Protezione Trasformatore Monofase - 3000 VA

[Cipone]

Ciao, mi è capitato tra le mani un trasformatore monofase 230/24v da 3kVA. Per proteggere il secondario (la sezione è impressionante ) cosa posso utilizzare fusibili o magnetotermico tenendo conto di sfruttarlo al massimo?

[ivano65]

puoi usare magnetotermici in curva C , visto che la corrente in corto li fa' intervenire quasi sicuramente.

a potenze basse la cosa e' risolvibile con dei costosi interruttori in curva Z. oppure con economici fusibili.

cosa devi alimentare con un simile trasformatore?

ivano65

Modificato: 29 agosto 2006 da ivano65

[Cipone]

Mi serve per alimentare circa 26 faretti a 12v (2 in serie) da 50w per una rappresentazione (dovranno funzionare al massimo per un paio d'ore). Teoricamente la corrente al secondario è di 125A però non so proprio che taglia di magnetotermico scegliere. Ho disponibilità di 2 mt scatolati un 63A e un 100A ma non penso vadano bene...

[Cipone]

Ho provato un attimo fa ad alimentarlo a vuoto...

Risultato: intervento mt da 10A a protezione di tali prese... Su quelle da 16A causa un abbassamento della luce ma non fa intervenire il mt da 16

MA CHE SPUNTO HA ??? :ph34r:

In cto allora faccio intervenire il magnetotermico in cabina????

Modificato: 29 agosto 2006 da Cipone

[Livio Orsini]

Sei sicuro che il trasfo non sia danneggiato? Perchè da quanto scrivi le perdite sembrano esagerate

[Cipone]

Spero proprio di no, comunque ho riprovato questa mattina a collegarlo sotto il circuito protetto dal mt da 10A ed è intervenuto 2 volte su 5 (forse ho preso il picco della semionda)...

[Cipone]

Poi per la protezione e la sezione da utilizzare per il secondario ?(ho postato qui perchè ho inviato due volte lo stesso post)

Modificato: 30 agosto 2006 da Cipone

[Livio Orsini]

Spero proprio di no, comunque ho riprovato questa mattina a collegarlo sotto il circuito protetto dal mt da 10A ed è intervenuto 2 volte su 5 (forse ho preso il picco della semionda)...

Se il trasfo non ha carico un magneto termico da 10A non deve intervenire! Ci sono solo due possibilità: interruttore magnetico starato o trasfo con perdite eccessive (io propenderei per la seconda ipotesi).

Solitamente, per proteggere i conduttori ed il trasfo, è sufficiente un'appropriata protezione sul primario: fusibili da 13A (15A) ritardati. Se invece vuoi anche una protezione selettiva sui carichi dividi i carichi in gruppi funzionali e proteggi gruppo per gruppo in funzione della corrente assorbita. Fermo restando la protezione generale lato primario.

Modificato: 30 agosto 2006 da Livio Orsini

[Cipone]

ho provato ad inserire sul primario un magnetotermico da 10A curva c e poi a collegarlo alla linea protetta dal 16A. Il 10A a volte interviene altre no (quindi l'altro mt da 10A funziona a dovere) . Metterò un paio di fusibili da 13A ritardati (avrei messo anche 20-25A vista la sezione del primario che sembra un 4mmq rigido). Al secondario predisporrò più linee in modo tale da ridurre la sezione del cavo. Il trafo è nuovo (fabbricato circa 10 anni fa e mai utilizzato) ed è sempre stato in uno scantinato. Potrebbe aver preso troppa umidità?

Grazie ancora

[oiuytr]

Facciamo 2 conti della serva...

Lo spunto dei trafo e' circa 6-9 volte la corrente di targa, nella fattispecie puo' andare (arrotondando) da 80 a 120A. La caratteristica C degli interruttori significa che lo sganciatore magnetico interviene da 5 a 10 volte la corrente nominale; per essere piu' precisi sicuramente non interviene se la corrente e' inferiore a 5In e sicuramente interviene se la corrente e' => 10In. Nel caso in oggetto, con interruttore di In=C10A la protezione magnetica non interviene per correnti inferiori a 50A e interviene per correnti uguli o maggiori a 100A. Il comportamento mi sembra corretto, ipotizzando che lo spunto del trafo sia di 80A siamo in quella zona della protezione magnetica che puo' intervenire o non intervenire, mentre non interviene l'interruttore da 16A perche' siamo al limite inferiore dell'intervento (16*5=80)

[ing.bennyp]

Ciao Cip,

quoto in toto il precedente post di Francesco.

A questo punto hai due alternative:

1) utilizzare un MT da 16 A curva D, infatti il 10 A sarebbe sottodimensionato, essendo la corrente primaria nominale I1n=13 A;

2) utilizzare un fusibile ritardato da 16 A.

Io propenderei per la prima soluzione, infatti la protezione in curva D è adatta per apparecchi utilizzatori a forte corrente di avviamento, quale è un trafo funzionante a vuoto nel corso del transitorio di inserzione.

Ciao, Benny

Modificato: 30 agosto 2006 da ing.bennyp

[Cipone]

Grazie a tutti, provo e poi vi faccio sapere.

[Livio Orsini]

Lo spunto dei trafo e' circa 6-9 volte la corrente di targa, nella fattispecie puo' andare (arrotondando) da 80 a 120A.

Questo è corretto con il trasfo caricato. Inserendo il trasfo a vuoto un assorbimento di 80A - 120A mi sembra un tantino esagerato. Io conrollerei il trasfo, specialmente il suo nucleo.

[batta]

Non ne sono sicurissimo, ma credo che lo spunto non sia molto diverso a pieno carico o a vuoto.

[ing.bennyp]

Questo è corretto con il trasfo caricato. Inserendo il trasfo a vuoto un assorbimento di 80A - 120A mi sembra un tantino esagerato.

E no Livio, mi dispiace contraddirti , ma il ragionamento di Francesco è quello giusto .

Per un trasformatore si hanno due tipo di transitorio:

- di inserzione a vuoto

- di corto circuito.

Nel seguito ci interessiamo solo del primo tipo.

Sembra strano, ma è così, ma un trafo inserito su una linea col secondario a vuoto dà molti più problemi dello stesso trafo inserito con carico al secondario.

Quando un trasformatore viene collegato ad una sorgente di tensione si verifica un transitorio di corrente magnetizzante, che può raggiungere un valore di corrente anche 10 volte maggiore della corrente nominale e che si smorza con una costante di tempo anche fino a 2 secondi.

L’ampiezza della corrente massima varia col punto dell’onda di tensione nel momento di chiusura e da altri paremetri che non menziono per semplicità di trattazione.

Consideriamo ora la situazione esemplificativa dell’inserzione a vuoto di un trasformatore; a regime il flusso Ф nel ferro è in quadratura in ritardo rispetto alla tensione applicata. All’atto della inserzione, il flusso Ф passa dal valore ФR al valore di regime.

Se il trasformatore viene inserito esattamente nell’istante in cui l’onda sinusoidale di tensione di alimentazione passa per il suo valore massimo, istante cui corrisponde, in regime permanente, un valore nullo per il flusso, non si ha nessun fenomeno transitorio di rilievo e la corrente magnetizzante, partendo dal valore zero corrispondente al flusso nullo, segue la sua normale curva di regime permanente.

Se viceversa, il trasformatore viene inserito in un istante in cui la tensione non ha valore massimo, in particolare ha valore nullo, il flusso in quello istante dovrebbe assumere valore non nullo, in particolare massimo. Non potendo viceversa il flusso cambiare istantaneamente valore, e dovendo quindi partire in ogni caso dal valore zero, che aveva fino all’istante dell’inserzione, si ha un periodo transitorio nel quale al flusso sinusoidale del regime permanente si aggiunge un flusso transitorio con andamento esponenziale e di valore massimo e contrario a quello che avrebbe il flusso permanente nell’istante dell’inserzione. Il fenomeno transitorio ha una durata di due o tre secondi. dopo un semiperiodo dall’inserzione il flusso può raggiungere un valore teoricamente doppio quello massimo ΦM di regime permanente. Data l’inevitabile forte saturazione del ferro in queste condizioni, la corrente magnetizzante può assumere allora anche valori elevatissimi.

In regime di saturazione, praticamente è come se avessimo un nucleo in aria; cioè l’induttanza offerta dall’avvolgimento del trasformatore diviene estremamente piccola. Ciò richiama una corrente di valore elevato per produrre il flusso transitorio presente.

Se invece nel trasformatore è presente un flusso residuale rimasto da una precedente carica, a seconda del proprio segno, potrebbe essere o aggiunto o sottratto dal flusso totale, aumentando o diminuendo l’ampiezza della corrente magnetizzante.

Chiedo scusa della lunghezza del post , ma è il minimo per inquadrare correttamente il fenomeno.

Ciao, Benny

[Livio Orsini]

Benny, la tua analisi è correttissima.

A vuoto il trasfo è un'induttore, quindi picco di corrente legato ai valori di induttanza e smorzamento secondo costante di tempo del sistema.

Quello che non mi torna, per esperienza pratica, è il valore della corrente di inserzione di quel trasfo. Per un 3kVA 50A istantanei all'inserzione a vuoto è un valore normale; 100A, a mio giudizio, è indice di una qualità....diciamo non eccelsa. Ecco perchè io un a controllata gle la darei. poi uno si conporta come preferisce. Ho visto usare dei trasformatori che a vuoto scaldavano come stufette...

Poi, sempre per stare nel pratico, nel caso di un trasformatore da 3kVA io sarei partito direttamente con

una coppia di fusibili da 15A ritardati o un magnetotermico da 16A classe D, ma questa è un'altra storia.

Modificato: 31 agosto 2006 da Livio Orsini

[ing.bennyp]

Quello che non mi torna, per esperienza pratica, è il valore della corrente di inserzione di quel trasfo. Per un 3kVA 50A istantanei all'inserzione a vuoto è un valore normale; 100A, a mio giudizio, è indice di una qualità....diciamo non eccelsa. Ecco perchè io un a controllata gle la darei.

Livio, sono perfettamente d'accordo con te, per quanto concerne la controllatina, non fa mai male, anche in considerazione del fatto che quel trafo, seppure mai usato, è stato in cantina per ben 10 anni.

Il valore 10 In, a cui facevo riferimento diciamo che è quello massimo che si può presentare per trafo di media qualità, tiene conto anche di quegli aspetti che prima avevo scelto di non menzionare, ossia:

- polarità della tensione nel momento dell'inserzione e

- fenomeni di magnetizzazione residua del ferro del nucleo, che può sotto certi aspetti amplificare il fenomeno della saturazione.

Entambi i fenomeni danno luogo a inevitabili incrementi del valore della corrente di inserzione a vuoto.

Ciao, Benny

PS. Cip, puoi vedere se la situazione migliora al variare del carico al secondario, ad esempio facendo una prova al 25%, una al 50%, una al 75% e una a pieno carico?

Fammi sapere.

Modificato: 31 agosto 2006 da ing.bennyp

[bellcar]

Per il mio ormai amico Benny: sono contento che altri conoscano Noverino Faletti

In realta' la corrente di inserzone nel transitorio e' pari a solo a 8-10 volte quella nominale perche' si parla di trafo in BT non particolarmente di qualita', se fossero di alta' qualita', a bassissimi flussi dispersi, con molto rame e lamierini al top (come quelli MT di qualita') dovremmo parlare di almeno 15 volte la nominale per queste potenze e costante di tempo di qualche centinaio di ms.

Piu' aumenta la potenzae piu' si riduce il picco.

Per questo motivo spesso si usano i fusibili aM per la protezione dal c.to c.to dei trafo anche se nati per altri scopi e si fa la protezione dal sovraccarico solo sul secondario.

per trasformatori grossi come quelli per la ricottura in continuo si usa spesso per risparmiare sul contattore principale utilizzare un contattore di preinserzione con resistenze iln serie che viene bypassato dopo un secondo ad esempio per inserire trafo da 350 kVA si usa un contattore da 11 kw in ac3 e per il principale ne basta uno da 600 A in ac 1 contro spesso un 750 in ac3 se diretto.

Saluti bellcar

[Cipone]

ritorno reduce dalla prova (per motivi di tempo ho allacciato semplicemente tutti i 26 faretti da 50w cad.):

Il magnetotermico da 10A curva c non è più intervenuto anche dopo varie accensioni. E' intervenuto solamente quando accidentalmente si sono toccati i 2 cavi del secondario (oltre al mt da 63A sul sec. e al mt generale fm da 40A). Non l'ho provato a casa

Qualcuno sa spiegarmi perchè a carico non succede nulla?

[Livio Orsini]

Ho raccolto l'invito di Benny ed ho spostato i messaggi relativi ai testi di elettrotecnica qui

[a9967]

vorrei intromettermi per chiedervi una spiegazione, premetto che io non ho mai trattato, vista la mia misera esperienza, l'utilizzo di trafi BT/BT e le protezioni da adottare. Io so che un anche un trafo di potenza MT/BT può dare gli stessi problemi con correnti di inserzione 10-20 volte la corrente nominale, con costante di tempo tale che generalmente ritardando di 1 secondo l'intervento della protezione si riesce ad ovviare al problema.

Allora vista la curiosità sono andato a spulciare la "Guida BT" della Schneider Electric la quale dice, riguardo ai trasformatori BT/BT, testualmente:

Il valore di cresta della prima onda di corrente raggiunge di frequente un valore da 10 a 15 volte la corrente efficace nominale del trasformatore.

Per potenze inferiori a 50 kVA, può raggiungere valori da 20 a 25 volte la corrente nominale.

Questa corrente transitoria si smorza molto rapidamente con una costante di tempo τ che varia da qualche ms a 10-20 ms.

Uhm...c'è qualcosa che non torna, benny dice 10In bellcar 15In (se fossimo in presenza di trasformatori di alta qualità)...ma questi della Schneider mi dicono che in inserzione, teoricamente il nostro 3kVA si può ciucciare anche 20-25 volte la nominale?!?

Poi la costante di tempo, sempre nel caso di trafo MT/BT io sapevo che doveva aggirarsi sui decimi di secondo (0,3-0,4 s) ora questi dicono 10-20 ms?? benny dice fino a 2 secondi...uhm uhm!

ok, sono solo piccoli dubbi, capito che basta metterci su un mt curva D (perchè no K eventualmente??) e dovrebbe fare il suo sporco lavoro...però mi piacerebbe chiarirli!

grazie, ciao!