Corrente magnetizzazione trasformatore - scelta interruttore

[bryel83]

Buongiorno,
vi scrivo in merito a una situazione impiantistica con cui ho a che fare.

Da una cabina elettrica secondaria c'è un interruttore BT da 160 A, poi un trafo 400/1000 V (100 kVA) alimenta una linea, al termine della quale un trafo 1000/400 V riporta la tensione al livello di distribuzione, poi c'è un altro interruttore a 400 V.

La linea in rame è costituita da due parti: 450 m aerea 3x70+54.6 + 250 m interrata 4x1x50

La mia domanda è: Come scegliere l'interruttore a 400 V in partenza dalla cabina, per evitare interventi intempestivi nel momento in cui, a seguito di un guasto, si ha la richiusura degli interruttori e conseguente energizzazione dei 2 trasformatori?

Il mio ragionamento è:

Corrente nominale trafo lato 400 V --> 144 A

Allo stato attuale il trafo eroga il 40% della potenza, quindi considero Ir=58 A

Da tabelle trovo ki=14 e tau=0,15 sec.

Corrente inrush trasformatore --> Ip=58*14=812 A

Interruttore presente ora lato 400 V --> ABB SACE S2 160, soglia intervento magnetico Im= 10 Ith

La corrente di inrush varia con la seguente:
Iinrush= [(ki*Ir)/sqrt(2)]*e-t/tau = 574 * e-t/0,15 A

Per t=0 Iinrush=574 A, avendo 2 trasformatori ho I=1148 A

Dalla curva logaritmica dell'interruttore (ABB SACE S2 160, soglia intervento magnetico Im= 10 Ith)
vedo che in corrispondenza di 1148 A interviene in 1 secondo o più.

Per t= 1 secondo la corrente di inserzione vale 1 A.

Posso ritenere che l'interruttore lato 400 V non scatta.

E' corretto il mio ragionamento?

Grazie a chiunque vorrà rispondermi

[blusol]

No, quando calcoli la corrente di inrush del trasformatore devi usare la nominale della macchina.
L'inrush del trasformatore è indipendente dal tuo carico assorbito.

Ma l'interruttore ha solo la magnetica o anche la termica?
Tu hai parlato di solo magnetico ma poi fai riferimento alla termica nella curva tempo/corrente.
Se hai la termica, da quanto è la R dell'interruttore?

Con due trasformatori in cascata non è facile capire l'inrush totale, sicuramente come valore in corrente è inferiore alla somma delle due ma il tempo aumenta di sicuro.
Iniziamo a vedere che conti escono, poi magari ci si ragiona.

[bryel83]

Grazie Soleilblu per la risposta!

Ah ok, quindi la corrente di inrush non dipende dal carico, perfetto.
L'interruttore è un magnetotermico, io non me ne intendo di interruttori ma il fatto che mi chiedi la R mi collega al fatto che sul grafico della curva tempo-corrente, nella zona magnetica ci sono diverse curve per diversi valori di R.

Cosa indica la R e dove lo trovo? E' indicato sull'interruttore?

Inoltre, come mai la corrente nell'istante iniziale non è la somma dei due contributi?

Grazie per l'attenzione!

[blusol]

La R è lo sganciatore termomagnetico, tu in pratica puoi prendere un interruttore grande quanto vuoi e poi ti compri lo sganciatore e lo adatti al tuo carico.

Nel tuo caso, l'interruttore scelto è un S2 160, quindi ha una corrente nominale dell'interruttore pari a 160A.
Puoi mettere uno sganciatore R con le seguenti taglie R160, R125, R100, R80 etc
Questo a sua volta ti permette di regolare la termica sul valore che vuoi entro un certo limite min-max, in generale è dal 70-100% del valore di R.

Nel tuo caso credo che sia uno sganciatore R160, considerando che hai una nominale da 144A se è calcolato sulla macchina.
In ogni caso lo vedi sull'interruttore di fianco a dove c'è la regolazione a vite min-MAX.

Se fossero in parallelo i due trasformatori va bene fare la somma ma essendo in serie il discorso si complica.
In pratica quando energizzi i due trasformatori, quello a monte vede una corrente comprensiva dell'energizzazione del trasformatore a valle, avrai quindi un caduta di tensione elevata che si traduce in una tensione più bassa sul secondo trasformatore con una conseguente corrente di magnetizzazione diversa.
Comunque al di là delle pippe, puoi fare la somma ma sovradimensioni.
Alternativa è cimentarsi in qualche calcolo.

Hai la necessità di alimentare tutte e due i trasformatori contemporaneamente?
Già con un solo trasformatore l'interruttore mi sembra un po' piccolo.

[Romeo]

Buongiorno,
vi scrivo in merito a una situazione impiantistica con cui ho a che fare.

Da una cabina elettrica secondaria c'è un interruttore BT da 160 A, poi un trafo 400/1000 V (100 kVA) alimenta una linea, al termine della quale un trafo 1000/400 V riporta la tensione al livello di distribuzione, poi c'è un altro interruttore a 400 V.

La linea in rame è costituita da due parti: 450 m aerea 3x70+54.6 + 250 m interrata 4x1x50

La mia domanda è: Come scegliere l'interruttore a 400 V in partenza dalla cabina, per evitare interventi intempestivi nel momento in cui, a seguito di un guasto, si ha la richiusura degli interruttori e conseguente energizzazione dei 2 trasformatori?

Interruttore presente ora lato 400 V --> ABB SACE S2 160, soglia intervento magnetico Im= 10 Ith

Grazie a chiunque vorrà rispondermi

Per evitare lo scatto dell'interruttore automatico messo a protezione del trasformatore, bisogna scegliere la corrente magnetica in funzione dell'induzione della colonna del trasformatore.
Si consiglia di scegliere una corrente di intervento di 20 volte Ith oppure di far lavorare il trasformatore con una induzione molto bassa.La corrente di inserzione di un trasformatore non è proporzionale al carico inserito ma alle caratteristiche magnetiche di lavoro del nucleo del trasformatore ed al verso della tensione in relazione al flusso magnetico al momento dell'inserimento.

[DarioDT]

Potresti anche considerare l'inserzione del trafo come un cortocircuito.
Ti calcoli la Zcc del secondo trafo e l'impedenza della linea (somme delle due impedenze dei tratti aereo ed interrato).
Da calcoli veloci (vado di fretta) la corrente si abbatte di un 20%.
In pratica devi considerare che la corrente di inserzione è quasi doppia di quella di un trasformatore singolo.
Ciao,
Dario

[DarioDT]

E comunque anche secondo me l'interruttore è piccolo.
Ciao,
Dario

[bryel83]

Per soleilblu, il fatto di alimentarli contemporaneamente è riferito al caso in cui, a seguito di un guasto MT (cabine secondarie interconnesse) si ha l'apertura delle protezioni di linea e la seguente richiusura, con contemporanea energizzazione dei trasformatori.

Grazie a te e anche a Dadituri e Romeo, vedo che la pensate allo stesso modo. Utilizzeremo un interruttore da 250A.

Buon lavoro

[blusol]

Non è scontato che il 250A riesca a energizzarli tutti e due.
Con un trasformatore solo hai un inrush di : 14*144A=2016A
Considerando che la magnetica sarà un 10In quindi 2500A, non è che ci sia troppo margine per un altro trasformatore.
Questo chiaramente dal punto di vista teorico in assenza di data reali ed ipotizzando una rete di potenza infinita.
Scegliere un interruttore da 400A pone il problema della regolazione della termica.
Al massimo se non sta chiuso farete una logica di apertura con minima tensione e richiusura automatica sul secondo trasformatore.