Автотрансформаторға қарсы изоляциялық трансформатор: 480 В және 600 В жобалары үшін таңдау бағытнамасы

 

Автотрансформатор мен изоляциялық трансформатор: Біздің өлшемдеу бойынша электрондық хаттарымыздың жартысында қойылатын сұрақ

Техас штатындағы бір панельдік цех бізге өткен сәуірде бір ғана сызықтық диаграмма жіберді, оның үстінде бір ғана сөйлем жазылған еді: "600 V қызмет көрсету, 480 V қозғалтқыш жүктемесі, шамамен 400 а.к. Олай болса, бізге нақты 500 kVA трансформатор керек пе, әлде бак-буст жеткілікті ме?" Осы электрондық хат – барлығы автотрансформатор немесе изоляциялық трансформатор екі сөйлемде шешілетін шешім. Жауап екі фактке негізделді, бірақ олардың ешқайсысы кернеу қатынасы емес: клиент нақты қанша орам қуатын төлейтіндігі және орнату жаңа жерлендірілген жүйені қажет ететіндігі.

Екі өнім де біздің зауыттағы бірдей жолдан шығады, сонымен қатар олар Солтүстік Америкаға арналып жасалған кезде UL белгісімен шығарылады. Олар толығымен әртүрлі жұмыстар атқарады. Автотрансформаторда біріншілік және екіншілік тізбектер арасында бір ғана орам бөлісіледі, сондықтан жүктеме тогы мыс өткізгіштің ортақ бөлігі арқылы өтеді. Екі орамды изоляциялық трансформаторда екі тізбек электрлік тұрғыдан бөлек ұсталады және олар тек магниттік тізбек арқылы байланысады. Осы айырмашылықтан кейінгі барлық нәрсе — бағасы мен салмағынан бастап, жоғары жиілікті құбылыстарға, ток жоғалтуына, топырақтауға және апаттық токқа дейін — осыдан туындайды.

Көптеген сатып алушылар ұмытып кететін бөлім: шешім көбінесе кернеуді өзгерту туралы емес. Кез келген құрылғы кернеуді өзгерте алады. Мәселе — трансформатордың электрлік жүйеңізде басқа қандай қызмет атқаруы керек екендігінде.

 

Көптеген автотрансформаторлардың сипаттамаларын анықтайтын кВА есептеуі

Рейтинг ережесі қарапайым, және ол бұл құрылғылардың екі орамды нұсқасына қарағанда неге осындай кішкентай болатынын түсіндіреді. Орам тек жүктің трансформацияланған бөлігін ғана тасымалдауы керек: трансформацияланған кВА = жүк кВА × (1 − Vsekondary / Vbirinshi).

Осы формула бойынша Техас сұранысын есептеңіз. 600 В-ты 480 В-қа төмендету 1 − (480 / 600) = 0,20 береді, демек, 500 кВА жүкке автотрансформатор орамына шамамен 100 кВА ғана қажет. Тұтынушы 100 кВА автотрансформаторды 500 кВА екі орамды құрылғымен салыстыруда: мыс мөлшері бес есе аз, стандартты ашық-өзекшелі конструкцияларымызда салмағы шамамен үш есе аз, сонымен қатар негізгі өзек кішірек — ал бұл жерде көбінесе ток жоқ кезде пайда болатын шығын орналасады.

 

 

Бұл үнемдеумен екі инженерлік салдар бар. Біріншіден, ақаулыққа қарсы көрсетілетін тиімді кедергі төмендейді, сондықтан 480 В шинасындағы қолжетімді ақаулық тогы осындай кВА-ға ие екі орамды құрылғының артында болатын мәннен жоғары болады. Жоғарғы деңгейдегі қорғаушы құрылғы мен төменгі деңгейдегі панельдің өшіру сыйымдылығын жаңа мәнге, ескі мәнге емес, тексеру керек. Екіншіден, гальваникалық бөлу мүлдем жоқ: біріншілік жағында болатын кез келген шу, импульстік ауытқулар немесе гармоникалық ток екіншілік жағында да болады.

 

Изоляциялық трансформатордың міндетті болып табылатын жері

Төрт жағдайда автотрансформатор нұсқасын талқылауды толығымен тоқтатамыз, және бұл әдетте сызбалар жиынтығының бірінші парағынан анық көрінеді.

• Жаңа токтың жерленген жүйесін алу. Егер ауқымға жаңа нейтрал қажет болса немесе 480Y/277 В көзі 208Y/120 В панелін қоректендірсе, трансформатор жеке туынды жүйе болуы керек. Автотрансформатор осындай жүйе бола алмайды.
• Нөлдік тізбектегі және үш еселі гармоникалық ток. Екі орамды трансформатордағы дельта қосылған біріншілік орам үшінші, тоғызыншы және он бесінші гармоникалық токтарға тұйықталған жол береді. Автотрансформаторда мұндай кедергі болмайды және олар тікелей көзге қайтып оралады.
• Қозғалтқыш пен түзеткіш жүктемелері. Айнымалы жиіліктің қозғалтқыштарының (VFD) жоғарғы бағытында әдетте келесі сипаттама қабылданады: жеке тапсырыс бойынша жасалған үш фазалы трансформаторға дельта біріншілік және электростатикалық экранмен жасалған екі орамды құрылғы, ол автотрансформатордың мүмкіндігінен тыс жалпы режимдегі шуға кедергі көрсетеді.
• Жерге құйылу сенсоры. Нөлдік тізбектегі ток трансформаторы (CT) схемалары біріншілік пен екіншілік арасындағы гальваникалық үзіліске тіреледі. Автотрансформатор мұндай үзілісті қамтамасыз етпейді, сондықтан қалдық және нөлдік тізбектегі қорғаныс қайта жобалануы керек.

Біз ең көп кездестіретін ақау — бағалау қатесі емес, болжам қатесі: тұрақты немесе бұрышта жерленген 480 В жүйесінен басқару қуаты немесе розеткалар үшін 120 В алу үшін бак-буст автотрансформаторды пайдалану. Кернеу өлшеуіште көрінеді, сондықтан орнату дұрыс болып көрінеді, бірақ жерге түсу ақауын жою үшін қайтару жолы жоқ және салыстыруға болатын жерленген өткізгіш жоқ. Бұл конфигурация адам өмірі мен денсаулығы үшін қауіпті, және 15 кВА құрылғының құнын үнемдеу осы қауіптің орнына тұрмайды. Біз осындай тапсырыстарды қабылдамаймыз және екі орамды ұсыныс жібереміз.

 

Изоляциялық трансформатордың жерленуі және сатып алушылар сұрайтын код ережелері

Жерлену сұрағы — мұнда изоляциялық трансформатордың жерленуі шешімдер шынымен қабылданады. NEC-ке сәйкес автотрансформаторлардан басқа барлық трансформаторлар жеке туынды жүйелер болып табылады, себебі біріншілік тізбектің өткізгіштері екіншілік өткізгіштермен тікелей байланыспаған. Сондықтан екіншілік тізбектің өзіндік жүйелік байланыс қосқышы, өзіндік жерге қосу өткізгіші және 250.30 бойынша өзіндік жерге қосу электроды болуы керек. Автотрансформатор екі тізбектің арасында ортақ орамды пайдаланады, сондықтан ол мүлдем жеке туынды жүйе емес: оған жаңа жерге қосу өткізгішін орнату қажет емес, ал құрылғының жерге қосу байланыс жолы көзіне дейін сақталып, үзіліссіз болуы керек. Бұл ереже және оның салдары бұл EC&M бағыттаушысында жеке туынды жүйелердің жерге қосылуы мен байланысуы туралы толық түсіндірілген .

Ағыс артық болуынан қорғау – сатып алушылардың екінші рет сұрайтын ережесі. Автотрансформаторлар үшін NEC 450.4 бойынша әрбір жерленбеген кіріс өткізгішімен тізбектей орналасқан жеке ағыс артық болуынан қорғау қажет, бұл екі орамды ережелерден өзгеше үлгі, оны электрлік дизайнерлер күнделікті қолданады. Қондырғылар өндіріске шығарылғаннан бұрын сызбада осыны растау маңызды, өйткені коммутациялық құрылғылар дайын болғаннан кейін қорғау режимін өзгерту қымбат тұратын мәселеге айналады. Сілтеме мәтіні NFPA 70, National Electrical Code .

Сертификация ауқымы – үшінші пункт және бұл – UL тіркелген трансформатор тақырыбын ұсынатын тақырып тексерусыз жауап беруге тиіс. ANSI/UL 1561 стандарты құрғақ типтегі жалпы мақсаттағы және күштік трансформаторларды, яғни көтеретін, төмендететін, изоляциялық және автотрансформаторлық құрылымдарды қамтиды; бұл стандарттың қолданылу аясы номиналды біріншілік немесе екіншілік кернеуі 600 В-тан жоғары болған жағдайда аяқталады. Осыдан екі практикалық салдар туындайды. 480 В немесе 600 В жүйесі үшін сатып алынған кез келген автотрансформатор UL 1561 стандарты бойынша ресми тіркелуі тиіс, ал 13,8 кВ қондырғысын UL 1561 стандарты бойынша ресми тіркелген деп сипаттайтын тәжірибелік тұтынушының құжаттамалық мәселесі бар. Тек логотип емес, стандарт нөмірі мен кернеу класын сұраңыз. Қолданылу аясы UL Standards and Engagement дүкенінде .

 

Автотрансформатор пен изоляциялық трансформатор: қатар-қатар

Шешім нүктесі	АВТОТРАНСФОРМАТОР	Изоляциялық (екі орамды)
Трансформацияланған кВА, 500 кВА жүктеме, 600 В-тан 480 В-қа	Шамамен 100 кВА	500 КВА
Орнатылған салмағы мен еден ауданы	Төмен	Жоғары
Бос режимте құпиясы	Төмен (кішірек өзек)	Жоғары
NEC 250.30 бойынша жеке шығатын жүйе	No	Ия
Үш еселі гармоника / нөлдік тізбектің өткізу жолы	Өтеді	Delta бастапқысымен тосылады
Ортақ режімдегі кедергінің азайтуы	Жоқ	Иә, электростатикалық қорғаныс қабатымен
Авариялық токты шектеу	Минималды	Көрсетілген %Z мәні бойынша орнатылады
Типтік қолданыс	600/480 В немесе 208/240 В — бір жерлендірілген жүйеде сәйкестендіру	Жаңа тарату, қозғалтқыш жүктемелері, гармоникалық жүктемелер, нейтралдың алынуы

Біздің өзімізге арналған ережеміз қысқа. «Бұл жүктемеге жаңа жерлендірілген жүйе немесе гармоникалық пен ортақ режімдегі токқа қарсы кедергі қажет пе?» деген сұраққа жауап «жоқ» болса және кернеу қатынасы қанағаттанарлықтай болса, автотрансформатор әдетте жалпы орнатылған құны бойынша жеңеді. Егер осы сұрақтардың біреуіне «иә» деп жауап берілсе, екі орамды құрылғы — бірден-ақ қолданысқа жарамды таңдау болып табылады, ал автотрансформатор немесе изоляциялық трансформатор салыстыру осында аяқталады.

 

Құрылыс кемелерінің әрқайсысын жіберілгенге дейін біз нені тексереміз

Екі құрылым үшін де рутиндық сынақтар бірдей жүргізіледі, ол жерде тапсырыс не трансформаторға, не қалдық материалға айналады: коэффициент пен полярлық, орам кедергісі, қолданылған кернеу мен индукцияланған потенциал, есептелген мәндерге қатысты жүктемесіз және жүктемелі жоғалтулар, сондай-ақ температураның көтерілуі (тәжірибелік негізде). Шыны тәрізді смола құрылымдары үшін біз дерексіз разряд өлшеуін қосамыз және нәтижені тапсырыс берілген кезде келісілген шектен төмен ұстаймыз, себебі зауытта таза нәтиже – үшінші жылы болатын кепілдік талқылауынан аман қалуға кепілдік береді.

Ryan Electric 120 000 шаршы метрлік зауытта екі типті де өндіреді, онда 180-нан астам өндіріс пен сынақ жабдықтарының жиынтығы бар және топта 37 патент бар; UL, CSA, IEEE, DEKRA, CNAS және CE сертификаттарына ие. 2023 жылдан бастап біз Eaton компаниясының ресми қосымша кәсіпорны ретінде де жұмыс істейміз, сондықтан рутиндық сынақ құжаттамасы 15 кВА кемітетін-көтеретін және 5 МВА майлы-батырылған құрылғыларда бірдей форматта болады. Ретінде UL тіркелген трансформатор тақырыбын ұсынатын тақырып солтүстік Америкадағы коммуналдық, дерекқорлар және өнеркәсіптік жобалар үшін біз аймақтық инспекторлардың табличкада күтетін белгілері бар төсекке орнатылатын, құрғақ типті және майлы трансформаторларды жібереміз, тапсырыс стандартты тарату құрылғысы болса да немесе жеке тапсырыс бойынша жасалған үш фазалы трансформаторға таңқалдыратын коэффициентпен жасалса да.

Техас бойынша жұмыстың бір ерекшелігін басқаларға берген жөн. Біз ұсынған автотрансформатор 100 кВА-ға есептелген, бірақ корпусқа әлі де 480 В класындағы кабельдік кіріс пен панельдің қоректендіру жіберілуі үшін нейтралдық рейка қажет болды. Сотында ең арзан көрінетін құрылғы — оны орнату ең арзан болмайды, егер аяқтау деталі дұрыс сызылмаса; бұл баға сұрағы емес, сызба сұрағы.

 

Бір сызықтық схеманы жіберіңіз, сонда біз екі нұсқаның өлшемін анықтаймыз

Біз өлшемдер туралы электрондық поштаға жеке баға орнына салыстыру арқылы жауап береміз. Көздеген кернеу мен жерге қосу схемасы, жүктеме kVA және электр қозғалтқыштың айналу қуаты (ағын), кез келген жетектік немесе түзеткіштік жүктеме, қызмет көрсету нүктесіндегі қолжетімді апаттық ток және объектінің ауа температурасы көрсетілген бір жолдық сызбаны жіберіңіз. Біз автотрансформатордың нұсқасы мен екі орамды трансформатордың нұсқасын ұсынамыз; әрбір нұсқа үшін орамдардың kVA мәні, %Z, корпус класы және ресми сертификаттау стандарты көрсетіледі.

Егер жоба жеке тапсырыс бойынша жасалған үш фазалы трансформаторға ерекше коэффициентке, стандарттан тыс корпусқа немесе нақты сынақ ауқымына ие болса, біздің инженерлер сызба шығарылмас бұрын орамдардың конфигурациясын растайды. Сотып алу үшін сауалнама беріңіз немесе сызбаны біздің сатыс инженерлік бюросына жіберіңіз — содан кейін сізге орнату үшін нақты қайсыбір конструкция қажет екенін хабарлаймыз.

Автор туралы: Бұл нұсқаулық Солтүстік Америка, Орта Шығыс және Оңтүстік-Шығыс Азиядағы дерекқорлар, қуат қондырғылары мен өнеркәсіптік жобалар үшін құрғақ типті, майлы және алаңға орнатылатын трансформаторларды жобалаған, типтік сынақтан өткізген және жеткізген Цзянсу Райан Электрик Ко. Лтд. компаниясының сатыс инженерлік тобы құрған. Автотрансформатор мен изоляциялық трансформаторды таңдау бойынша көмек алу немесе бір қатарлы схеманы қарастыру үшін сайттағы сұраныс формасы арқылы біздің инженерлік бюросымен байланысыңыз.