MALÉ ABC TRANSFORMÁTORŮ

MALÉ ABC TRANSFORMÁTORŮ

Připojený výkon

Udává se vždy hodnota zdánlivého výkonu ve VA při cosφ =1 nebo činný výkon ve W nebo kW a cosφ připojeného stroje. Výpočet pro jednofázový transformátor: P=U.I/cosφ, pro třífázový transformátor: P=U.I.√3 /cosφ.

Jištění

Primární vinutí (pokud je to nutné) vybavit pomalými pojistkami o hodnotě 1,5 až 2 násobek jmenovitého proudu. Sekundár se jistí vždy na jmenovitý proud (nutno zohlednit záběrový proud spotřebiče např. u motorů)

Přívody

Transformátorové svorky jako standardní svorky do 60A, řadové svorky montované na horní část nebo na stranu v závislosti na konstrukci do 460A, přívody pro vysoké hodnoty proudů ve formě kabelových ok nebo připravené pro připojení na měděné sběrnice.

Provozní data

Jsou uvedena na typovém štítku: výkon, primární napětí a proud, sekundární napětí a proud, frekvence, doba zapnutí, třída izolace, krytí, u třífázových transformátorů zapojení

cos φ

Je určen spotřebičem např. motor, stykač. Při cosφ=0,5 platí, že

zdánlivý výkon = 2 x činný výkon

Pzdánlivý x cosφ = Pčinný

Vodiče

U transformátorů používat přednostně měď, nikoliv hliník. Ploché dráty jsou lepší než dráty o kruhovém průřezu, mají lepší činitel plnění, ale jsou dražší. Při vinutí je třeba dbát na řádné uspořádání závitů, vývody izolovat izolační trubičkou a pevně uchytit.

Kvalita drátu

Druh izolačního laku, tepelná odolnost, povrchové chyby izolace (drop-outs) přípustných je 6 chyb izolačního laku na metr, odolnost proti průrazu.

Ztráty v železe

Jde o ztráty vznikající přemagnetizací a vyskytují se i při nezatíženém transformátoru, tedy při chodu naprázdno. Jsou závislé na indukci, na kolísání sítě (např. síťové napětí ± 10%) a na frekvenci (např. 50 nebo 60 Hz).

Zatěžovací režim (ED)

10 minut = trvalý provoz = 100%ED, přerušované zatížení (výtah, lisy, sváření)

PTrafo = Pzátěže x  √(ED/100%)

Frekvence

Určuje indukci a ztráty v železe, každý transformátor na 50 Hz je možno provozovat při 60 Hz ale nikoliv opačně. Od hodnoty 100Hz se používají orientované plechy (kvalitu ARMCO), od 500Hz práškové ferity.

Izolace

Kvalitní transformátory používají polohovou izolaci pro zabránění vzájemného mikrotření mezi vodiči a k ochraně před vysokým polohovým napětím mezi závity. Jako vedlejší příznivý efekt je vyšší kvalita vinutí a tím zvýšení životnosti. Podle normy EN 61558 je k dosažení požadované odolnosti proti průrazu a dosažení požadovaných vzdušných vzdáleností a odolnosti proti povrchovému svodu potřeba použít dostatečně mechanicky stabilní postranní a mezivrstvovou izolaci (obtížně kontrolovatelné, zásadní rozdíly v kvalitě, je třeba, aby dodavatel potvrdil provedení). Dávat pozor na "odpružené" folie pro postranní izolaci! Důležité! Impregnace ani lakování nepředstavuje žádné opatření ke zlepšení izolace !!!

Hmotnost mědi

Může při stejné typové velikosti podat vysvětlení ztrát ve vinutí a tím i zhoršení účinnosti.

Krátkodobé zatížení

Výkon potřebný pro přítah stykačů a cívek v obvodech řízení při cosφ = 0,5 a úbytku napětí max. 5% na přístrojovém trafu. Pro kvalitní transformátory nejsou náběhové proudy motorů nebo stykačů kritické.

Povrchové svodové vzdálenosti

Viz Izolace.

Normy

Normy musí všichni výrobci závazně dodržovat. Evropská norma pro síťové, bezpečnostní, oddělovací, přístrojové, medicínské transformátory, autotransformátory a tlumivky, u provedení podle UL-CSA, Lloyds a EEx se používají jiné materiály.

Proud na primáru

Proudová spotřeba transformátoru je součtem odevzdaného výkonu a ztrát transformátoru (viz údaj o účinnosti). Jako směrnou hodnotu ztrát je třeba připočítat

5-10%. U jednofázového transformátoru: I = P/U pro třífázové trafo: I=P/U/√3

Proudová špička (Rush)

Označení pro proudový náraz při zapnutí, který vzniká při připojení k síti v různých fázích. Indukční transformátory mají zpravidla tento ráz mezi 8 až 20 násobkem jmenovitého proudu, transformátory s prstencovým jádrem až 80-ti násobek. Nutno použít vysoké hodnoty pojistek. Protiopatření: omezovače náběhového proudu, konstrukční opatření při dimenzování transformátoru.

Sekundární vinutí

Vinutí řádně dimenzovat. (Použití vodičů o správném průřezu) a tím docílit zlepšení tepelné i elektrické stability, konce vinutí dobře přivázat a mechanicky fixovat.

Zapojení

Označuje vzájemné zapojení a fázovou polohu jednotlivých vinutí u třífázových transformátorů, použitelná jsou zapojení Yy0, Dyn5, Yd5, DZ0.

Stínění

Ochrana proti průrazu mezi primárem a sekundárem, měřicí vinutí za účelem izolace, jednoduchý filtr na ochranu před rušením (statický), pro opatření k dosažení elektromagnetické kompatibility (EMV) vyhovuje lépe stínění z materiálu s vysokou permeabilitou - například stíněné transformátory Riedel typ RSST.

Stupeň krytí

Stupeň krytí udává odolnost proti nebezpečnému dotyku, proti vniknutí cizích těles a proti vodě, udává se v hodnotách od IP00 až po IP67. Vyšší stupeň krytí poskytuje vyšší ochranu. Ale pozor! Počínaje stupněm krytí IP 40 nastávají problémy s teplem od ztrát transformátoru. Stupěň krytí předstvuje konstrukční charakteristiku ochrany proti nebezpečným proudům při úrazech elektrickým proudem, SKI= Uzemněné kovové těleso, SKII = izolované uspořádání.

Svařování jader

Současná metoda pro úsporu nákladů při výrobě transformátorů. Nevýhoda: V závislosti na produktu menší paket plechů, snížení magnetické účinnosti zkratovanými plechy a z toho plynoucí vyšší ztráty transformátoru.

Bezpečnostní transformátory

Galvanické oddělení, sekundární napětí naprázdno < 50V AC.

Autotransformátor

Autotransformátory představují racionální způsob přizpůsobení napětí ve stávajících sítích bez galvanického oddělení, třífázové autotransformátory mají vždy zapojení do hvězdy. Pozor v sítích s provozem v trojúhelníku a uzemněným uzlem! Autotransformátor pro vytvoření uzlu v zapojení do hvězdy se zapojením Zzan.

Uzel zapojení do hvězdy

Potenciálně oddělený neutrální vodič (N) na oddělovacím transformátoru, často také uzemněný vodič PEN, který je 100% zatižitelný u zapojení Dyn5, DZn0, Yzn11. Pokud je v síti s provozem v trojúhelníku potřeba uzemněný uzel je nutno bezpodmínečně použít oddělovací transformátor!

Přístrojový transformátor

Slouží k napájení řídicích obvodů oddělených od sítě. Poměr napětí naprázdno a při zatížení nesmí překročit 10%, přednostně použít odbočky na primáru ± 5%

Převodový poměr

Převodový poměr je dán poměrem napětí na primáru ku napětí na sekundáru. Funkci obou vinutí lze také přehodit, to znamená napájet sekundár (např. 230 na 400V).Převod dolů (např. 400V / 24V), převod nahoru (např. 230V / 1000V).

Přetížení

Viz krátkodobé zatížení, režim zatížení.

Vakuová impregnace

Ochrana před vlhkostí a agresivním prostředím. Slepí vzájemně jednotlivé plechy jádra a vodiče vinutí s jeho izolací, vznikne tím tlumící účinek na hluk transformátoru, dojde k lepšímu odvádění tepla z vinutí.

Ztráty transformátoru

Jsou složeny ze ztrát v železe (zavisí na indukci a frekvenci sítě) a ze ztrát v mědi (podmíněných velikostí proudu procházejícího vinutím a teplotou vinutí). Ztráty v železe jsou ztráty naprázdno, jsou tedy přítomny vždy a lze je optimalizovat konstrukcí a materiálem použitých plechů jádra. Jádra se svařovanými plechy mají větší ztráty v železe, než izolovaná střídavě zaplechovaná jádra. Ztráty v mědi jsou závislé na zatížení a udávají se vždy při jmenovitém zatížení / jmenovitém proudu.

Třída izolace

Udává maximální oteplení transformátoru při jmenovitých podmínkách a také konstrukční tepelné vlastnosti transformátoru.

Vinutí

Má být optimalizováno na minimální ztráty a polohově izolováno, navinuto vodiči z elektrotechnické mědi. Pro dosažení vyšší stability a snížených tepelných ztrát je ideální použití plochých vodičů, pozor na omezenou proudovou hustotu.

Účinnost

Viz ztráty v transformátoru, které silně závisí na použitých materiálech, na mechanickém provedení a na optimalizaci elektrických parametrů. Zde se šetří často na nesprávném místě a díky nízké účinnosti rostou výdaje. Ztráty totiž pak stojí peníze denně, kdy platíme za zbytečně spotřebovanou energii.

Obraťte se na nás, pomůžeme vám nalézt optimální řešení !