Transzformátor beindulási áram: miért húzhat egy 630 kVA egység 10 kA-t bekapcsoláskor

Az a transzformátor, amely azonnal lekapcsolja a felfelé irányuló védelmét, amint energizálják, szinte mindig helyesen van méretezve és bekötve. A bűnös a mágneses beindulás – egy átmeneti állapot, amelynek semmi köze a terheléshez, és minden a kapcsoló zárásának pillanatához.

Honnan származik a beindulás

A mágneses fluxus a magban 90°-kal késlekedik az alkalmazott feszültséghez képest. Ha a megszakító a feszültség nulla keresztmetszeténél zár, a fluxusnak nulláról kell indulnia, és az első félciklus alatt a normál csúcsának kétszeresére kell emelkednie. Adjunk hozzá a magban a legutolsó kikapcsolás után maradt maradék fluxust, és a mag telítődik. A telített magnak szinte nincs induktivitása, így az egyetlen dolog, ami korlátozza az áramot, a tekercs ellenállása és a hálózati impedancia. Az eredmény: egy áramcsúcs 8–12-szeres névleges áram, második harmonikusban gazdag, 0,1–1 s alatt csökken, a transzformátor méretétől függően.

Tipikus értékek

Névleges teljesítmény	Névleges HV áram 21 kV-on	Csúcs beindulás (≈ 10 × In, MV oldal)	Csökkenési idő
250 kVA	6.9 A	≈ 70 A	0.1 – 0.2 s
630 kVA	17.3 A	≈ 170 A	0.2 – 0.4 s
1 600 kVA	44 A	≈ 440 A	0.5 – 1 s
2 500 kVA	68.7 A	≈ 690 A	akár 1 s

A 630 kVA / 0.42 kV egység LV oldalára vonatkoztatva ez körülbelül 8–9 kA csúcsot jelent – ezért a cím.

Mi rontja a helyzetet

• Alacsony veszteségű magok. A modern szemcsés acél közelebb működik a telítettséghez, így a Tier 2 transzformátorok valamivel magasabb beindulással rendelkeznek, mint az 1990-es évek azonos névleges teljesítményű egységei.
• Feszültség nulla átkapcsolása egy fázison – elkerülhetetlen egy hárompólusú kapcsolóval; egy fázis mindig a legrosszabb eset közelében van.
• Maradék fluxus egy korábbi terhelés alatti de-energizálásból.
• Egy erős MV hálózat (alacsony forrásellenállás).

Hatékony védelmi beállítások

1. MV biztosítékok: válassza ki a névleges teljesítményt a biztosíték gyártójának transzformátor táblázataiból, ne a névleges áram alapján. Egy 630 kVA / 20 kV egység tipikusan 40–50 A biztosítékot igényel, körülbelül 2,5 × In, pontosan a beindulás áthidalására.
2. Túláram relék (50/51): az azonnali elem 12 × In felett vagy rövid időzítéssel (≥ 0.1 s); az időzített elem egy görbével, amely tolerálja a 10 × In-t 0.1 s-ig.
3. Második harmonikus korlátozás: numerikus relék érzékelik a beindulásra jellemző 2. harmonikus tartalmat (> 15 %) és blokkolják a lekapcsolást – engedélyezze.
4. Szabályozott kapcsolás: ismételten kapcsolt transzformátorokhoz (PV üzemek minden reggel, tesztterületek) egy pont-on-hullám kapcsolóeszköz minden pólust az optimális pillanatban zár, és a beindulást körülbelül 1–2 × In-ra csökkenti.

Fotovoltaikus üzemek

A PV transzformátorokat minden nap energizálják az MV oldalról, amikor az üzem felébred – vagy éjszaka energizálva maradnak, terhelés nélküli veszteségeket okozva. Mindkét stratégia elterjedt. Ha naponta kapcsol, válasszon szabályozott kapcsolást, vagy győződjön meg arról, hogy az üzemeltető reléje harmonikus korlátozást használ; ha energizálva marad, válasszon olyan egységet, amelynek a lehető legalacsonyabb terhelés nélküli vesztesége van, például a PNACHO-O PV verziókat.