Пусковые токи трансформатора. Методы их снижения.

20.04.2017

Часто величина пусковых токов трансформатора значительно превышает рабочие токи. Так, например, для тороидального трансформатора номинальной мощностью 5 кВА импульс пусковой ток достигает 1000...2000 А. Пусковые токи могут привести к активации устройства защиты по току (например, автоматических выключателей). Возникает весьма резонный вопрос: «Как предотвратить эту ситуацию?» ГК «Штиль» предлагает следующие решения для снижения пусковых токов:

• Использование трансформаторов с пониженной индуктивностью. Таким образом, снижение индукции в два раза относительно номинального снижает пусковой ток до величины, не превышающей номинальный ток холостого хода. Обычно номинальное значение равно 1,5 Тл. Следует отметить, что снижение индукции ведет к увеличению потерь в проводах обмоток трансформатора и, соответственно, к увеличению таких параметров, как масса и габариты. На предприятиях ГК «Штиль» такие трансформаторы изготавливаются по специальному заказу в соответствии с требованиями Заказчика.
• Подключение трансформатора к сети электропитания в момент, когда напряжение сети имеет максимальное значение (то есть, в момент ? = ?/2 ). Этот метод является наиболее эффективным, но он требует применения специальных устройств коммутации.
• Включение активного сопротивления (резистора) последовательно с первичной обмотки трансформатора. Но этот метод имеет такие надостатки, как нагрев резистора и ,соответственно, снижение эффективности.

На наш взгляд, целесообразнее в этом случае использовать термистор, т. е. резистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Сопротивление терморезистора в горячем состоянии значительно ниже, чем в холодном, в связи с чем, потери тепла соответственно значительно меньше по сравнению с обычным резистором. Например, для использования вместе с трансформатором мощностью 2 кВА специалисты ГК «Штиль» рекомендуют термистор типа SCK-2R515 с сопротивлением в холодном состоянии 2,5 Ом, который рассчитан на номинальный ток 15 а.

Относительно недавно были представлены так называемые однофазные ограничители серий ESB и ESBH, рассчитанные на номинальные токи от 10 А и 16 А. В основе принципа действия вышеуказанных ограничителей – включение последовательно с нагрузкой серии с нагрузкой токоограничительного резистора (обычно 5 Ом). При этом, резистор замыкается контактами реле с задержкой времени (настройка в пределах от 20 до 50 мс). Автоматические выключатели, используемые для подключения трансформатора к сети, должны быть характеристики переключения «D» (стандарт МЭК/IEC 898) и «K» (стандарт DIN VDE 0660). Автоматы защиты с такими характеристиками разработаны специально для активно-индуктивной нагрузки таких компонентов, как электродвигатели и трансформаторы. Для подобных автоматов характерна высокая кратность номинального значения тока, т.е. соотношение пускового тока к номинальному значению. Для автоматических выключателей с характеристикой «D» кратность составляет порядка 15, а для автоматов с характеристикой «K» - порядка 10. Если у вас нет подобных автоматических выключателей, а трансформатор должен быть подключен срочно, вы можете также использовать устройства наиболее распространенные - с литерами B, C. При этом, надо помнить, что они должны иметь 2-3-кратный запас по току. И в данном случае выключатель будет срабатывать при значении тока в 2-3 раза больше номинального. Т.е. защитные функции коммутатора будут несколько ухудшаться. Проблема пусковых токов наиболее остро стоит для разработчиков оборудования, а не для завода- производителя трансформаторов, т.к. производитель трансформаторов не может изменить значение этого параметра. В зависимости от конкретного случая разработчик сам решает, какой способ уменьшения значения пускового ток следует применить. Для трансформаторов с мощностью менее 1 кВА, как правило, нет острой необходимости решать проблему пусковых токов. Однако в ряде случаев относительно большое внутреннее сопротивление питающей сети могут снизить пусковой ток до вполне приемлемой величины.

Вернуться к списку статей