Меню

Ограничители пусковых токов трансформатора

Пусковые токи трансформатора. Методы их снижения.

Часто величина пусковых токов трансформатора значительно превышает рабочие токи. Так, например, для тороидального трансформатора номинальной мощностью 5 кВА импульс пусковой ток достигает 1000. 2000 А. Пусковые токи могут привести к активации устройства защиты по току (например, автоматических выключателей). Возникает весьма резонный вопрос: «Как предотвратить эту ситуацию?» ГК «Штиль» предлагает следующие решения для снижения пусковых токов:

  • Использование трансформаторов с пониженной индуктивностью. Таким образом, снижение индукции в два раза относительно номинального снижает пусковой ток до величины, не превышающей номинальный ток холостого хода. Обычно номинальное значение равно 1,5 Тл. Следует отметить, что снижение индукции ведет к увеличению потерь в проводах обмоток трансформатора и, соответственно, к увеличению таких параметров, как масса и габариты. На предприятиях ГК «Штиль» такие трансформаторы изготавливаются по специальному заказу в соответствии с требованиями Заказчика.
  • Подключение трансформатора к сети электропитания в момент, когда напряжение сети имеет максимальное значение (то есть, в момент ? = ?/2 ). Этот метод является наиболее эффективным, но он требует применения специальных устройств коммутации.
  • Включение активного сопротивления (резистора) последовательно с первичной обмотки трансформатора. Но этот метод имеет такие надостатки, как нагрев резистора и ,соответственно, снижение эффективности.

На наш взгляд, целесообразнее в этом случае использовать термистор, т. е. резистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Сопротивление терморезистора в горячем состоянии значительно ниже, чем в холодном, в связи с чем, потери тепла соответственно значительно меньше по сравнению с обычным резистором. Например, для использования вместе с трансформатором мощностью 2 кВА специалисты ГК «Штиль» рекомендуют термистор типа SCK-2R515 с сопротивлением в холодном состоянии 2,5 Ом, который рассчитан на номинальный ток 15 а.

Относительно недавно были представлены так называемые однофазные ограничители серий ESB и ESBH, рассчитанные на номинальные токи от 10 А и 16 А. В основе принципа действия вышеуказанных ограничителей – включение последовательно с нагрузкой серии с нагрузкой токоограничительного резистора (обычно 5 Ом). При этом, резистор замыкается контактами реле с задержкой времени (настройка в пределах от 20 до 50 мс). Автоматические выключатели, используемые для подключения трансформатора к сети, должны быть характеристики переключения «D» (стандарт МЭК/IEC 898) и «K» (стандарт DIN VDE 0660). Автоматы защиты с такими характеристиками разработаны специально для активно-индуктивной нагрузки таких компонентов, как электродвигатели и трансформаторы. Для подобных автоматов характерна высокая кратность номинального значения тока, т.е. соотношение пускового тока к номинальному значению. Для автоматических выключателей с характеристикой «D» кратность составляет порядка 15, а для автоматов с характеристикой «K» — порядка 10. Если у вас нет подобных автоматических выключателей, а трансформатор должен быть подключен срочно, вы можете также использовать устройства наиболее распространенные — с литерами B, C. При этом, надо помнить, что они должны иметь 2-3-кратный запас по току. И в данном случае выключатель будет срабатывать при значении тока в 2-3 раза больше номинального. Т.е. защитные функции коммутатора будут несколько ухудшаться. Проблема пусковых токов наиболее остро стоит для разработчиков оборудования, а не для завода- производителя трансформаторов, т.к. производитель трансформаторов не может изменить значение этого параметра. В зависимости от конкретного случая разработчик сам решает, какой способ уменьшения значения пускового ток следует применить. Для трансформаторов с мощностью менее 1 кВА, как правило, нет острой необходимости решать проблему пусковых токов. Однако в ряде случаев относительно большое внутреннее сопротивление питающей сети могут снизить пусковой ток до вполне приемлемой величины.

Источник

Выбор и применение ограничителя пусковых токов ICL от компании MEAN WELL

В мае текущего года на нашем сайте была представлена новинка от компании MEAN WELL- ограничители пускового тока серии ICL. Как правило, применение ограничителя пускового тока не вызывает вопросов в случае, если ограничение требуется только для одного-двух источников питания. Вместе с тем, технические характеристики ограничителей пускового тока позволяют их применять для большего количества блоков питания:

Типовая схема применения ограничителя пускового тока ICL

Рис. 1. Типовая схема применения ограничителя пускового тока ICL

Таким образом, ключевым становится вопрос – как можно определить максимальное количество источников питания, суммарный ток которых может быть ограничен одним устройством ICL, то есть число n+1 на рисунке 1. В качестве примера расчета определим сколько блоков питания модели SDR-120-24 может быть установлено за ограничителем пускового тока ICL-16R.
Согласно спецификации на ограничитель пускового тока для определения максимального количества нам нужно использовать два ключевых параметра – непрерывный нормированный ток (AC continuous rated current) и допустимая емкость нагрузки (Allowed capacitive load):

Читайте также:  Как изменится накал лампы включенной последовательно с конденсатором если частоту тока увеличить

Ключевые параметры ограничителей пускового тока серии ICL-16

Рис. 2. Ключевые параметры ограничителей пускового тока серии ICL-16

Согласно спецификации на SDR-120, постоянный входной ток блока питания (AC current typ.) составляет 0.7А при 230В при полной нагрузке:

Постоянный входной ток блока питания серии SDR-120

Рис. 3. Постоянный входной ток блока питания серии SDR-120

Таким образом, максимальное количество блоков питания определится отношением непрерывного нормированного тока (AC continuous rated current) ограничителя ICL-16 к постоянному входному току блока питания (AC current typ.): 16А / 0.7А = 22.8 шт. Округляем до минимально возможного целого числа – 22 шт.
Второе условие, которое должно быть выполнено, это оценка, что максимальная входная емкость блоков питания не превысит допустимой емкости нагрузки ограничителя пускового тока.
Согласно Отчета о тестировании блока питания SDR-120-24 входная емкость составляет 100uF (определяется по входному конденсатору C5):

Входная емкость блока питания SDR-120-24

Рис. 4. Входная емкость блока питания SDR-120-24

Из соотношения допустимой емкости нагрузки ограничителя ICL-16 к входной емкости источника питания определяем максимально допустимое количество блоков питания по второму условию: 2500uF / 100uF = 25 шт (при необходимости округляем до минимально возможного целого числа).

Итого из первого условия (по максимальному току) количество блоков питания составляет 22 шт, из второго условия (по допустимой емкости нагрузки) количество блоков питания составляет 25 шт. Из полученных условий выбирается минимальное значение, при котором гарантированно будут выполнены оба условия – 22 шт. Но для надежности производитель рекомендует использовать понижающий коэффициент 0.9 для получения итогового значения: 22 * 0.9 = 19.8 шт (округляем до минимально возможного целого – 19 шт). Таким образом, допустимо использовать один ограничитель пускового тока ICL-16R на 19 блоков питания SDR-120-24.

Источник

Ограничители пусковых токов трансформатора

Мы поставляем однофазные ограничители пускового тока серий ESB и ESBH мощностью от 10 до 16 А.

Принцип действия базируется на шунтировании с выдержкой времени токоограничительного резистора с предварительной установкой.
Значение временной задержки для типа ESB жестко установлено на заводе (ок. 20-50 мсек.).
Исполнение с литой изоляцией в пластмассовом корпусе, с UL-разрешением до 400 В.

  • Применение:
    Ограничение пусковых токов электрических устройств, как, например, трансформаторов, электродвигателей и т. п. Ограничитель пускового тока подключается непосредственно перед устройством, которое характеризуется слишком высоким пусковым током.
  • Альтернативное крепление:
    Эти устройства могут поставляться также с защелкивающим креплением для монтажных рельсов TS 35 DIN 50022.
  • Определение параметров:
    Типовой ряд ESB выполнен для номинального тока 16 A. Рекомендуется токоограничительный резистор в 5 ом. В зависимости от величины гасимых пиков пускового тока и, в особенности, от частоты их появления и/или ширины пика, в отдельных случаях может потребоваться большее время задержки включения или большее сопротивление токоограничительного резистора.
  • Внимание:
    Вследствие встроенной защиты от превышения температуры для ограничителей пускового тока требуется определенная фаза охлаждения между циклами включения. Поэтому промежуток времени между двумя циклами включения должен составлять примерно 1 минуту.

Серии ESB-S мощностью 16 А.

Принцип действия базируется на шунтировании с выдержкой времени токоограничительного резистора с предварительной установкой.
Значение временной задержки для типа ESB-S жестко установлено на заводе (ок. 20-50 мсек.).
Исполнение с литой изоляцией в пластмассовом корпусе, может крепиться защелкиванием на монтажном рельсе TS 35.

  • Применение:
    Ограничение пусковых токов электрических устройств, как, например, трансформаторов, электродвигателей и т. п. Ограничитель пускового тока подключается непосредственно перед устройством, которое характеризуется слишком высоким пусковым током.
  • Определение параметров:
    Типовой ряд ESB-S выполнен для номинального тока 16 A. Рекомендуется токоограничительный резистор в 5 ом. В зависимости от величины гасимых пиков пускового тока и, в особенности, от частоты их появления и/или ширины пика, в отдельных случаях может потребоваться большее время задержки включения или большее сопротивление токоограничительного резистора.
  • Внимание:
    Вследствие встроенной защиты от превышения температуры для ограничителей пускового тока требуется определенная фаза охлаждения между циклами включения. Поэтому промежуток времени между двумя циклами включения должен составлять примерно 1 минуту.

Серии ESBN-S мощностью 25 А.

Принцип действия базируется на шунтировании с временной задержкой интегрированного токоограничительного резистора (NTC) с жёсткой предварительной установкой.
Исполнение в пластмассовом корпусе, возможно защелкивающее крепление на монтажном рельсе TS 35.

  • Время задержки может переключаться 2-мя ступенями. В зависимости от подключения ослабление можно изменять 2-мя ступенями.
  • Применение:
    Ограничение пусковых токов электрических устройств, как, например, трансформаторов, электродвигателей и т. п. Ограничитель пускового тока подключается непосредственно перед устройством, которое характеризуется слишком высоким пусковым током.
  • Определение параметров:
    Типовой ряд ESBN-S выполнен для номинального тока 25 A.
  • Внимание:
    Вследствие встроенной защиты от превышения температуры для ограничителей пускового тока требуется определенная фаза охлаждения между циклами включения. Поэтому промежуток времени между двумя циклами включения должен составлять примерно 1 минуту.
    ESBN-S снова готов к ограничению тока лишь после включения напряжения.
Читайте также:  Класс безопасности трансформатора тока

Серии ESBG мощностью 16 А.

В качестве предвключённого прибора для потребителей электроэнергии с повышенными пусковыми токами или токами включения.
Токоограничительный резистор NTC.
Пластмассовый корпус с интегрированной штепсельной вилкой и розеткой с защитным контактом.

  • Ограничитель пускового тока типа ESBG включается между точкой подключения в сеть (штепсельная
    розетка с защитным контактом) и потребителем электроэнергии, который характеризуется слишком высоким пусковым током. Для обеспечения простого использования это устройство выполнено в виде розеточного корпуса с встроенной штепсельной розеткой с защитным контактом. Функция этого устройства основывается на шунтировании с временной задержкой NTC-резистора, как только появится протекание тока вследствие включения потребителя. Это устройство управляется током, так что его функция сохраняется и при коммутации на выходной стороне. Ввиду свойств токоограничительного NTC-резистора требуется наличие промежутков времени как минимум в 1 минуту между многократными следующими друг за другом циклами включения.

  • Возможные области применения:
    Станки, такие как шлифовальные станки с гибкими дисками, садовая техника, как, например, разбрасыватели компоста и шредеры, потребители электроэнергии с импульсными источниками питания на первичной стороне.

Серии ESBG-S мощностью 16 А.

В качестве предвключённого прибора для потребителей электроэнергии с повышенными пусковыми токами или токами включения.
Токоограничительный резистор NTC, оптический сигнализатор повреждений (светодиод), термическая защита от перегрузки.
Исполнение в пластмассовом корпусе, возможно крепление защелкиванием на монтажном рельсе TS 35.

  • Ограничитель пускового тока типа ESBG-S включается между точкой подключения в сеть (штепсельная
    розетка с защитным контактом) и потребителем электроэнергии, который характеризуется слишком высоким пусковым током. Для обеспечения простого использования это устройство выполнено в виде розеточного корпуса с встроенной штепсельной розеткой с защитным контактом. Функция этого устройства основывается на шунтировании с временной задержкой NTC-резистора, как только появится протекание тока вследствие включения потребителя. Это устройство управляется током, так что его функция сохраняется и при коммутации на выходной стороне. Ввиду свойств токоограничительного NTC-резистора требуется наличие промежутков времени как минимум в 1 минуту между многократными следующими друг за другом циклами включения.

  • Возможные области применения:
    Станки, такие как шлифовальные станки с гибкими дисками, садовая техника, как, например, разбрасыватели компоста и шредеры, потребители электроэнергии с импульсными источниками питания на первичной стороне.

Серии ESBGT мощностью 16 А.

С 2-метровым сетевым шнуром с безопасной штепсельной вилкой.
На выходе штепсельная розетка с защитным контактом, макс. 16 A.
Частота переключений макс. 1 раз в минуту.
На первичной стороне подключение к сети 230 В, 50/60 Гц, прочный корпус из листовой стали с ручкой и резиновыми ножками.

  • Ограничитель пускового тока типа ESBGT включается между точкой подключения в сеть и потребителем электроэнергии, который характеризуется слишком высоким пусковым током. Это устройство управляется током, так что его функция сохраняется и при коммутации на выходной стороне.
  • Возможные области применения:
    Станки, такие как шлифовальные станки с гибкими дисками, садовая техника, как, например, разбрасыватели компоста и шредеры, потребители электроэнергии с импульсными источниками питания на первичной стороне.
  • Пригоден для применения в медицинской области в соответствии с IEC 601-1, DIN EN 60601-1, VDE 0750 часть 1.

Форма запроса

Наше предприятие обладает возможностями изготовления широкого спектра специальных трансформаторов по техническому заданию.

Бланк запроса (pdf, 53 kb).

Пожалуйста отправьте нам заполненный бланк любым удобным для вас образом:

  • email: transformators@ remove-this. pea.ru
  • факс: (499) 265-2863, 265-2890, 265-3180, 265-3108

Мы уверены, что сможем предложить эффективное техническое решение по разумной цене.
Обращайтесь, будем рады сотрудничеству!

Дополнительная информация, консультации, цены

Мы предложим эффективное и экономичное решение. Воспользуйтесь опытом наших технических специалистов — заполните форму справа, или позвоните.

Источник



Варианты защиты от пусковых токов трансформатора

Специалисты знают, что пусковой ток трансформатора достигает параметров, в разы превышающих рабочие токи. Начальный бросок длится приблизительно 10 мсек. За этот период частота переменного тока увеличивается в несколько раз, пока напряжение не придет в норму. Сразу после включения происходит мгновенное повышение силы тока.

Какие проблемы возникают при увеличении пусковых нагрузок

На амплитуду пускового броска влияют особенности строения и то, насколько высоко качество изготовления трансформатора. Значение имеет и импеданс сети. Если он низкий, возникнет больший бросок. Катушки при пуске берут очень много электричества некоторое время, до восстановления параметров в сердечнике.

Читайте также:  Источнику постоянного тока подсоединили две лампы имеющие одинаковые электрические сопротивления

Пусковой ток нагревает элементы блока питания. Это может стать причиной их выхода из строя в результате подгорания контактов в выключателях из-за появления «дуги». Завышенный пусковой бросок сглаживается при использовании дополнительных элементов так называемого «мягкого включения». Стартовые броски и подача излишнего напряжения приходят в норму, а поэтому исключается срабатывание предохранительных приборов.

Пусковой трансформатор

Пути снижения пусковых токов

Рассмотрим, что следует предпринять для понижения стартовых бросков. Есть несколько вариантов:

  • Подключение трансформатора с пониженной индукцией. Подобная силовая характеристика значительно утяжеляет прибор, увеличивает его стоимость. Пусковой ток при включении трансформатора, понизится до значения равного номинальной величине тока или ниже без подключения активной нагрузки, если индукция меньше номинала вдвое.
  • Подача на обмотки напряжения в период, когда оно наивысшее. Эффективность этого действия достигается применением дополнительных соединительных приборов.
  • Последовательно с первичной обмоткой преобразователя подсоединяется активное сопротивление. У этого варианта есть минус – перегрев сопротивления, которое приводит к понижению коэффициента полезного действия.

Если применить сопротивление с обратным температурным коэффициентом, эффективность будет выше. Это происходит из-за того, что термистор при нагреве имеет свойство понижать свое сопротивление.

Пусковой трансформатор

Специалистам-энергетикам известно, что сейчас на рынке стали предлагать так называемые пакетники серий ESB и ESBH на предельные параметры (ампер), соответственно, 10 и 16. Работа данных приборов предполагает включение последовательно с нагрузкой сопротивления ограничивающего напряжение. Параметр этого полупроводника, как правило, 5 Ом. В описанном случае сопротивление замыкается контактными прерывателями со срабатыванием от 20 до 50 мсек.

При подсоединении преобразователя к электролинии используют элементы защиты (автоматы). Стандарты, которым должны соответствовать характеристики срабатывания следующие: IEC/МЭК 898 (отключение D) и ДИН ВДЕ 0660 (отключени K). Прерывающие элементы с указанными параметрами производятся для электрических двигателей, трансформаторов. То есть для аппаратов с большой кратностью стартового тока к номинальной величине. Выключатели D имеют кратность 15, для автоматов K этот параметр равен 10.

Что делать, если надо подсоединить трансформатор, а элементы защиты с указанными характеристиками отсутствуют? В таком случае возьмите самые распространенные выключатели, на которых стоит маркировка B, C. Помните, что такие элементы надо предусмотреть с дву- или трехкратным заделом по напряжению. Автомат сработает, если сила стартового броска превысит номинальный параметр в 2 – 3 раза, то есть основная функция защиты значительно снизится.

Пусковой трансформатор

Формула расчета стартового броска

Как мы уже выяснили, для защиты линии включения трансформатора необходимо подключить выключатель с соответствующей характеристикой. Чтобы правильно подобрать автомат, необходимо сделать расчет пускового тока трансформатора. Для этого понадобится техническая документация на прибор. Выпишите оттуда данные:

  • мощность (Pн) номинальная;
  • напряжение (UH) номинальное;
  • КПД;
  • коэффициент мощности cos φH:
  • кратность постоянного тока по отношению к номинальному значению Кп.

Трансформатор тока

Для расчета номинального значения трехфазного аппарата используется формула:

  • Iн = 1000Pн / (UH х cosφH х √КПД), А.

Следующим шагом определяем величину стартового броска. Расчет производим по следующей формуле:

IH – определенная ранее номинальная величина;

Кп – кратность постоянного тока к номинальному значению.

После произведенных расчетов, подберите подходящий по параметрам выключатель.

схема пускового тока трансформатора

Как защитить жилье от возгорания проводки

В жилом помещении электролиния должна иметь элементы защиты. Расчет параметров производится просто. Вычислите суммарный ток, который понадобится всем электрическими устройствами в квартире, если их включить одновременно. Он определяется таким образом:

  • суммируем мощности приборов;
  • полученное число делим на вольтаж сети;
  • полученный параметр исчисляется в амперах, он фиксирует значение величину, на которую следует ориентироваться при выборе защитных элементов.

У мастера, обслуживающего ваш участок, выясните предельный параметр силы тока электролинии. Если выяснится, что она предполагает меньшее потребление тока, чем вы получили при расчете необходимого величины для всех установленных в жилье электроприборов (работающих одновременно), уменьшите и параметр, на который рассчитаны защитные элементы.

Соблюдайте правило: никогда одновременно не подключайте к сети устройства (кухонный комбайн, чайник, кондиционер) потребляющие суммарный ток, превышающий максимальный параметр электролинии.

Важная информация! Когда в электророзетках соединения между кабелем и клеммами ослабли, проводка не выдержит силу тока, на которую она рассчитана. Чтобы восстановить утраченную способность, проверьте розетки и, при необходимости, подтяните клеммы. Следите за тем, чтобы не перетягивать винты, что может привести к повреждениям розетки. Работы проводятся при обесточенной проводке.

Источник