Нужен ли автомат трансформатору

RAZRAB.RU

RAZRAB.RU Форум по автоматизации производства

Защита первичной обмотки трансформатора

Защита первичной обмотки трансформатора

Сообщение Автоматизатор » 12 ноя 2013, 11:59

Для защиты первичной обмотки однофазного трансформатора ОСМ-1, 0,4 кВт, 380/110 В был установлен автоматический выключатель с номинальным током 2 А, с характеристикой С. При включении автомат выбило. Поставили автомат на 4 А, с характеристикой С. Выбивает через раз.

Проанализировав вопрос, пришли к выводу, что пусковые токи трансформаторов могут достигать 30-кратных значений номинального тока. Поэтому необходимо использовать автоматы с характеристикой Д (от 10 до 20 кратной перегрузкой) и 3-х кратным запасом по номиналу.

Т.е. будем ставить автомат с номинальным током 3 А и характеристикой Д. Т.к. трансформатор подключается к 2-м фазам, то автомат используем двухполюсный.

А как вы выбираете автоматы для защиты трансформатора?

Re: Защита первичной обмотки трансформатора

Сообщение Михайло » 12 ноя 2013, 14:00

Рекомендую найти каталог Шнейдер Электрика на их трансформаторы Phaseo, там есть рекомендации по выбору защит для первички и вторички.

Есть еще такая рекомендация от Сименса, но там специализированные автоматы серии 3RV для защиты двигателей.

Вообще трансформатор как нагрузка получается пожестче в плане пусковых токов, чем даже асинхронный двигатель, поэтому автоматы должны быть 20-кратные. В принципе так и есть: у Шнейдера практически все автоматы на первичке имеют характеристику D.

Re: Защита первичной обмотки трансформатора

Сообщение Автоматизатор » 12 ноя 2013, 15:34

Re: Защита первичной обмотки трансформатора

Сообщение Автоматизатор » 12 ноя 2013, 15:55

Re: Защита первичной обмотки трансформатора

Сообщение Михайло » 12 ноя 2013, 16:52

Re: Защита первичной обмотки трансформатора

Сообщение Михайло » 12 ноя 2013, 17:04

Пользоваться таблицей просто:
1. Сименс на первичку рекомендует только автоматы серии 3RV, на вторичку — 3RV или более простые 5SX2 (сняты с производства, заменены на 5SL6). Все автоматы 5SX2 на вторичке — однополюсные с характеристикой C. Автоматы 3RV требуют, чтобы ток нагрузки протекал через все три полюса последовательно, так как они являются чувствительными к выпадению фазы.
2. Шнейдер предлагает ставить либо автомат для цепей управления GB2, либо обычные C60N (серия Multi9 снимается с производства, заменяется на Acti9 iC60). В конце приведена таблица соответствия старых Multi9 C60N и новых Acti9 iC60. На первичке всегда двухполюсные автоматы, на вторичке — однополюсные.

Я в последнее время пользуюсь только рекомендациями Шнайдера.

Источник

Выбор автоматических выключателей для защиты трансформаторов

В данном подразделе производится выбор линейных автоматических выключателей для силовых трансформаторов, а также автоматического выключателя для секционирования шин 0,4 кВ.

Выбор линейных автоматов для силовых трансформаторов производится по току силового трансформатора с учетом 40% — ой перегрузки в аварийном режиме:

(8.10)

Выбираем автоматический выключатель ВА 51-37 с I_н.а.=400А и I_н.р=400А. (1, с.94).

Выбор секционного автомата производится по току силового трансформатора:

(8.11)

;

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

45

45. 43 01 03. 00 ПЗ

Выбираем автоматический выключатель ВА 75-47 с I_н.а.=4000А и I_н.р=4000А(1,с. 94).

Расчёт токов короткого замыкания

Принимаем раздельную работу трансформаторов, так как ток кз в этом случае будет меньше. Расчёт токов короткого замыкания в сетях напряжением выше 1кВ будем производить в относительных единицах.

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

45. 43 01 03. 00 ПЗ

а) б)

Рисунок 9.1 — а) расчётная схема

По расчётной схеме составляем схему замещения, в которой каждый элемент заменяем своим индуктивным сопротивлением (рисунок 9.1 б).

Все расчётные данные приводим к базисным напряжению и мощности. Принимаем =10.5кВ и =100МВА.

Базисный ток определяем по выражению

, (9.1)

кА.

Находим величину индуктивного сопротивления каждого элемента схемы замещения.

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

47

45. 43 01 03. 00 ПЗ

Для системы источника питания.

Для двухобмоточного трансформатора:

, (9.2)

где Uк — напряжение короткого напряжения (Uк=6,0%);

S_Н.Т.— номинальная мощность трансформаторов на ГПП (S_Н.Т.=40 МВА).

(9.3)

где Хо — индуктивное сопротивление одного километра линии, Ом/км (для КЛ Хо=0,08 Ом/км);

— длина линии ( =1,14 км);

Uср — среднее номинальное напряжение (Uср=6,0);

X_*Л

Производим расчёт для точки К1:

Результирующие сопротивления до точки К1:

Ток трёхфазного КЗ в рассматриваемой точке К1:

(9.5)

I_К.З (3) кА.

, (9.6)

где — ударный коэффициент ( =1,8);

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

48

45. 43 01 03. 00 ПЗ

— начальное значение периодической составляющей тока КЗ-( = ).

i_y кА.

Производим расчёт для точки К2:

Ток КЗ в точке К2, формула (9.5):

I_К.З (3) кА.

Ударный ток в точке К2, формула (9.6):

i_y кА.

Выбор высоковольтных кабелей

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

45. 43 01 03. 00 ПЗ

Расчёт производится на основании рисунка 9.1. Сечение жил кабелей выбирают по экономической плотности тока и проверяются по нагреву и термической стойкости при коротком замыкании. Кабели, защищённые токоограничивающими предохранителями, на термическую стойкость не проверяются.

Потери мощности в трансформаторах

Потери активной ΔРт и реактивной ΔQт мощности в двухобмоточном трансформаторе вычисляются по формулам:

ΔQт= , (10.2)

где ΔРх.х — потери холостого хода, кВт;

ΔРк.з.- потери короткого замыкания, кВт;
Uк. — напряжение короткого замыкания, %;

Sн – номинальная мощность трансформатора, кВА;

Βт – коэффициент загрузки трансформатора.

, (10.3)

где Sм – нагрузка трансформатора, кВА.

S_M= , (10.4)

где Р_Р-расчетная активная нагрузка предприятия кВт,

Q_Р — расчетная реактивная нагрузка предприятия кВар,

Q_К — мощность компенсирующих устройств на низкой стороне кВар.

S_M= кВА

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

45. 43 01 03. 00 ПЗ

ΔQт= кВар.

Дата добавления: 2018-02-18 ; просмотров: 4637 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Как подключать понижающие трансформаторы 220/36 или 220/12 В

Понижающие трансформаторы напряжения затребованы, а порой незаменимые в условиях, когда есть риск ударов тока из-за неблагоприятной среды, например, во влажных помещениях. В таких ситуациях используют модели указанных аппаратов, в том числе на 36 Вольт. Таким образом, если возникнет контакт с электросетью, удар будет незначительный, кроме того, меньшая вероятность, что он повредит другие приборы. Есть готовые модули — ЯТП (ящик с понижающим трансформатором, подробности далее в статье), — для которых не надо разбираться с контактами. Но сам понижающий трансформатор (ТН) 220/36 В — это прибор, который нельзя сразу воткнуть в розетку без подготовки, надо знать, как его соединять с проводкой. Рассмотрим правила, варианты подсоединения, подготовительные действия, предостережения.

Что такое понижающий трансформатор 220/36 В

Для чего нужен понижающий трансформатор:

• помещения, где по правилам безопасности запрещены высокие токи, присутствующие в обычной сети 220 Вольт (переменное напряжение). Это, например, освещение в саунах, банях, ванных, гаражных ямах, где затребован перевод на низковольтное питание;
• для условий, в которых затребован уменьшенный вольтаж в связи с особенностями запитываемых приборов. Часто через аппарат подключают паяльники на 36 Вольт. Удар током будет незначительным, не причинит вреда человеку;
• для безопасности вольтаж понижают при временных ремонтных работах.

Рассматриваемые приборы, если это не модуль (ЯТП), нельзя сразу взять и подключить к розетке, поскольку они без защитного корпуса, видны их элементы — обмотки первичная и вторичная, магнитопровод, контакты. Такие преобразователи подсоединяются проводами, поэтому пользователь должен ознакомиться, к каким виткам подключать сеть 220, какие контакты служат для выхода к потребителям уже преобразованного в 36 В напряжения.

Понижающие модели являются обычными трансформаторами, работающими по стандартным принципам, только эти аппараты преобразовывают переменное напряжение (а такое имеет обычная сеть в 220 В) в меньшее. Если определенное для безопасности (влажность, ремонт) надо понизить вольтаж линии 220 В до 24, 45 и так далее, а в нашем случае до 36 В, то ставят отдельные такие узлы, на вход которых подается 220 В, а на выходе получаем указанное или другое заданное значение.

Типы трансформаторов

Есть разные виды понижающих ТН. Привычный и наиболее распространенный — однофазный для сети 220 В. Есть также двух- и трехфазные для 380 В. Самый стандартный состав: две обмотки и шихтованная сердцевина с электротехнической стали.

Отдельные типы ТН снабжены 1 обмоткой — это автотрансформаторы, они также могут понижать/повышать. В таком случае есть как минимум 3 вывода. К одной паре контактов делают подключение 220 В, съем выходного значения — с одной из входных пар клемм и из другой оставшейся свободной. Но во влажных помещениях автотрансформаторы применять нельзя, так как катушки в них соединенные, то есть потребитель также подключен к 220 В.

Особенности конструкции

Проводник, он же магнитопровод или сердечник, бывает закругленным, прямоугольным (шина). По вариантам намотки изделие может быть концентрическим (на стержне), дисковым (намотанное чередованием). Есть модели с 1 катушкой, включающей 2 типа витков (один поверх другого) или с 2 (чаще) и больше, размещенными на отдалении.

Как выбрать

Нужный нам ТН на маркировке должен иметь обозначение для входных контактов 220 В, на выходе — двенадцать вольт или другой вольтаж под наши запросы. Другие модели могут быть предназначены, для 380 В, для 2-, 3-фазных сетей.

При подборе надо сложить мощности всех потребителей на обслуживаемой линии и сопоставить с той цифрой (кВа), на которую рассчитан трансформатор, добавив 20 % запаса.

Какие инструменты понадобятся для подключения ТН

Подготавливают инструменты. Вольтметром, мультиметром надо будет проверить параметры устройства, силовым кабелем сделать соединение. Потребуется изоляция (изолента), пропарафиненная (парафинированная) бумага или калька и обычные для таких процедур инструменты: отвертки, плоскогубцы, кусачки и прочее.

Особенности подключения

Рассмотрим основы как рассчитать, подключить понижающий трансформатор 220 36. Важно подсоединяться к катушкам аппарата в строгом соответствии с их назначением, учитывая потребности в конкретной ситуации. В зависимости от того, куда подключают нагрузку и 220 В аппарат будет либо понижателем, либо повышателем. А некорректное объединение контактов обмоток приведет к быстрому выходу ТН из строя (перегрев, КЗ).

ТН подсоединяется параллельно нагрузке, его цель — трансформировать входное напряжение с определенным коэффициентом, который, если упростить, равен соотношению витков. Когда их количество у таковой первичной (сетевой) меньше, чем у вторичной, то на выходе значение понижается. У повышающего ТН наоборот — витков вторички (нагрузочной катушки) больше. Необходимо отметить, что когда нагрузка увеличивается, то коэфф. соотношения понижается, на что также влияет сечение проводков обмотки.

У сложных изделий количество катушек превышает 2, каждая со своим коэфф. трансформации, причем часть из них понижает, часть — повышает. Любой трансформатор может работать в обратном режиме: когда на нагрузочную намотку подается переменное напряжение, получаем его на выходе первички с тем же коэффициентом преобразования.

Как подключить понижающий трансформатор

1. Удостоверяются, что используемый аппарат именно трансформатор напряжения (есть еще токовые). Для подсоединения нагрузки выбирать надо катушку с самим большим числом витков и сопротивлением.
2. У анодно-накальных вариантов устройств есть обмотки всех видов. Узнать первичку можно, посмотрев на ее выводы — они обычно на отдалении от остальных. Иногда такие витки обособлены в другом сегменте каркаса, тогда узнать ее еще проще. Также в интернете есть много тематических форумов, поэтому уточнить там параметры прибора и где какой вывод не составит труда.
3. Обязательно проверяют величину напряжения, частоту ТН — должно быть 220 В и 50 Гц.
4. Иногда у сетевой обмотки есть 3 вывода, один из них для сети 110 или 127 В. Наша цель — скомбинировать их так, чтобы сопротивление было максимальным, и именно на них надо подавать 220 В.
5. Если ввода не 3, а 4, то это модель с 2 катушками, которые соединяют перемычкой из проводка последовательно, синфазно. Вначале делают его, затем обмотки подключаются к вольтметру с пределом 500 В. Далее, на одну из нагрузочных обмоток дают несколько Вольт (можно применить батарейку). Нельзя касаться выводов сетевых витков при этом.
6. Записывают результаты тестера, отключают его, меняют местами выводы любой из первой катушки, повторяют процесс.
7. Выбирают вариант с наибольшим значением.

Если обмотка одна, ее желательно присоединять к сети через предохранитель. Номинал по току подбирается под трансформатор — не больше 0.05 А на 10 Вт.

Порядок подсоединения

Само включение элементарное. Достаточно помнить главные правила:

1. К контактам вторичной катушки подсоединяют нагрузку, затем на первичку подают 220 В. Аппарат для этого можно подключить напрямую к проводке (скруткой, клеммами), в том числе и непосредственно в щитке, или снабдить его выводы шнуром с вилкой к розетке 220 В и наружной розеткой для подключаемых приборов.
2. Нагрузка идет к обмотке с большим сопротивлением.

Главное в подключении — не перепутать обмотки и выводы, учесть принцип работы понижающего трансформатора 12, 24, 36 В: нагрузка идет к вторичке и если она имеет несколько контактов, то на выходе можно получить разный вольтаж, например, не 36, а 24 В. Поэтому требуется проверка вольтметром, мультиметром, как описано в предыдущем разделе.

Наглядный пример с иллюстрациями

Схема обычного трансформатора:

Вход — это первичка, туда подается 220 В. Как видно на схеме, у некоторых ТН есть выводы и на 110 В. С выхода снимается уже 36 В или иной уменьшенный вольтаж.

Потребители, запитываемые постоянным током, должны иметь выпрямитель, диодный мост и прочее, — это будет уже блок питания, для ламп накаливания этого не нужно.

Расчет должен учесть, что у некоторых трансформаторов есть две раздельные обмотки на выходе, которые нужно соединить внешним проводом.

В нашем случае модель обычная, на изображении ТН расположен соответственно схеме: большая катушка — вход (тут два контакта для 220 В), меньшая — выход.

Если земерить тестером (режим на отметке 2000 Ом), то сопротивление больше на первичке, чем на вторичке, таким образом определяем где какие витки.

Есть трансформаторы с двумя одинаковыми обмотками — на одной 110 В и на другой также 110 В. Для получения 220 В их надо правильно соединить, иначе получится короткое замыкание. Соединяют выход как показано на изображении: нижний контакт к нижнему. Аналогично подсоединяем два проводка от сети 220 В и меряем сопротивление (второе фото).

Вторичка намотана в данном случае сверху (то есть, тут две катушки, но каждая включает и сетевую, и нагрузочную). В ней можно соединять выводы двух намоток как угодно, но если сделать это не по порядку, то увеличится сила тока в 2 раза. Если же соединить последовательно (положение пальцев на фото), то, например, расчет будет таким: 18 В + 18 В = 36 В, что нам и требуется. Такие преобразователи удобные в определенных условиях: можно либо увеличивать ток в 2 раза, либо напряжение (уже уменьшенную величину, на выходе).

Есть также трансформаторы с множеством контактов для входа (первичка, первое изобр.) и выхода (второе фото), снять с которого можно разное напряжение в зависимости от порядка соединения их контактов. Принцип комбинации подобный вышеописанному, но мы не будем тут указывать его конкретно, поскольку моделей таких изделий много. Проще всего пользователю обратиться к паспорту изделия или на спецфорумы. На 1 фото замеры сопротивления на первичке, но подключаться нагрузкой надо к вторичке (2 и 3 фото), а она будет иметь больший показатель.

Готовые решения — ящики ЯТП

ЯТП — это понижающий трансформатор сразу готовый к подключению, модуль. Не надо разбираться с выводами, вводами, обмотками. На изделии есть соответствующие промаркированные розетки для требуемой нагрузки 36 В или иной. Достаточно включить его кабель в сеть 220 В и подсоединить в розетку на корпусе потребителя.

ЯТП могут выдавать любой вольтаж пониженного значения — 24, 36, 42 В. Часто они используются для временных, ремонтных работ. Есть модели, позволяющие регулировать выходное напряжение.

Как самому собрать понижающий трансформатор

Первым этапом сборки для ТН будет расчет. Затем рассмотрим сам процесс.

Исчисления

Задаем исходные данные для преобразователя 220/12 В:

• вход/выход — 220/12 В;
• площадь попер. сечен. сердечн. S = 6 кв. см.

Расчет числа витков катушки:

Первичка N1 = 60×220/6 = 2200 витков

Вторичка N2 = 60×12/6 = 120 витков.

Сборка

• медная проволока в шелковой/бумажной изоляции: для первички — сечение 0.3 мм², для вторички — 1 мм². Для последней цифры подключаемая нагрузка в цепи должна иметь до 10 А. В продаже есть также специальный обмоточный провод (эмальпровод), его также можно снять с других трансформаторов. Также допустимо применить обычную медную жилу в пластиковой изоляции;
• 5–6 шт., или больше по потребности, консервных банок: их жесть применим для создания сердечника;
• картон — толстый, жесткий;
• лакоткань (ленточная изоляция);
• парафинированная бумага.

Этапы

Порядок как сделать трансформатор своими руками:

• из банок вырезают 80 полос 30×2 см. Жесть подвергают отжигу: раскаливают в печи, оставляют остывать там. Суть именно в постепенном, как можно более медленном охлаждении: сталь размягчается и теряет упругость;
• пластины очищают, покрывают лаком, каждая оклеивается с одной стороны тонкой бумагой — папиросной, с парафином, калькой;
• из картона делают каркас под обмотки. Он состоит из ствола и щечек, обматывается несколькими слоями парафинированной бумаги, ее можно заменить на чертежную кальку;
• виток к витку наматывают проволоку, через каждые 2–3 слоя прокладывают пропарафиненную изоляцию;
• после окончания намотки первички фиксируют концы жилы на щечках, катушка обматывается 5 слоями бумаги;
• намотка на вторичике по направлению должна совпадать с таковым на первичке;
• зафиксировав на второй каркасной щечке выводы нагрузочных катушки, ее также заматывают в бумагу;
• пластины помещают на половину в катушку, затем ними огибают каркас (зазор между этими элементами обязательный), чтобы концы сошлись под ней;
• ТН закрепляют, например, скобами на куске деревянной доски. Последний этап — концы выводятся на основу, оснащаются контактами.

Можно сделать расчет по аналогии как описано и создать ТН одновременно для двенадцати и двадцати четырех вольт, что затребовано при использовании разных светильников. Наматывают 240 витков, но со 120-го выводят контакт в форме петли.

Видео по теме

Источник