Podręcznik: Zabezpieczenia transformatorów SN/nn

5. Układy elektroenergetyczne sieci dystrybucyjnych

5.6. Zabezpieczenia transformatorów SN/nn

W obiektach komunalnych oraz użyteczności publicznej stosuje się zasilanie napięciem \(3\times 230/400\ \mathrm{V}\) lub napięciem SN, które jest obniżane do poziomu \(3\times 230/400\ \mathrm{V}\) w transformatorach \(\mathrm{SN}/0,4\ \mathrm{kV}\). W transformatorach tych stosuje się zabezpieczenia od zwarć zewnętrznych za pomocą przekaźników nadprądowych zwłocznych lub bezpieczników topikowych SN [17]. Układ zabezpieczeń zasila się z przekładników zainstalowanych od strony zasilania, a w przypadku zasilania dwustronnego – od strony o większej mocy zwarcia. Transformatory małej mocy ze średniego napięcia na niskie zabezpiecza się bezpiecznikami średniego napięcia lub wyłącznikami nadprądowymi (patrz rys. 5.17).

Rys. 5.17. Zasada współpracy zabezpieczeń nadprądowych zwłocznych transformatora i linii [17]

Zestawienie stosowanych zabezpieczeń transformatorów przedstawia tabela 5.1.

Tabela 5.1. Zabezpieczenia transformatorów średniego napięcia [17]

Rodzaj zakłócenia	Moc transformatora do 5 [MW]
Rodzaj zakłócenia	Rodzaje stosowanych zabezpieczeń
Zwarcie zewnętrzne	nadprądowe zwłoczne
Zwarcie wewnętrzne	nadprądowe bezzwłoczne ¹⁾
Zwarcie wewnętrzne	lub różnicowe ²⁾
Przeciążenie ruchowe i uszkodzenia wewnętrzne	nadprądowe zwłoczne
Obniżenie poziomu oleju	gazowo–przepływowe
Nadmierny wzrost temperatury	Termometr ze wskaźnikiem maksymalnej temperatury
¹⁾w przypadku gdy zabezpieczenie nadprądowe działa ze zwłoką większą niż 0,7 s ²⁾ tylko dla transformatorów o mocy ≥1,6 MW pracujących równolegle (o łącznej mocy nie większej niż 10 MW)

Zabezpieczenie transformatorów o mocy do 1000 kVA realizowane jest za pomocą bezpieczników topikowych.

Przy zabezpieczaniu transformatorów po stronie górnego napięcia prąd znamionowy wkładki bezpiecznikowej, w zależności od napięcia znamionowego i mocy transformatora, przedstawia tabela 5.2.

Tabela 5.2. Dobór bezpieczników SN do zabezpieczeń transformatorów [17]

Moc znamionowa transformatora kVA	Znamionowe napięcie pierwotne transformatora w [kV]					Maksymalne wartości wkładki topikowej nN typu gG, przy której jest zachowana selektywność zadziałania bezpieczników SN i nN
	6	10	15	20	30
	Znamionowe napięcie wyłączeniowe wkładki bezpiecznikowej w [kV]
	7,2	12	17,5	24	36
	Prąd znamionowy wkładki bezpiecznikowej w [A]
1	2	3	4	5	6	7
20	6,3	6,3	3,15	3,15	–	25
30	6,3	6,3	6,3	3,15	3,15	40
50	10	10	6,3	6,3	3,15	63
75	16	10	6,3	6,3	6,3	80
100	20	16	10	6,3	6,3	125
125	25	16	16	10	6,3	160
160	25	20	16	10	10	200
200	40	20	16	16	10	250
250	56	31,5	20	16	10	315
315	56	31,5	25	20	16	400
400	63	40	31,5	20	16	500
500	80	56	40	25	25	500
630	100	63	50	31,5	25	500
800	–	80	63	40	31,5	630
1000	–	100	63	50	40	630

Dobierany bezpiecznik topikowy SN musi spełniać warunek:

\(I_n=k\cdot I_B\)

(5.21)

gdzie: \(k\) – współczynnik uwzględniający prąd załączenia transformatora, w [–], \(I_B=\dfrac{S_{nT}}{\sqrt3\cdot U_{nl}}\) – prąd znamionowy górnego uzwojenia transformatora SN/nn, w [A], \(U_{nl}\) – napięcie znamionowe uzwojenia górnego transformatora, w [V], \(I_n\) – prąd znamionowy zabezpieczenia, w [A].

Producenci bezpieczników zalecają dobór tego współczynnika z przedziału \(k=(1,6\div2,0)\). Praktyka instalacyjna wykazuje, że powinno się przyjmować \(k=2\).

Przy zabezpieczaniu transformatora po stronie górnego napięcia prąd znamionowy wkładki bezpiecznika topikowego (w zależności od mocy transformatora oraz napięcia nominalnego sieci zasilającej) należy przyjmować na podstawie tabeli 5.2.