Transformatory jednofazowe niskiego napięcia są nieodłącznymi elementami nowoczesnych urządzeń energoelektroniki i instalacji elektrycznych. Firma ETI Polam posiada w ofercie transformatory jednofazowe bezpieczeństwa i separacyjne o różnych napięciach wtórnych i mocach znamionowych od 30 VA do 10 kVA.

Transformatory z katalogowej grupy wyrobów Etitrafo są przystosowane do wbudowania, montowane na szynie TH35 (Euro) lub wkrętami na powierzchni płaskiej w rozdzielnicach.
Przeznaczone są do zasilania układów sterowania i sygnalizacji maszyn i urządzeń elektrycznych o ściśle określonym prądzie i napięciu znamionowym.

Rys. 1.
Transformator jednofazowy
separacyjny Pn – 200 VA

Właściwości

Transformatory separacyjne posiadają odizolowane (oddzielone) od siebie uzwojenia pierwotne i wtórne. Ich zadaniem jest wyeliminowanie możliwości przedostania się napięcia górnego (wyższego) do urządzeń, które powinny być zasilane napięciem obniżonym (dolnym). Transformatory bezpieczeństwa natomiast, są to transformatory separacyjne, które dodatkowo obniżają napięcie. Zadaniem transformatorów bezpieczeństwa – B – jest obniżenie napięcia do poziomu uznawanego za bezpieczny – maksymalnie 50 V. Napięciem tym zasilane są obwody SELV oraz PELV, które muszą być również odizolowane od innych obwodów. Uzwojenia transformatorów są impregnowane próżniowo żywicą nieorganiczną w celu zabezpieczenia ich przed narażeniami środowiskowymi oraz w celu zwiększenia skuteczności ich izolacji. Dzięki temu napięcie izolacji pomiędzy uzwojeniami jest zapewnione na poziomie 4 kV, a pomiędzy uzwojeniem a rdzeniem – 2 kV. Zadaniem impregnacji żywicznej jest również ograniczenie drgań uzwojenia oraz blach transformatorowych a tym samym ograniczenie hałasu eksploatacyjnego transformatora. Rdzenie transformatorów wykonane są z niskostratnej blachy elektrotechnicznej krzemowej o stratności 1,3-1,5 W/Kg. Standardowy stopień ochrony transformatorów Etitrafo przeznaczonych do wbudowania to IP00, natomiast transformatorów przystosowanych do mocowania na szynie TH35 (Euro) – rys. 2 – to IP20. Uzwojenia są nawinięte drutem nawojowym miedzianym okrągłym. Na stronie wtórnej wykonane są odczepy środkowe, pozwalające na uzyskanie różnych poziomów napięcia wtórnego w zależności od typu transformatora i różnych poziomów napięcia zasilającego (rys. 3).

Rys. 2. Transformator jednofazowy separacyjny Pn – 50 VA mocowany na szynie TH35

Na rysunku 3 pokazana jest tabliczka z parametrami znamionowymi transformatora. Wynika z niej, że do transformatora można podłączyć napięcie pierwotne U_1(pri) = 230 V lub 400 V uzyskując odpowiednio napięcie strony wtórnej U_2(sec) = 24 V lub 48 V.

Rys. 3. Tabliczka znamionowa transformatora bezpieczeństwa

Termiczna klasa izolacji
Transformatory Etitrafo posiadają termiczną klasę izolacji B i F. Klasa izolacji jest bardzo ważnym parametrem transformatora, gdyż określa dopuszczalny przyrost temperatury jego uzwojeń oraz materiałów izolacyjnych. Przetwarzanie energii elektrycznej przez transformator odbywa się z pewnymi stratami mocy, które wydzielają się w postaci ciepła w uzwojeniach, w rdzeniu i izolacji transformatora. Podwyższona temperatura izolacji transformatora skraca drastycznie jej żywotność i skuteczność, przez co transformator może ulec awarii lub stać się niebezpieczny dla zasilanego obwodu lub otoczenia. Klasy izolacji transformatorów wraz z dopuszczalnymi przyrostami temperatur uzwojeń i materiałów izolacyjnych według normy PN-EN 61558 podano w tabeli 1. Podane wartości odnoszą się do temperatury otoczenia 25^oC.
Prąd stanu jałowego transformatorów Etitrafo nie przekracza poziomu 3% prądu znamionowego In, ich napięcie zwarcia zawiera się w granicach 4,5-11%, a prąd załączania nie przekracza wartości 14-20 I_n. Podstawowe parametry techniczne transformatorów podano w tabeli 2.

Zabezpieczenia

Wszystkie transformatory muszą być zabezpieczone przed przeciążeniem i zwarciem. Transformatory Etitrafo nie posiadają wewnętrznego zabezpieczenia przetężeniowego, toteż należy je zabezpieczyć używając zewnętrznych aparatów zabezpieczających – bezpieczników topikowych lub wyłączników nadprądowych, np. Etimat. Na tabliczkach znamionowych transformatorów (rys. 3) podana jest wartość wymaganego prądu znamionowego bezpiecznika topikowego chroniącego transformator przed zwarciem. Zabezpieczenie strony pierwotnej transformatora powinno być dobrane po uwzględnieniu prądu rozruchowego (udarowego) powstającego przy uruchamianiu transformatora i mogącego osiągnąć wartość około 25 razy większą od prądu znamionowego transformatora w czasie około 10 ms. Najbardziej odpowiednim zabezpieczeniem dla transformatora jest w tym wypadku bezpiecznik topikowy zwłoczny gG, bezpiecznik aparaturowy o charakterystyce F, bezpiecznik o charakterystyce niepełnozakresowej aM lub zabezpieczenie automatyczne – wyłącznik nadprądowy Etimat o charakterystyce D.
Zabezpieczenie strony wtórnej transformatora powinno być zrealizowane za pomocą bezpiecznika o charakterystyce gG, F (aparaturowy) lub za pomocą wyłącznika nadprądowego Etimat o charakterystyce B lub C. W celu ułatwienia doboru aparatów zabezpieczających transformator, w tabeli 3 podano zalecane wartości bezpieczników do zabezpieczenia strony pierwotnej i wtórnej transformatora.

inż. Roman Kłopocki
Autor jest pracownikiem
firmy ETI Polam