TRASFOR: Kde všude se v lodní technice najdete naše transformátory

... pokračování

Transformátory na velkých lodích
Pohon velkých lodí už dnes většinou není přímo z naftového motoru (přes spojku a převodovku) na hřídel s lodním šroubem. Motor je spojen s generátorem a další přenos probíhá prostřednictvím elektrické energie až na pohonný elektromotor. My, suchozemci, podobný způsob pohonu známe spíše z dieselelektrických lokomotiv.

Kde všude se v lodní technice používají transformátory a tlumivky z TRASFORu? Je to na velkých zaoceánských výletních lodích (tzv. cruiserech), vrtných a těžebních plošinách, na atomových ledoborcích, lodích pro těžbu písku či na pokládku kabelů, na tankerech, oceánografických plavidlech. Ale také na lodích pro rybolov, na dopravních nákladních lodích (většinou na kontejnery), vojenských plavidlech, plovoucích jeřábech, trajektech (Ro-Ro), obřích jachtách ... Vidíte, že sortiment použití je skutečně mimořádně široký.

Transformátor je poměrně těžký, takže je na lodi kvůli stabilitě umístěn co nejníže, pod čarou ponoru. Při výrobě lodi se pak nad ním navařují příčky, žebra a jednotlivé paluby (někdy až přes deset palub). Pokud by došlo k selhání transformátoru, loď – pro představu třeba výletní cruiser se dvěma tisíci pasažéry – by musela opustit svou trasu, dojet do přístavu a vysadit cestující. V suchém doku by se pak vyřízl do boku lodi otvor, kudy by se transformátor vyměnil a na tuto díru by pak přišla „záplata“. Den plavby takové výletní lodi přitom přijde přibližně na půl milionu EUR, nemluvě o následných škodách na ztrátě důvěry a tím i zákazníků a nákladech na vlastní opravu.

To je důvod, proč jsou na transformátory pro velké lodě kladené mimořádné nároky na spolehlivost. Jsou zde i další technické odlišnosti, jako odolnost otřesům, vlivům slané mlhy a vlhkých tropů. Transformátory musí mít malou hlučnost a nesmí vyvolávat požární nebezpečí. O jaké výkony se přitom jedná? U jednoho z typických plavidel této třídy, lodi Grand Princess z roku 2002, jde o 8 transformátorů pro pohon po 6,5MVA a 12 distribučních transformátorů s různým výkonem a různým sekundárním napětím o celkovém výkonu 30,2MVA. Dohromady tedy jde o výkon 82,2MVA, tedy jako napájení pro střední město s cca 100ks běžných distribučních transformátorů.

Klik pro větší náhled.
Jedna z výletních lodí společnosti RCCL s transformátory TRASFOR

Aby měli provozovatelé takových „měst na vodě“ jistotu, že k poruše nedojde, platí pro stavbu všech strategických částí lodi velmi přísné předpisy. Nad jejich dodržováním bdí lodní registry (LR). Firma, která dodává do lodního průmyslu, musí mít od lodního registru certifikát a její zaměstnanci podléhají pravidelnému přezkušování. Inspektoři LR provádí (někdy spolu s techniky zákazníka) kontroly v průběhu výroby a zúčastní se i závěrečných zkoušek.

O výsadním postavení TRASFORu v tomto oboru svědčí i to, že velké mezinárodní montážní firmy, které dodávají kompletní elektroinstalaci velkých lodí, a přitom sami vyrábí transformátory obdobné konstrukce, používají do lodí transformátory z TRASFORu.
A ve stejných prostorách, ze stejných materiálů a se stejnými pracovníky jsou pak vyráběny i transformátory a tlumivky pro použití na souši – třeba právě pro zákazníky v ČR či na Slovensku.

Klik pro větší náhled.
Zjednodušené schema elektroinstalace lodi Courtesy RCCL

Jak se liší výrobky TRASFOR od běžného standardu?
Uvedeme jen několik nejvýznamnějších odlišností:

• Magnetický obvod je skládaný z kvalitních plechů při vysoké úrovni technologické kázně a moderní konstrukci. To přináší uživateli tyto výhody: malá hlučnost transformátoru, malé ztráty naprázdno, odolnost vibracím.
• Vinutí NN se provádí z fólie v celé šíři sloupku. Díky tomu jsou nulové axiální síly ve vinutí a nehrozí místní přehřátí. Navíječky jsou řízené počítačem a svařování vývodů probíhá pomocí automatů přímo na nich. To umožňuje používat jako materiál vinutí hliník, který je v zalitých transformátorech výhodnější než měď (vysvětlím později). Vinutí z hliníku, pokud má splňovat všechny na ně kladené požadavky, ale vyžaduje moderní know-how a mimořádně vysokou úroveň technologické kázně. A to je důvod, proč řada výrobců transformátorů přednostně nabízí měděné vinutí.
• Technologie zalévání. TRASFOR má zavedený nejdokonalejší systém zalévání vinutí VN do pryskyřice, který se stal vzorem i pro ostatní výrobce z oboru. K tomu, aby byl výsledek prvotřídní, je ale třeba vysoká kázeň ve výrobě. Kvalitu zalití je možno do určité míry posoudit podle velikosti parciálních výbojů. Standardy stanoví jako maximální hladinu 10pC. Hodnoty, dosahované na transformátorech z TRASFORU, se běžně pohybují v rozmezí 1 až 3pC.
• Celkové mechanické provedení transformátoru. Je dáno konstrukcí a pečlivostí ve výrobě. Na něm záleží odolnost proti vibracím a vlivům okolí (vlhkost, znečištění, slaná mlha) a chování při mimořádném namáhání (přetížení, přepětí, zkraty ...). Transformátory TRASFOR jsou dodávány v tropikalizovaném provedení. Jejich odolnost mohli posoudit i provozovatelé v ČR při povodních v r. 2002. V Plzeňských městských dopravních podnicích a v PRE byly tyto transformátory zaplaveny. Po skončení povodní byly pouze očištěny a vysušeny a dodnes jsou v provozu.
• Transformátory pro měniče a usměrňovače jsou konstruovány na příslušný nesinusový průběh napětí (liší se podle typu usměrňovače či měniče). Nehrozí tedy přehřátí od vyšších harmonických. Provádí se i kontrola konstrukce na skinefekt a vibrace.

V článku jsem se snažil objasnit, že není transformátor jako transformátor, i když vypadají obdobně a oba vyhovují stejným technickým standardům. Zároveň jsem chtěl poskytnout informace o významu referencí a na některé upozornit.
V pokračování (v některém z dalších čísel) se dozvíte o tom, kde je výhodnější použít suchý zalévaný a kde olejový transformátor, proč je hliníkové vinutí u zalitých transformátorů pro uživatele výhodnější, než měděné, jaké jsou způsoby chlazení transformátorů, něco o zatížitelnosti a měření teploty vinutí, o standardech a zkouškách.

... pokračování

Ing. Pavel Mužík
 obchodní zástupce společnosti TRASFOR S.A.