Curent de pornire al transformatorului: de ce o unitate de 630 kVA poate consuma 10 kA la activare

Un transformator care declanșează propria protecție în amonte în momentul în care este energizat a fost aproape întotdeauna dimensionat și cablat corect. Vinovatul este curentul de magnetizare – un transitor care nu are nimic de-a face cu sarcina și totul de-a face cu instantaneitatea în care întrerupătorul se închide.

De unde provine curentul de pornire

Fluxul magnetic din miez întârzie cu 90° față de tensiunea aplicată. Dacă întrerupătorul se închide la trecerea prin zero a tensiunii, fluxul trebuie să înceapă de la zero și să oscileze până la de două ori vârful său normal în prima jumătate de ciclu. Adăugați fluxul rezidual lăsat în miez de la ultima oprire, iar miezul se saturează. Un miez saturat are aproape nicio inductanță, astfel că singurul lucru care limitează curentul este rezistența bobinajului și impedanța rețelei. Rezultatul: un vârf de curent de 8 până la 12 ori curentul nominal, bogat în armonica a doua, decăzând în 0.1 până la 1 s, în funcție de dimensiunea transformatorului.

Valori tipice

Putere	Curent nominal HV la 21 kV	Vârf de pornire (≈ 10 × In, partea MV)	Timp de decădere
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	până la 1 s

Se referă la partea LV a unei unități de 630 kVA / 0.42 kV, care este un vârf de aproximativ 8–9 kA – de aici titlul.

Ce agravează situația

• Miezuri cu pierderi reduse. Oțelul modern orientat pe granule funcționează mai aproape de saturație, astfel că transformatoarele de Nivel 2 au un curent de pornire ceva mai mare decât unitățile din anii 1990 cu aceeași putere nominală.
• Comutarea la zero tensiune pe o fază – inevitabil cu un întrerupător cu trei poli; o fază este întotdeauna aproape de cel mai rău caz.
• Flux rezidual de la o de-energizare anterioară sub sarcină.
• O rețea MV puternică (impedanță de sursă scăzută).

Setări de protecție care funcționează

1. Siguranțe MV: alegeți puterea din tabelele de transformatoare ale producătorului de siguranțe, nu din curentul nominal. O unitate de 630 kVA / 20 kV necesită de obicei o siguranță de 40–50 A, aproximativ 2.5 × In, tocmai pentru a face față curentului de pornire.
2. Relèuri de supracurent (50/51): elementul instantaneu de peste 12 × In sau cu o întârziere scurtă (≥ 0.1 s); elementul cu întârziere în timp cu o curbă care tolerează 10 × In pentru 0.1 s.
3. Restricție pentru armonica a doua: relèurile numerice detectează conținutul armonicii a doua tipic pentru curentul de pornire (> 15 %) și blochează declanșarea – activați-l.
4. Comutare controlată: pentru transformatoarele comutate repetat (instalații PV în fiecare dimineață, câmpuri de testare) un dispozitiv de comutare punct pe val închide fiecare pol în momentul optim și reduce curentul de pornire la aproximativ 1–2 × In.

Instalații fotovoltaice

Transformatoarele PV sunt energizate din partea MV în fiecare zi când instalația se activează – sau rămân energizate noaptea, suportând pierderi la gol. Ambele strategii sunt comune. Dacă comutați zilnic, specificați comutare controlată sau asigurați-vă că relèul operatorului folosește restricție armonică; dacă rămâneți energizat, alegeți o unitate cu cele mai scăzute pierderi posibile la gol, cum ar fi versiunile PNACHO-O PV.