Jak obliczyć prąd bezpiecznika dla transformatora po stronie WN
W sieciach elektrycznych często zdarzają się sytuacje awaryjne, które mogą uszkodzić kosztowny sprzęt, którego jednym z elementów jest transformator. Aby zabezpieczyć transformator przed uszkodzeniem, konieczne jest zainstalowanie zabezpieczenia nadprądowego.
Bezpiecznik wysokonapięciowy jest jedną z opcji ochrony transformatora mocy przed uszkodzeniem. Przerywa obwód elektryczny (przepalenie bezpiecznika), gdy prąd przekroczy dopuszczalną wartość (wartość znamionową bezpiecznika).
Bezpiecznik wysokonapięciowy ochroni uzwojenie transformatora tylko wtedy, gdy jest ono odpowiednio przystosowane do prądu. Przyjrzyjmy się, jak obliczyć prąd bezpiecznika dla transformatora po stronie wysokiego napięcia (WN).
Przy wyborze bezpiecznika należy przede wszystkim wziąć pod uwagę klasę napięciową: napięcie znamionowe bezpiecznika musi być równe klasie napięciowej sieci.Zainstalowanie bezpiecznika wysokonapięciowego o napięciu znamionowym niższym niż napięcie sieciowe spowoduje przerwanie lub zachodzenie izolacji, co z kolei spowoduje zwarcie międzyfazowe. Nie należy również instalować bezpieczników o napięciu niższym niż znamionowe bezpiecznika — może to spowodować przepięcie w przypadku zwarcia.
Dobór bezpiecznika zgodnie ze znamionowym prądem wyłączania
Znamionowy prąd wyłączania (wyzwolenia) bezpiecznika nie może być mniejszy niż maksymalny prąd zwarciowy dla punktu sieci elektrycznej, w którym bezpiecznik zostanie zainstalowany. W przypadku transformatora mocy jest to prąd trójfazowy na zaciskach uzwojenia wysokiego napięcia – tam, gdzie są zamontowane bezpieczniki.
Przy obliczaniu prądu zwarciowego brany jest pod uwagę najpoważniejszy tryb, z minimalną rezystancją w miejscu podejrzewanego uszkodzenia.
Prądy zwarciowe obliczane są indywidualnie z uwzględnieniem całego łańcucha dostaw.
Bezpieczniki zabezpieczające transformatora po stronie WN wydawane są na znamionowy prąd wyłączalny (maksymalny prąd wyłączalny) w zakresie 2,5-40 kA.
W przypadku braku danych o wielkości prądów zwarciowych w odcinku sieci zaleca się dobranie maksymalnej wartości znamionowego prądu wyłączania bezpiecznika.
Wybór prądu znamionowego bezpiecznika
Bezpiecznik wysokiego napięcia chroni uzwojenie wysokiego napięcia transformatora zasilającego nie tylko przed zwarciem, ale także przed przeciążeniem, dlatego przy wyborze bezpiecznika należy również wziąć pod uwagę znamionowy prąd pracy.
Przy wyborze prądu znamionowego bezpiecznika należy wziąć pod uwagę kilka czynników. Po pierwsze, transformator mocy może być poddawany krótkotrwałym przeciążeniom podczas pracy.
Po drugie, gdy transformator jest włączony, występują udary prądu magnesującego, które przekraczają prąd znamionowy uzwojenia pierwotnego.
Konieczne jest również zapewnienie selektywności działania przy zabezpieczeniu zainstalowanym po stronie niskiego napięcia (NN) oraz na liniach wyjściowych odbiornika. Oznacza to, że przede wszystkim muszą zadziałać automatyczne przełączniki (bezpieczniki) po stronie niskiego napięcia linii wyjściowych, które przechodzą bezpośrednio do obciążenia do odbiorników.
Jeśli to zabezpieczenie nie działa z tego czy innego powodu, wówczas wyłącznik automatyczny (bezpiecznik) na wejściu strony NN transformatora mocy musi zostać wyzwolony. Bezpieczniki po stronie WN są w tym przypadku zabezpieczeniem rezerwowym, które musi zadziałać w przypadku przeciążenia uzwojenia niskiego napięcia i awarii zabezpieczeń po stronie NN.
W oparciu o powyższe wymagania bezpiecznik dobiera się na dwukrotność prądu znamionowego uzwojenia wysokiego napięcia.
Tym samym bezpieczniki wysokonapięciowe instalowane po stronie WN chronią odcinek obwodu elektrycznego przed uszkodzeniem na wejściu transformatora, jak również przed uszkodzeniem wewnętrznym samego transformatora mocy. A bezpieczniki (wyłączniki) po stronie NN transformatora mocy chronią sam transformator przed przeciążeniem ponad dopuszczalną granicę, a także przed zwarciem w sieci niskiego napięcia.
Wskazany jest prąd znamionowy uzwojeń transformatora mocy w danych paszportowych.
Jak obliczyć prąd bezpiecznika, jeśli znana jest tylko moc znamionowa transformatora mocy?
Jeśli znany jest typ transformatora, najłatwiej jest znaleźć prąd, korzystając z danych referencyjnych transformatora mocy jednego z producentów, ponieważ wszystkie transformatory są zwykle produkowane zgodnie ze standardowym zakresem mocy znamionowych i odpowiednio o podobnych właściwościach .
Alternatywnie można skorzystać z poniższej tabeli dla zalecanych wartości prądów znamionowych bezpieczników dla trójfazowych transformatorów mocy 6/0,4 i 10/0,4 kV:
Bezpieczniki chroniące przekładnik napięciowy po stronie WN
Transformatory o napięciu 110 kV i wyższym zabezpieczone są wyłącznie od strony niskiego napięcia wyłącznikami lub bezpiecznikami. Dla przekładników napięciowych 6, 10 i 35 kV nie wykonuje się obliczeń prądu bezpiecznika.
Bezpiecznik chroniący przekładnik napięciowy po stronie WN dobierany jest wyłącznie zgodnie z klasą napięciową. Dla każdej klasy napięciowej produkowane są specjalne bezpieczniki typu PKN (PN) — 6, 10, 35 (w zależności od klasy napięciowej), służą wyłącznie do ochrony przekładniki napięciowe.