So berechnen Sie den Sicherungsstrom für einen Transformator auf der Hochspannungsseite
In Stromnetzen kommt es häufig zu Notfällen, die teure Geräte beschädigen können, zu deren Bestandteilen auch ein Transformator gehört. Um den Transformator vor Schäden zu schützen, ist die Installation eines Überstromschutzes erforderlich.
Eine Hochspannungssicherung ist eine Möglichkeit, einen Leistungstransformator vor Schäden zu schützen. Es unterbricht den Stromkreis (Sicherung löst aus), wenn der Strom den zulässigen Wert (Sicherungswert) überschreitet.
Die Hochspannungssicherung schützt die Transformatorwicklung nur, wenn sie für den Strom korrekt ausgelegt ist. Sehen wir uns an, wie der Sicherungsstrom für einen Hochspannungstransformator (HV) berechnet wird.
Bei der Auswahl einer Sicherung müssen Sie zunächst die Spannungsklasse berücksichtigen: Die Nennspannung der Sicherung muss der Spannungsklasse des Stromnetzes entsprechen.Der Einbau einer Hochspannungssicherung mit einer Nennspannung, die unter der Netzspannung liegt, führt zum Bruch oder zur Überlappung der Isolierung, was wiederum einen Kurzschluss von Phase zu Phase verursacht. Installieren Sie außerdem keine Sicherungen mit einer Spannung, die unter dem Nennwert der Sicherung liegt – dies kann im Falle eines Kurzschlusses zu Überspannung führen.
Auswahl der Sicherung entsprechend dem Nennausschaltstrom
Der Nennausschaltstrom (Auslösestrom) der Sicherung darf nicht geringer sein als der maximale Kurzschlussstrom für den Punkt des Stromnetzes, an dem die Sicherung installiert werden soll. Bei einem Leistungstransformator ist dies der Drehstrom an den Anschlüssen der Hochspannungswicklung – dort, wo die Sicherungen montiert sind.
Bei der Berechnung des Kurzschlussstroms wird der schwerwiegendste Modus mit minimalem Widerstand zum Ort des vermuteten Fehlers berücksichtigt.
Kurzschlussströme werden individuell unter Berücksichtigung der gesamten Lieferkette berechnet.
Transformatorschutzsicherungen auf der Oberspannungsseite werden für einen Bemessungsausschaltstrom (maximaler Ausschaltstrom) im Bereich von 2,5–40 kA ausgegeben.
Liegen keine Angaben zur Größe der Kurzschlussströme im Netzabschnitt vor, empfiehlt es sich, für die Sicherung den Maximalwert des Bemessungsausschaltstroms zu wählen.
Auswahl des Nennstroms der Sicherung
Die Hochspannungssicherung schützt die Hochspannungswicklung des Leistungstransformators nicht nur vor Kurzschlüssen, sondern auch vor Überlastung, daher muss bei der Auswahl der Sicherung auch der Nennbetriebsstrom berücksichtigt werden.
Bei der Auswahl des Nennstroms einer Sicherung sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen. Erstens kann der Leistungstransformator im Betrieb kurzzeitigen Überlastungen ausgesetzt sein.
Zweitens treten beim Einschalten des Transformators magnetisierende Stromstöße auf, die den Nennstrom der Primärwicklung überschreiten.
Es ist auch notwendig, die Selektivität des Betriebs durch Schutzmaßnahmen auf der Niederspannungsseite (LV) und auf den Ausgangsleitungen des Verbrauchers sicherzustellen. Das heißt, zunächst müssen die automatischen Schalter (Sicherungen) auf der Niederspannungsseite der Ausgangsleitungen, die direkt zum Verbraucher zu den Verbrauchern führen, ausgelöst werden.
Wenn dieser Schutz aus dem einen oder anderen Grund nicht funktioniert, muss der Leistungsschalter (Sicherung) am Eingang der Niederspannungsseite des Leistungstransformators ausgelöst werden. In diesem Fall handelt es sich bei den Sicherungen auf der Hochspannungsseite um einen Reserveschutz, der bei Überlastung der Niederspannungswicklung und Ausfall der Schutzvorrichtungen auf der Niederspannungsseite ausgelöst werden muss.
Basierend auf den oben genannten Anforderungen wird die Sicherung für den doppelten Nennstrom der Hochspannungswicklung ausgewählt.
Somit schützen auf der HV-Seite installierte Hochspannungssicherungen den Abschnitt des Stromkreises vor Schäden am Eingang des Transformators sowie vor inneren Schäden am Leistungstransformator selbst. Und die Sicherungen (Leistungsschalter) auf der Niederspannungsseite des Leistungstransformators schützen den Transformator selbst vor Überlastung über den zulässigen Grenzwert hinaus sowie vor Kurzschlüssen im Niederspannungsnetz.
Angegeben ist der Nennstrom der Wicklungen des Leistungstransformators in Ihren Passdaten.
Wie berechnet man den Sicherungsstrom, wenn nur die Leistung des Leistungstransformators bekannt ist?
Wenn der Typ des Transformators bekannt ist, ist es am einfachsten, den Strom anhand der Leistungstransformator-Referenzdaten eines der Hersteller zu ermitteln, da alle Transformatoren in der Regel nach einem Standard-Nennleistungsbereich und dementsprechend mit ähnlichen Eigenschaften hergestellt werden .
Alternativ können Sie die empfohlenen Werte der Sicherungsnennströme für dreiphasige Leistungstransformatoren 6 / 0,4 und 10 / 0,4 kV der folgenden Tabelle entnehmen:
Sicherungen zum Schutz des Spannungswandlers auf der HV-Seite
Transformatoren mit einer Spannung von 110 kV und mehr werden nur auf der Niederspannungsseite durch Leistungsschalter oder Sicherungen geschützt. Bei 6-, 10- und 35-kV-Spannungswandlern wird die Berechnung des Sicherungsstroms nicht durchgeführt.
Die Sicherung zum Schutz des Spannungswandlers auf der HV-Seite wird nur entsprechend der Spannungsklasse ausgewählt. Für jede Spannungsklasse werden spezielle Sicherungen vom Typ PKN (PN) hergestellt – 6, 10, 35 (je nach Spannungsklasse), sie dienen ausschließlich dem Schutz Spannungswandler.