Zabezpieczenie nadprądowe transformatora: dobór urządzeń pierwotnych i wtórnych zgodnie z normą NEC 450.3

Jednostka o mocy 1000 kVA z uzwojeniem pierwotnym 480 V pobiera 1203 A. Rysunek przedstawia wyłącznik 1600 A na uzwojeniu pierwotnym, główny 4000 A na uzwojeniu wtórnym 208Y/120 V i kabel o długości 14 stóp między nimi. Arytmetyka się zgadza, a plan i tak przychodzi z ostemplowaną poprawką i ponownym przesłaniem. Bardzozabezpieczenie nadprądowe transformatorabłędy nie są błędami obliczeniowymi. Pochodzą z ochrony niewłaściwego komponentu.

Czego faktycznie wymaga art. 450

Artykuł 450 NEC traktuje transformator jako urządzenie narażone na dwa różne zdarzenia: trwałe przeciążenie, które powoli nagrzewa uzwojenie, oraz usterkę, która powoduje jego uszkodzenie w ciągu milisekund. Tabela 450.3(B) obejmuje jednostki o napięciu znamionowym 1000 V i niższym i podaje dwie ścieżki zamiast jednej odpowiedzi.

Ścieżka pierwsza, ochrona tylko podstawowa. Urządzenie podstawowe nie może przekraczać 125% pierwotnego prądu pełnego obciążenia, jeżeli prąd ten wynosi 9 A lub więcej i 167% poniżej tego progu. Ścieżka druga, ochrona pierwotna i wtórna. Urządzenie główne może wzrosnąć do 250%, podczas gdy urządzenie dodatkowe jest utrzymywane na poziomie 125% lub 167% poniżej 9 A. Obie liczby są wartościami maksymalnymi i obie pozwalają na zaokrąglenie w górę do następnej standardowej wartości znamionowej wymienionej w 240.6.

Warto zapoznać się z tekstem w oryginale, a nie w streszczeniu, ponieważ wyjątki mają taką samą wagę jak tabela. Aktualny tekstNFPA 70, Krajowy Kodeks Elektrycznyjest publikowany przez Krajowe Stowarzyszenie Ochrony Przeciwpożarowej, a artykuł 450 znajduje się w Rozdziale 4, o jeden artykuł przed metodami okablowania, które większość instalatorów zna z przyzwyczajenia.

Sprawdź liczby dotyczące tej jednostki 1000 kVA. Prąd pierwotny wynosi 1203 A, więc 125% daje 1504 A, co zaokrągla do urządzenia 1600 A. Prąd wtórny wynosi 2776 A, więc 125% daje 3470 A. Nie ma standardowej wartości znamionowej 3500 A, dlatego następny większy rozmiar wynosi 4000 A, a nie 3500 A, jak zakłada wiele zestawień paneli.

Dlaczego zabezpieczenie nadprądowe transformatora nie jest zabezpieczeniem silnika

Zarówno silnik, jak i transformator powodują wzrost napięcia przy zasilaniu, dlatego często traktuje się je jako zamienne. Nie są. Przekaźnik przeciążeniowy silnika jest zgodny z opublikowanym modelem termicznym i jest resetowany przez operatora stojącego obok niego. Transformator znajduje się za wyłącznikiem o wielkości zgodnej z kodem, a wyłącznik ten jest jedynym urządzeniem znajdującym się pomiędzy uzwojeniem o impedancji 5,75% a zwarciem łukowym za nim.

Oto część, której brakuje większości kupujących: rozruch. Jednostka żywiczna zazwyczaj pobiera od 8 do 12 razy większy prąd znamionowy przez pierwsze 0,1 s. Na tym samym prądzie pierwotnym 1203 A szczyt pierwszego cyklu może wynieść blisko 12 kA, zatem wyłącznik 1600 A z natychmiastowym wyzwoleniem przy dziesięciokrotności wartości znamionowej (16 kA) bezproblemowo przechodzi zimny start, podczas gdy urządzenie termomagnetyczne o niższym stałym ustawieniu magnetycznym wyłącza się przy każdym ponownym włączeniu zasilania po przestoju.

Niewłaściwym rozwiązaniem jest ciągłe powiększanie urządzenia, aż do ustania uciążliwego wyłączania. Każde zwiększenie zwiększa energię przenikającą, którą uzwojenie pochłania podczas zwarcia wtórnego, i w ten sposób transformator, który na papierze jest w pełni zgodny, ulega awarii w trzecim roku. W przypadku kolizji rozruchu i okna zabezpieczającego, rozsądnymi opcjami są inna rodzina wyłączników, regulowany wyzwalacz magnetyczny lub przejście na zabezpieczenie pierwotne i wtórne. Większa liczba na rysunku do nich nie należy.

Szkoła podstawowa lub podstawowa i wtórna: gdzie zapada decyzja

Jednostki montowane na podkładkach należące do przedsiębiorstw użyteczności publicznej są zwykle przeznaczone wyłącznie do zasilania podstawowego, ponieważ zakład chroni swój własny transformator, a klient nigdy nie widzi urządzenia. Projekty przemysłowe i komercyjne zazwyczaj kończą się na szkołach podstawowych i średnich, a powód jest bardziej praktyczny niż prawny.

Zabezpieczenie wtórne wychwytuje błędy, których urządzenie główne fizycznie nie widzi. Zwarcie łukowe niskiego poziomu po stronie wtórnej może mieć wartość 1,5-krotności prądu znamionowego, czego 250% wyłącznik główny nigdy nie usunie. Uzwojenie po prostu gotuje, aż dym znajdzie uszczelkę drzwi. Dodaj długie odcinki wtórne i limity zaczepów 240.21(C), a urządzenie wtórne stanie się również punktem odniesienia przy doborze przewodów izabezpieczenie nadprądowe transformatorabadanie.

Część, która zostaje oznaczona: Przewodniki wtórne poniżej 240.21(C)

Uzwojenie wtórne transformatora nie jest usługą, a jego przewodniki nie są zasilaczami, dopóki nie wylądują na urządzeniu nadprądowym. Do tego czasu są to przewody zaczepowe, a norma 240.21(C) ogranicza odległość, jaką mogą przebiegać i ilość prądu, jaką mogą przenosić w stosunku do urządzenia na drugim końcu.

W zeszłym roku zaobserwowaliśmy to w przypadku nowo dobudowanego szpitala: 1000 kVA, napięcie pierwotne 480 V w kształcie trójkąta, napięcie wtórne 208Y/120 V, 4-calowy przewód o długości 14 stóp prowadzący do zdalnej rozdzielnicy 2500 A. Podstawowe urządzenie znajdowało się w 450.3. Przewody wtórne nie mieściły się w normie 240.21(C), ponieważ dłuższy naddatek na zaczepie wymaga, aby obciążalność prądowa przewodu wynosiła co najmniej jedną trzecią wartości znamionowej urządzenia, a przewód był chroniony przed uszkodzeniem fizycznym. Pion przewodów przecinał publiczny korytarz bez barier, a AHJ odczytał rysunek dokładnie tak, jak napisano.

Korekta kosztowała dwa dni i zmienioną trasę. Znalezienie go podczas uruchamiania wiązałoby się z dłuższym okresem przestoju. Dlatego przed wydaniem a. prosimy o diagram jednoliniowyniestandardowy transformator trójfazowy: uzwojenie jest łatwą częścią, ale okno ochronne zależy od tego, gdzie znajduje się pierwsze urządzenie i jak dochodzą tam przewody.

Co ma do powiedzenia tabliczka znamionowa transformatora

Każde obliczenie ochrony rozpoczyna się odtabliczka znamionowa transformatora, a trzy pola wykonują większość pracy. Znamionowe kVA i napięcie dają prąd pełnego obciążenia. Procentowa impedancja daje prąd zwarciowy. Wzrost temperatury wraz z klasą izolacji wyznacza granicę termiczną, poniżej której urządzenie powinno przebywać.

Weź tę samą jednostkę 1000 kVA przy impedancji 5,75%. Prąd pełnego obciążenia wtórnego wynosi 2776 A, więc zwarcie śrubowe na zaciskach wtórnych osiąga około 48 kA przed obliczeniem impedancji kabla. Rama 4000 A z prądem przerywanym 65 kA to uczciwa specyfikacja. Zespół 42 kA nie jest taki, niezależnie od tego, co twierdzi zestawienie paneli.

Impedancja również niesie ze sobą tolerancję. IEEE C57.12.01 pozwala, aby zmierzona wartość mieściła się w paśmie wokół określonej wartości, więc projekt 5,75% może osiągnąć 6,0%, a ta pojedyncza liczba porusza zarówno prąd zwarciowy, jak i badanie koordynacji. Poproś o testowaną wartość z raportu z rutynowego testu. Dane katalogowe służą do budżetowania, a nie do ustawiania przekaźników.

Krany należą do tej samej strony. Czteropozycyjny zakres odczepów poza obwodem plus/minus 2 o 2,5% zmienia efektywny współczynnik zwojów, a tym samym napięcie wtórne i prąd, jaki widzi urządzenie przy danym obciążeniu. Na tabliczce znamionowej podwójnego napięcia sprawdź, które połączenie zostało przyjęte w badaniu ochrony przed zwolnieniem przekładni.

Szczegóły fabryczne, które poszerzają lub zawężają okno ochronne

Każde zbudowane przez nas urządzenie jest poddawane rutynowym testom przed wysyłką, a dane zawarte w raporcie to te, których faktycznie potrzebuje inżynier ds. zabezpieczeń: zmierzona impedancja, strata w stanie jałowym i pod obciążeniem, stosunek napięcia przyłożonego na każdym odczepie oraz rezystancja izolacji. NaTransformator z certyfikatem ULzamów plik z listą, który ustala również system izolacji i parametry zakończeń, więc zmiana w miejscu montażu głównych końcówek staje się kwestią dotyczącą aukcji, a nie decyzją sklepu.UL1561to standard leżący u podstaw tego pliku dla transformatorów suchych ogólnego przeznaczenia i transformatorów mocy i to z niego w rzeczywistości pochodzi tabela wzrostu temperatury, na której opiera się twoje badanie ochrony.

W przypadku większych ram wartość rozruchu jest mierzona, a nie zakładana. Rejestrujemy szczyt pierwszego cyklu na oscylografie, ponieważ zespół żywicy lanej o mocy 2500 kVA przy dwunastokrotnej wartości z tabliczki znamionowej może przesunąć ustawienie magnetyczne wyłącznika w obudowie formowanej poza zakres regulacji. Klient potrzebuje tej krzywej przed zamówieniem rozdzielnicy, a nie po dostarczeniu przekładni na miejsce i na aniestandardowy transformator trójfazowyta krzywa nigdy nie jest krzywą katalogową.

W zakładzie o powierzchni 120 000 m2 obowiązuje system jakości wprowadzony przez spółkę joint venture Eaton w 2023 r., dlatego też raport z testów jest dostarczany wraz z transformatorem, a nie przybywa trzy tygodnie później. Ma to znaczenie przy zasilaniu, gdy AHJ prosi o dokumentację, a nikt nie chce być osobą, która zgubiła akta.

Lista kontrolna przed zwolnieniem rysunku

Siedem pozycji obejmuje większość usterek w pakiecie zabezpieczeń transformatora. Obliczyć pierwotny prąd pełnego obciążenia na podstawie tabliczki znamionowej kVA i napięcia, a nie z harmonogramu. Wybierz świadomie ścieżkę ochrony i zanotuj ją na rysunku. Sprawdź chwilowe wyłączenie w stosunku do zmierzonego rozruchu, mając zapas.

Następnie zakończ zestaw. Dopasuj urządzenie dodatkowe do 125% i potwierdź kolejną standardową ocenę w 240,6. Przed zamówieniem kabla sprawdź długość przewodu wtórnego i obciążalność prądową zgodnie z 240.21(C). Do badania zwarć i oceny przerwań należy używać testowanej impedancji, a nie impedancji katalogowej. Potwierdź zworkę łączącą i przewód elektrody uziemiającej dla oddzielnie wyprowadzonego systemu poniżej 250.30. Na koniec umieść przetestowane dane dotyczące zabezpieczeń w pakiecie O i M, aby następny inżynier odziedziczył fakty, a nie założenia.

Każdy z tych kroków zajmuje kilka minut na rysunku i tygodnie w terenie. Najczęściej pomijany krok to ten, którego nikt nie posiada: ktoś zakłada, że ​​dostawca sprzętu to sprawdził, a dostawca sprzętu zakłada, że ​​zrobił to rekordzista.

Uzyskaj dane dotyczące ochrony przed zamówieniem sprzętu.

Jeśli zamykasz azabezpieczenie nadprądowe transformatoraschematu, a dane z tabliczki znamionowej są nadal otwarte, prześlij nam schemat jednokreskowy, harmonogram obciążenia i dostępny prąd zwarciowy w obwodzie pierwotnym. Nasze biuro inżynierskie zwraca przetestowaną impedancję, krzywą rozruchu i format raportu z rutynowych testów, który inżynier może przejrzeć, zwykle w ciągu dwóch dni roboczych.

Ryan Electric produkuje transformatory suche i olejowe o mocy od 10 kVA do 200 MVA w wykonaniu z żywicy lanej, VPI i wypełnione cieczą, zTransformator z certyfikatem ULprojekty, konfiguracje CSA i warianty IEC pod jednym dachem. Zapytaj o pakiet ochronny wraz z wyceną. To nic nie kosztuje z góry i pozwala uniknąć ponownego przesłania później.

O autorze — ten artykuł został przygotowany przez zespół inżynierów transformatorów mocy w firmie Ryan Electric, producenta transformatorów suchych, zanurzonych w oleju i montowanych na podkładkach od 2007 roku. Zespół wspiera koordynację zabezpieczeń, testowanie fabryczne i certyfikację w Ameryce Północnej dla projektów w Stanach Zjednoczonych, Kanadzie, na Bliskim Wschodzie i w Azji Południowo-Wschodniej. Pytania dotyczące specyfikacji można przesyłać do naszego biura inżynieryjnego za pośrednictwem strony internetowej firmy.