Mam do wykonania pewne zadanie na dość dziwacznym obiekcie. Transformator zasilający jest typu TON1000/6, 6000+/-5%/400-231V, 1000kVA, grupa połączeń Yy0, rok produkcji 1959. Transformator zasila urządzenia baterii koksowniczej, ponoś w układzie sieciowym TN. I teraz clou programu: na tabliczce, przy parametrach uzwojenia 0,4kV jest symbol gwiazdy, ale z przyłączonym do punktu neutralnego (punktu wspólnego ramion gwiazdy) symbolem przekładnika. I rzeczywiście: punkt gwiazdowy nie jest uziemiony w komorze transformatora a za to jest wyprowadzony poprzez przekładnik prądowy na uziemioną szynę PEN rozdzielni 0,4 kV. Przekładnik połączony jest z nisko nastawionym przekaźnikiem nadprądowym, powodującym wyłączenie zasilania przy zmierzonym prądzie kilkudziesięciu A. Dołączyłbym zdjęcia, ale nie wiem jaki je wstawić - może mi ktoś podpowie
I pytanie do kolegów: czy ktoś spotkał się w praktyce z takim transformatorem i układem zasilania?
Mogę się tylko domyślać że problemem jest grupa Yy, która wyjątkowo źle transformuje obciążenia jednofazowe (bardzo wysoka impedancja kolejności zerowej takiego transformatora powoduje przy obciążeniu jednofazowym powstawanie dużych asymetrii napięciowych na zaciskach transformatora i dodatkowych strat w transformatorze).
Jeśli ktoś się zetknął, będę wdzięczny za pomoc.
Więc wyglada, że to “fabryczne” rozwiazanie … próbowałeś u producenta?
Układ y na niskiej stronie to normalne, przekładnik prądowy - to pewnie specjalne wykonanie do zabezpieczenia o którym piszesz, ale Y na 6kV??? … Czy coś jest podpięte do punktu gwiazdowego?
Nie, nie widziałem nigdy takiego rozwiązania, ale sam jestem ciekaw jak i po co ono, -wygląda na jakieś indywidualne zamówienie.
Przychodzi mi jedynie na myśl, pomysł, że ten trafoczek został wykorzystany nie tylko do zasilenia baterii koksowniczej, ale również do zmiany układu sieciowego sieci 6kV w zakładzie z sieci izolowanej na skompensowaną, ale do tego z reguły używa się transformatorów potrzeb własnych.
Z całą pewnością nie jest to transformator kompensacyjny. Co do producenta, to na zdjęciu tabliczki danych technicznych transformatora którą dostałem brak jest oznaczenia producenta. Zresztą biorąc pod uwagę rok produkcji (1959), to producent - jeśli istnieje - jest już po siedmiu przekształceniach i z całą pewnością nie ma tam nikogo kto takie dziwo pamięta. Ale oczywiście spróbuję ten kierunek wykluczyć w 100%.
Myślę nad tym rozwiązaniem i mam pewien pomysł. Pytanie, czy zabezpieczenie o którym piszesz wyłącza przedmiotowe trafo wraz z kablem zasilającym? … może być to forma zabezpieczenia ziemnozwarciowego. Przy doziemieniu po stronie 6kV pojawi się asymetria napięć na stronie pierwotnej i wtórnej a zbezpieczenie zadziała na wyłącznik, wyłączając kabel i przedmiotowe trafo - dziwne rozwiązanie ale tak mogło by to działać.
Przy doziemieniu po stronie SN w sieci izolowanej nie zmienia się gwiazda napięć międzyprzewodowych po stronie SN a po stronie nn nic się w układzie napięć nie zmienia. To normalna, rozbudowana izolowana sieć SN w której zabezpieczenia ziemnozwarciowe linii realizowane są jako zabezpieczenia zerowoprądowe, kierunkowe i niekierunkowe (sam robiłem analizę nastawień zabezpieczeń i wytrzymałości aparatury dla tej sieci).
Tranformator jest produkcji M1 - poprzednika Elty Łódź, której też już nie ma.
Myślę że ten układ jest związany z tym o czym pisałem - ograniczeniem niesymetrii napięciowych i dodatkowych strat w transformatorze przy jednofazowych obciążeniach po stronie nn. Chciałbym jednak wiedzieć jak to było dobierane.
Ale względem ziemi. Napięcia fazowe względem punktu gwiazdowego uzwojenia SN (a także gwiazda napięć międzyprzewodowych) nie ulegają zmianie. W konsekwencji napięcia indukowane w uzwojeniach nn również nie ulegają zmianie i nadal są symetryczne. Doziemienia w izolowanej czy kompensowanej sieci SN są niezauważalne na stronach DN zasilanych z niej transformatorów. Natomiast w czasie doziemienia naprężeniu ulega izolacja wszystkich elementów przyłączonych do faz “zdrowych” SN i izoacja punktów gwiazdowych silników SN i stron SN transformatorów.
Tak jest w układzie połączeń Dy . Nie do końca wiem jak się zachowa Yy, bo takie transformatory są niespotykane. Ale to chyba w tym temacie nieistotne, tym bardziej, że to Ty masz wiedzę w układach połaczeń sieci i zabezpieczeń tego zakładu.
Przekladnik jest po stronie nN?
Rozwiązanie z przed 60 lat nadzoruje prądy zwarć doziemnych.
Nie ma N, nie jest szyna PE wyprowadzona z punktu gwiazdowego.
Nieco dłuższy obwód zwarciowy zwiększa impedancję, ale niska nastawa nie dopuszcza do dużych prądów zwarciowych. Gdzieś była informacja że zabezpieczało się tak transformatory przed skutkami zwarcia uzwojenia do rdzenia.
W sumie duża róznicówka.
Chyba że źle odczytałem konfigurację, to w tym temacie uwagi sa nieistotne.
Transformatory Yy są (były? ;-)) powszechnie stosowane w sieciach kopalnianych. Różnica między transformatorami Dy i Yy dotyczy głównie ich schematów zastępczych dla składowej kolejności zerowej, czyli w praktyce przy obciążeniach (zwarciach) jednofazowych po stronie odbiorczej. Doziemienia po stronie sieci zasilającej transformatorów nie mają wpływu na napięcia po stronie odbiorczej w obu układach połączeń.
Do Janbrz: Też sądzę że ma to na celu ograniczenie dopuszczalnej wartości prądów pomiędzy fazą a punktem neutralnym. I fakt że to rozwiązanie z lat 60-tych. Pomysł o tym że jest to zabezpieczenie od zwarć wewnętrznych uzwojeń dn do korpusu jest ciekawy - rzeczywiście przedmiotowy przekładnik znalazłby się w obwodzie prądu zwarciowego. Z drugiej strony to dość mały transformator o mocy dla której przepisy nigdy nie wymagały specjalnego zabezpieczenia od zwarć wewnętrznych a zabezpieczenia nadmiarowe (ponad wymagania przepisów) kidyś i dzoś były równie popularne ;-).
Bardzo dziękuję za ciekawy trop.
“…transformator grupy Yy (gwiazda-gwiazda) przy doziemieniu jednej fazy po stronie pierwotnej wykazuje wyraźną asymetrię napięć po stronie wtórnej.
Wynika to z następujących przyczyn technicznych:
Brak ścieżki dla prądów składowej zerowej: Transformatory Yy (szczególnie bez wyprowadzonego i uziemionego punktu neutralnego po stronie pierwotnej) nie pozwalają na przepływ prądu ziemnozwarciowego (3 Io) po stronie pierwotnej. Doziemienie powoduje, że napięcie doziemionej fazy spada do zera, a napięcia pozostałych faz względem ziemi wzrastają do napięcia międzyfazowego.
Wzrost napięcia na zdrowych fazach: Ponieważ strumienie magnetyczne w rdzeniu są bezpośrednio powiązane z napięciami fazowymi, wzrost napięcia na dwóch fazach pierwotnych powoduje wzrost indukowanego napięcia na odpowiadających im fazach wtórnych.
Asymetria napięć wtórnych: W rezultacie na uzwojeniach wtórnych zamiast symetrycznego układu napięć fazowych (np. 230V/230V/230V), otrzymamy układ asymetryczny, w którym napięcia fazowe na wtórnym będą drastycznie różnić się od siebie (np. 0V/400V/400V w układzie skrajnym, zależnie od impedancji sieci).
Myślę, że prawdą jest to, co napisał @janbrz, ale cały ten układ też może mieć zdolność wykrywania doziemienia strony 6kV. Skoro pojawi się po stroni niskiej asymetria napięć , to przez przekladnik popłynie prąd (pod warunkiem, że transformator bedzie obciążony) … ale to tylko taka moja teoria
Zaczynam się zastanawiać czy mówimy na ten sam temat. Zrozumiałem, jako intencję tego co piszesz, stan w którym w sieci SN (nieważne czy na izolatorze SN np. fazy L1 przedmiotowego transformatora czy gdziekolwiek indziej w sieci) występuje doziemienie. Uściślijmy: sieć jest izolowana , czyli żadna część czynna nie jest uziemiona - za wyjątkiem punktów gwiazdowych kompletów przekładników napięciowych. Punkty neutralne maszny SN i połączonych w gwiazdę uzwojeń SN transformatorów są izolowane od ziemi.
Dodałbym wykres wektorowy, ale nie umiem dodać rysunku , więz opisowo: narysuj sobie gwiazdę napięć fazowych i opisany na niej trójkąt napięć międzyprzewodowych. Doziemienia nie ma, więc napięcia punktów gwiazdowych symetrycznych maszyn i urządzeń zasilanych z sieci UN=0 (około), napięcia fazowe (doziemne) symetryczne, moduły wektorów Ul1=Ul2=Ul3, przesunięcia o 120 stopni.
Stan 2. Doziemienie fazy L1 (gdziekolwiek): ta sama gwiazda ale z uziemionym końcem wektora L1. Punkt neutralny N(silników, uzwojeń SN transformatorów) ląduje na potencjale UN=-UL1, potencjały izolatorów, żył kabli czy szyn Ul2 i Ul3 wędrują na wartości różnic wektorów odpowiednio: Ul2-Ul1 i Ul3-Ul1, napięcie doziemne wszystkiego na fazie L1 wynosi 0. Napięcia uzwojeniowe maszyn i stron SN transformatorów nie ulegają zmianie - jako że potencjały izolatorów L2 i L3 względem ziemi co prawda wzrosły do wartości napięcia międzyprzewodowego, ale napięcie punktu neutralnego zamiast 0 wynosi -UL1. Nie ma żadnego powodu do powstania asymetrii w napięciach transformowanych na stronę dn. To nie zależy od typu czy grupy połączeń transformatorów, a jest charakterystyczną cechą doziemień w sieci izolowanej.
Jeśli Twoją intencją jest omówienie innego (niż doziemienie jednej fazy w sieci izolowanej) przypadku to źle Cię zrozumiałem i proszę o naprowadzenie. Jeśli mnie nie ufasz, to poszukaj w książkach i publikacjach omawiających zjawiska przy doziemieniach w sieci izolowanej.
Tajemnica się pośrednio wyjaśniła. Klient (spora koksownia) ma 7 transformatorów o grupie Yy0, układzie sieciowym TN po stronie dolnej i mocach 800 - 1000kVA z takim przekładnikiem na wyprowadzeniu punktu gwiazdowego. Jako że transformatory o grupie połączeń Yy transformujące z sieci izolowanej (SN) do sieci skutecznie uziemionej (dn) mają bardzo wysoką impedancję składowej kolejności zerowej (6 - 10 składowej zgodnej lub przeciwnej), zwarcia jednofazowe po stronie dn powodują przepływ prądu zwarciowego o wartości wielokrotnie niższej od wartości tych prądów jaka płynęłaby przy zasilaniu sieci dn poprzez transformator o grupie połączeń Dy. Wartość ta - nie dość że niepoliczalna na etapie projektowania (składowej zerowej impedancji takiego transformatora nie da się wyliczyć z typowych dostępnych danych transformatora) - to jeszcze jest zbyt niska do sensownego doboru nastawień zabezpieczeń zwarciowych po strone dn, przy uwzględnieniu maksymalnych prądów roboczych i wymagań wynikających z ochrony przeciwporażeniowej.
Przypuszczam że w latach budowy obiektu, z jakichś powodów transformatory o wymaganych parametrach i grupie Dy były niedostępne, plan gonił więc pomysłowi projektancji rozwiązali problem w nietypowy sposób. Chwała niech będzie kreatywności!
Bardzo dziękuję kolegom za podpowiedzi i udział w dyskusji.
A widok przekładniczka poniżej (chyba nauczyłem się wklejać zdjęcia?)
