Schutz der Transformatoren gegen Überstromschäden Der

1
ec
tro
su
iss
e
Schutz der Transformatoren
gegen Überstromschäden
Electrosuisse
Der Transformator
Schema - einphasig
El
Wicklung
©
I1
U1
N1
Magnetkern
2
Electrosuisse
Wicklung
I2
N2
U2
Der Transformator
Schema - einphasig
Symbole
I2
U1 N1
N2
Die Ströme stehen im umgekehrten
Verhältnis zu den Spannungen
iss
Übersetzungsverhältnis
I1 U 2
≈
I2 U1
ec
tro
su
U1 N1
=
U2 N2
3
oder
U2
e
I1
Electrosuisse
Bei Kurzschluss auf der Sekundärseite
I2 Ks
El
I1>>
N1
N2
U2 # 0
©
U1
¾ Die Widerstände der Wicklungen N1 und N2
begrenzen den Kurzschlussstrom.
¾ Der Transformator verhält sich wie ein Motor
mit blockiertem Rotor.
4
Electrosuisse
Vereinfachtes Schaltbild
Z1‘
Z2
Transformator
U2 # 0
e
U1‘
I2 Ks
iss
¾ Die Widerstände der Wicklungen N1 (Z1‘) und
N2 (Z2) begrenzen den Kurzschlussstrom I2Ks.
5
ec
tro
su
¾ Der Transformator verhält sich wie ein Motor
mit blockiertem Rotor.
Electrosuisse
Schutz gegen Überlast-Schäden
El
Was sagt die NIN 2010?
NIN 4.3.3.3.1.3
©
3{ Eine ÜberlastÜberlast-Schutzeinrichtung muss für
ortsfest montierte Motoren, Transformatoren und dgl.
angeordnet werden. Diese kann im Motor oder im
Transformator und dgl. integriert oder diesen
Betriebsmitteln vorgeschaltet sein. (B+E)
6
Electrosuisse
Schutz gegen Überlast-Schäden
NIN 4.3.3.3.2 Fälle, in welchen auf eine ÜberlastÜberlast-Schutzeinrichtung
verzichtet werden kann
7
ec
tro
su
iss
e
6.{
6.{ für Transformatoren, die kurzschlusssicher sind, wobei
der Bemessungsstrom der der Primärwicklung
vorgeschalteten ÜberstromÜberstrom-Schutzeinrichtung nicht grösser
sein darf als der 55-fache primäre Bemessungsstrom. Der
Bemessungsstrom der vorgeschalteten ÜberstromÜberstromSchutzeinrichtung muss aber nicht kleiner sein als 10 A. Von
dieser Regelung kann bzw. muss abgewichen werden, wenn
auf dem Transformator für die ÜberstromÜberstrom-Schutzeinrichtung
ein grösserer oder kleinerer Bemessungsstrom angegeben
ist.
Electrosuisse
El
Schutz gegen Überlast-Schäden
©
NIN 2.2.1.32 Kurzschlusssicher
Kurzschlusssicher sind Transformatoren, die auch dann keinen
Schaden erleiden oder verursachen, wenn der
Sekundärstromkreis dauernd kurzgeschlossen
ist. Kennzeichnung: a oder ë
Symbole
a oder
8
Electrosuisse
Schutz gegen Überlast-Schäden
Beispiel
Steuertrafo: 100 VA, 230/24 V
I1
I2
230 V
iss
e
24 V
Normalbetrieb
9
P 100
=
= 0 , 43 A
U 1 230
I2 =
P
100
=
= 4 ,1A
U2
24
ec
tro
su
I1 =
Electrosuisse
Schutz gegen Überlast-Schäden
El
NIN 4.3.3.3.2 Fälle, in welchen auf eine ÜberlastÜberlast-Schutzeinrichtung
verzichtet werden kann
©
I1=0,43 A
LS C13
230 V
min 10 A
10
Electrosuisse
max. 2 A
9
I2
24 V
Schutz gegen Überlastschäden
NIN 4.3.3.3.1.3, Beispiel
Steuertrafo: 100 VA, 230/24 V
Schutz durch Sicherung oder primärseitigem Leitungsschutzschalter
Leitungsschutzschalter
I1Ks
8
I2Ks
Kurzschluss
LS C13
e
#0V
I 2 cc ≈ 150 − 200 A
iss
I1cc ≤ 20 A
Bei einer Überlast oder einem sekundärseitigen Kurzschluss ist der
Strom I1 nicht ausreichend, um ein schnelles Auslösen des LS zu
bewirken.
11
ec
tro
su
Der Transformator wird zerstö
zerstört.
Electrosuisse
Schutz gegen Überlast-Schäden
NIN 4.3.3.3.1.3, Beispiel
El
Steuertrafo: 100 VA, 230/24 V
Schutz durch sekundärseitige Sicherung
©
I1Ks
I1cc ≤ 20 A
9..
4A
I2Ks
Kurzschluss
#0V
I 2 cc ≈ 150 − 200 A
Bei einem sekundärseitigen Kurzschluss wird der Stromkreis durch die
Sicherung unterbrochen
Der Transformator ist gegen Kurzschlüsse gesichert, die hinter
der Sicherung stattfinden.
12
Electrosuisse
Schutz gegen Überlast-Schäden
NIN 4.3.3.3.1.3, Beispiel
Steuertrafo: 100 VA, 230/24 V
Schutz durch einen in die Wicklungen
eingelegten KaltKalt- oder Heissleiter oder Bimetallschalter
9
I1Ks
I2Ks
Kurzschluss
e
#0V
I 2 cc ≈ 150 − 200 A
iss
I1cc ≤ 20 A
Bei einer Überhitzung der Wicklungen kann der
Stromkreis durch den Thermostat unterbrochen
werden.
13
ec
tro
su
Der Transformator ist gegen Überlastungen
und Kurzschlüsse gesichert.
Electrosuisse
Schutz gegen Überlast-Schäden
NIN 4.3.3.3.1.3, Beispiel
El
Steuertrafo: 100 VA, 230/24 V
Primärseitiger thermomagnetischer Schutzschalter, eingestellt auf
auf I1 (0,43 A)
©
I1Ks
3
9
I2Ks
Kurzschluss
#0V
I1cc ≤ 20 A
I 2 cc ≈ 150 − 200 A
Der Schutzschalter schaltet die Anlage im Fall einer
Überlast und eines Kurzschlusses aus.
Der Transformator ist gegen Überlastungen
und Kurzschlüsse gesichert.
14
Electrosuisse
Schutz gegen Überlast-Schäden
NIN 4.3.3.3.1.3, Beispiel
Steuertrafo: 100 VA, 230/24 V
Primärseitiger thermomagnetischer Motorschutzschalter, eingestellt
eingestellt auf I1 (0,43 A)
15
ec
tro
su
iss
e
3
Electrosuisse
Schutz gegen Überlast-Schäden
El
Steuerstromkreis mit einem geerdeten Pol
CEI 6020460204-1 Kap. 9.4.3.1 und Infoblatt 3041
©
Die Überstromschutzvorrichtungen und Steuerschalter müssen im nicht
nicht
geerdeten Pol installiert werden.
230 V
1
9
2
Erdungsfehler
1 Der Überstromunterbrecher schaltet die Anlage im Fall
eines direkten Erdungsfehlers im nicht geerdeten Pol aus.
Eine Funktionsstörung ist unmöglich
2 Der Überstromunterbrecher schaltet die Anlage bei
Schliessen des Schalters aus.
Eine Funktionsstörung ist unmöglich
16
Electrosuisse
CEI 60204-1 § 9.4.3.1
Schutz gegen Überlast-Schäden
Steuerstromkreis mit einem geerdeten Pol
CEI 6020460204-1 Kap. 9.4.3.1 und Infoblatt 3041
Die Überstromschutzvorrichtungen und Steuerschalter müssen im nicht
nicht
geerdeten Pol installiert werden.
2
1
8
Erdungsfehler
e
230 V
1 Die Schutzvorrichtung wird durch den Erdungsfehler kurzgeschlossen.
iss
Funktionsstörung des Überstromschutzes
2 Die Schutzvorrichtung und der Schalter werden durch den Erdungsfehler
kurzgeschlossen.
Electrosuisse
©
El
17
ec
tro
su
Funktionsstörung des Überstromschutzes und zum falschen
Zeitpunkt ausgelöstes Einschalten des Verbrauchers
CEI 60204-1 § 9.4.3.1