Корзина
8 отзывов
РоссияВоронежская областьВоронежРабочий пр-кт, д. 101Б
+7(473)2-95-76-09
+7908-140-98-28
Pairon Technology
Корзина

Защита сухих трансформаторов

Защита сухих трансформаторов

Наиболее частая причина выхода из строя трансформаторов - это повреждение изоляции обмоток. Причиной повреждения может стать сверхток или перенапряжение. Сверхтоки появляются при перенапряжениях и коротких замыканиях и могут вызывать перегрев...

Наиболее частая причина выхода из строя трансформаторов - это повреждение изоляции обмоток. Причиной повреждения может стать сверхток или перенапряжение.
Сверхтоки появляются при перенапряжениях и коротких замыканиях и могут вызывать перегрев обмоток и полное разрушение изоляции за короткий срок. 

Перегрев обмоток может быть вызван как электрическими явлениями, так и неэлектрическими причинами, вызывая последующее повреждение трансформатора уже электрического характера. Например, плохой воздухообмен, повышение температуры окружающей среды, сокращение потока воды (в случае обмоток с водяным охлаждением) или, в случае трансформаторов, охлаждаемых потоком воздуха – поломка вентилятора или загрязнение фильтрующего элемента вентилятора.

Короткие замыкания, кроме перегрева, вызывают возникновение больших электродинамических сил между обмотками и их элементами.  
 


Пример протекания тока короткого замыкания
u, i – напряжение и ток перед коротким замыканием, iknu – неустановившаяся составляющая тока короткого замыкания,
iku – установившаяся составляющая тока короткого замыкания, ik – ток короткого замыкания, iud – импульсный ток
 

Эти силы пропорциональны квадрату тока и учитываются при проектировании трансформатора. В среднем продолжительность неустановившегося короткого замыкания (времени, по прошествии которого неустановившаяся составляющая тока короткого замыкания исчезает) составляет от 0,02 с до 0,2 с. Величина установившегося тока короткого замыкания зависит от параметров сети, в том числе от напряжения короткого замыкания трансформатора. Чем ниже напряжение короткого замыкания трансформатора, тем выше величина установившегося тока короткого замыкания.
Например, в случае трансформатора с напряжением короткого замыкания 5% установившийся ток короткого замыкания соответствует 20-кратной величине номинального тока.
Для понижения установившегося тока короткого замыкания и динамических сил короткого замыкания наша фирма применяет специальные конструкции обмоток трансформаторов.

Защита.
Защиту трансформаторов от перегрева (вызванного перенапряжением или коротким замыканием) чаще всего обеспечивают плавкие предохранители.
При подборе плавкой вставки важны такие её параметры, как ток и вид временной характеристики.
Номинальный ток плавкой вставки в первичной обмотке следует подобрать так, чтобы он был близок к номинальному току первичной обмотки трансформатора и равен верхнему значению самой близкой стандартной плавкой вставки.
Важный параметр трансформатора, который определяет подбор временной характеристики плавкой вставки – это пусковой ток трансформатора.
Пусковой ток трансформатора может достигать величины в 20-40 раз превышающей номинальный ток трансформатора.
Трансформаторы нашего производства характеризуются током включения в пределах 15-30-кратной величины номинального тока, а по желанию заказчика мы можем уменьшить его еще больше. Например, в случае трансформаторов, предназначенных для питания медицинских помещений, ток включения не превышает 12-кратной величины номинального тока.
Поэтому для трансформаторов лучше всего использовать плавкие вставки с характеристикой выдержки времени gTr или более распространённые в торговой сети gL/gG. В случае трансформаторов малой мощности можно установить миниатюрные предохранители модели TT или T


Осциллограмма пускового тока трансформатора модели ET1MED-6,3 230V//230V (I1n=28A)

В качестве защиты трансформаторов не рекомендуется использовать популярные выключатели максимального тока типа S, несмотря на то, что можно приобрести их модификацию с характеристикой D (полоса 10-20xIn), так как ток запуска трансформатора может вызвать срабатывание электромагнитного реле прямого действия в момент включения трансформатора.
Наилучшее решение защиты трансформатора – применение выключателя с регулируемыми параметрами временных характеристик отдельно для звена короткого замыкания и звена перенапряжения. Кроме того, выключатель данного типа предусматривает возможность настройки задержки, что позволяет "усыпить" его реакцию, например, на время включения трансформатора, которое составляет, как правило, первые 5-7 полупериодов сетевого напряжения. Недостаток таких выключателей – слишком высокая цена.
Можно также использовать защиту вторичной обмотки, которая должна соответствовать подключенной к трансформатору нагрузке. Величина номинального тока плавкой вставки, в этом случае, не должна превышать номинальный ток вторичной обмотки трансформатора. Вид временной характеристики плавкой вставки зависит в данном случае от характера нагрузки.

Датчики температуры
Плавкие предохранители и автоматические выключатели защищают от последствий перенапряжения и коротких замыканий, но существует также ряд неэлектрических факторов, которые могут привести к перегреву и повреждению изоляции. Поэтому в обмотке в зависимости от исполнения и требований пользователя дополнительно размещаются датчики температуры.
Могут применяться следующие датчики:

  • безинерционные (модели Pt),

  • полупроводниковые (напр. позисторы PTC),

  • миниатюрные биметаллические выключатели : NO – (нормально разомкнутые) или NC – (нормально замкнутые).

Они располагаются внутри обмотки. Некоторые модели, например, для горной промышленности или медицинских учреждений, требуют установки датчиков двух типов в одной обмотке.
Пример: с помощью датчика Pt100 осуществляется постоянный мониторинг температуры обмоток, а дополнительно установленный биметаллический выключатель NO или NC сигнализирует о превышении допустимой температуры.

Температурная защита не только имеет важное значение с точки зрения эксплуатации, но и продлевает срок работы трансформатора, так как постоянный перегрев изоляции на 5°С ускоряет её износ вдвое.

Другие статьи