,615 12,5 99,588 99,640 16 99,615 99,663 20 99,639 99,684 25 99,657 99,700 31,5 99,671 99,712 40 99,684 99,724 50 99,696 99,734 63 99,709 99,745 80 99,723 99,758 ≥ 100 99,737 99,770 P0 = ztráty při chodu naprázdno při jmenovitém napětí a jmenovité frekvenci na měřené odbočce. Pc0= elektrický výkon chladicího systému při chodu naprázdno Pk = změřené ztráty při jmenovitém proudu a jmeno vité frekvenci na měřené odbočce korigované podle referenční teploty dle EN 60076-2 Sr = jmenovitý výkon transformátoru, k němuž jsou vztaženy ztráty nakrátko Pk Často kladené otázky Které zákonné povinnosti z toho vyplývají? Transformátory, které budou v Evropském hospodářském prostoru (EHP) uváděny do oběhu, musí od 1. července 2015 mimo jiné bezpodmínečně odpovídat požadavkům nového Nařízení pro navrhování s ohledem na ochranu životního prostředí, pakliže spadají do rozsahu jeho platnosti. Protože nařízení je opatřením pro realizaci směrnice 2009/125/ES, použije se jako důkaz jejího dodržení značka CE a vystaví se odpovídající EU prohlášení o shodě. Výše uvedená směrnice se nepoužije při výrobě produktů pro export do zemí mimo EHP. Výrobky, které již byly uvedeny do oběhu a provozu, smějí být i nadále provozovány. Kdo je odpovědný za splnění? Odpovědnost přísluší tomu, kdo chce výrobek v Evropském hospodářském prostoru (EHP) uvést do oběhu. To je buď výrobce, jeho zmocněnec, nebo dovozce výrobku. Rozhodující je uvedení transformátoru do oběhu, resp. pokud se transformátor do oběhu neuvádí (např. při vlastním použití výrobcem), jeho uvedení do provozu. Uvedením do oběhu se dle definice rozumí „první poskytnutí výrobku jakožto energeticky významného spotřebiče na trhu Společenství pro distribuci nebo použití ve Společenství“. Kdo kontroluje dodržení předpisů? Sledování trhu přísluší v České Republice pravděpodobně kontrolnímu orgánu SEI – Státní Energetická Inspekce (www.cr-sei.cz) anebo ERÚ – Energetický Regulační Úřad (www.eru.cz). Dokáže firma Siemens splnit zadání? Firma Siemens již v minulých letech navrhla a vyrobila transformátory, které splňují požadavky prvního a částečně druhého stupně nového Nařízení pro navrhování s ohledem na ochranu životního prostředí. Díky použití nových materiálů, jako např. amorfních jádrových plechů u distribučních transformátorů, lze vyrobit transformátory s ještě vyšší energetickou účinností. Zejména u velkých výkonových transformátorů jsme získali zkušenost, že stupeň účinnosti může být na základě již známých metod dokonce vyšší, než je požadováno. Osvědčila se přitom dlouhodobě použí vaná metodika vyhodnocení ztrát pro stanovení individuálních, ekonomicky optimálních řešení. Měla by se tudíž používat i nadále. Jaké dopady má Směrnice na navrhování transformátorů? Možným důsledkem může být rostoucí spotřeba materiálů a použití jakostnějších elektroplechů; větší rozměry a hmotnosti a v důsledku toho zvýšené investiční náklady. Je však důležité, že všechny zákonné požadavky 1. stupně (od r. 2015) je možné realizovat již dnes v průmyslu dostupnými konstrukčními metodami a materiály. Máte dotazy ke Směrnici pro navrhování s ohledem na ochranu životního prostředí? Pokud máte dotazy ke Směrnici pro navrhování s ohledem na ochranu životního prostředí resp. k její realizaci a splnění, obraťte se prosím na svoji kontaktní osobu ve firmě Siemens. Vydavatel a Copyright © 2015: Siemens AG Energy Management Division Freyeslebenstraße 1 91058 Erlangen, Germany Siemens AG Transformers Katzwanger Straße 150 90461 Nürnberg, Germany www.siemens.com/energy Printed in Germany TH 101-150266 DB 0915 siemens.com/transformers