Relè Termico x trasformatore

[alegas63]

Salve a tutti.
Espongo un problema probabilmente già affrontato qui sul forum, ma purtroppo ho provato a cercare in altre
discussioni ma senza successo.

Mi trovo a dimensionare le protezioni per un trasformatore da 20kVA, primario 230V e secondario 400V
(triangolo 230 e stellata con neutro la 400).

Con le relazioni canoniche (Sa/(Up*√3) ho calcolato le correnti del primario (52,5A) e del secondario
(28,9A) considerando per un primo calcolo uno sfasamento pari a 1, e successivamente le correnti di corto
circuito ai morsetti del secondario del trasformatore Iccs (supponendo come primo calcolo la potenza della
rete infinita) tramite la relazione 100*Is/Vcc 

Il primario del trasformatore sarebbe connesso ad un contatore in BT con contratto da 15kW (distanza tra
contatore e primario trasformatore circa 10m), avrei quindi previsto per il corto circuito:

- Interruttore in curva D da 63A (Icc da rete 10kA) accanto al contatore del distributore, dovrei quindi
avere garantito uno scatto in caso di corto circuito sulla linea contatore/traformatore ed evitato le
sovraccorrenti di inserzione del trasformatore

- Interruttore ai morsetti del secondario in curva C da 32A, in caso di corto circuito a valle di questo ho
uno scatto sicuro a (curva C) 32x10=320A minore della Iccs precedentemente calcolata ai morsetti del
secondario (825A)

 

Il mio problema è la scelta del componente per la protezione del trasformatore dal sovraccarico.
Potrei anche evitare di metterlo (devo ancora leggere il contratto in BT cosa prevede per potenza impegnata
e disponibile) poichè scatterebbe il contatore prima di raggiungere la potenza massima del trasformatore,
ma...meglio prevenire che curare.

 

Non avendo esperienza, avrei scelto di inserire un relè termico sul secondario (secondario perchè penso
minori correnti in gioco = minori costi) tarato ad una corrente appena sotto a quella massima erogabile dal
trasformatore. Prima domanda: quale classe scegliere ? Ho trovato che si distinguono in 

 

Classe 10A: 2-4 secondi
Classe 10: 4-10 secondi
Classe 20: 6-20 secondi
Classe 30: 9-30 secondi

 

in rete in realtà li ho trovati solo con Classe 10A o 10.

 

Seconda domanda, se mi potete fornire qualche modello con relativa casa costruttrice di relè termici che
solitamente si utilizzano per questo tipo di applicazioni poichè ho un pò di confusione nella scelta.

 

Grazie

 

Alessandro  

[Marco Fornaciari]

Un momento, la protezione termica che citi è riferita alla protezione dei carichi: motori o primari dei trasformatori.

Per proteggere un secondario di un trasformatore devi proteggere i singoli carichi oppure usare un relè di massima corrente e poi comandare o bobine di sgancio o di minima tensione dei carichi.

Puoi usare anche dei fusibili, ma vanno scelti e dimensionai in base ai carichi che alimenti, un conto sono dei motori, casa diverse delle lampade, e in mezzo ci stà tutto il resto.

 

Ma giusto per, se il contratto di fornitura è 15 kW, un 20 kVA è tirato consideranto un cof fi 0,75 al carico, a meno che i 20 kVA non siano disponibili anche a cos fi 0,5.

Sapere il cos fi tipico e minimo a valle del trasformatore è importante: usare 1 va bene solo se sono tutte solo e soltanto resistenze o lampade a filamento.

Quindi il MT curva D da 63 non va bene, è piccolo; ragion per cui devi passare ad un interrutore di tipologia diversa, magari con soglie magnetica e termica regolabili.

Ma in ogni caso a fare la differenza sono i tipi dei carichi alimentati dal trasformatore e dal loro cos fi.

 

Con un contratto da 15 kW il limitatore interviene se per tre ore superi del 30 %, o istantaneo del 33%, ma se è una fornitura industriale bisogna vedere bene il contratto.

 

Ma una curiosità, perché la necessità di elevare la tensione trifase da 230 a 400 V?

[alegas63]

Ciao e intanto grazie dell'interessamento.

Comincio dall'ultima tua domanda, si tratta di una fornitura in BT nella città di Roma (distributore Areti) ed in molte zone è ancora fornita una 220 a triangolo (senza neutro). La fornitura è per una abitazione (quindi siamo nel residenziale) ed è necessaria per l'installazione di una PdC a servizio di ACS e riscaldamento.
Il trasformatore è ancora da scegliere, farò attenzione a quanto scrivi circa le caratteristiche a cos fi. 

 

L'intenzione era di fare i conti finali con un cos fi a 0,9 oltre che prendere in considerazione la corrente di cc a fondo linea (ad esempio con 825A ai morsetti del secondario, per la linea più lunga scende fino a 230A).
Un cos fi "certo" è diffcile in questo caso da calcolare, se 0,9 è troppo ottimistico fammelo sapere. 

 

Poi ci sta il discorso che gli 825A sono per una potenza di rete infinita, per una fornitura BT trifase di 15kW la Icc di rete dovrebbe essere di 10kA, ho fatto un calcolo e gli 850A già scendono a 718A

 

La mia idea, anche per contenere i costi, è utilizzare interruttori in Curva C a valle del secondario per la protezione di cavi e trasformatore da corto circuito facendo però attenzione al fondo linea più lungo (è un'abitazione su più piani, previsto un quadro per piano oltre al quadro generale a valle del secondario)

 

Mentre per il sovraccarico tu dici

"Per proteggere un secondario di un trasformatore devi proteggere i singoli carichi oppure usare un relè di massima corrente e poi comandare o bobine di sgancio o di minima tensione dei carichi."

Perfetto, proprio quello che vorrei fare. Non agire sui singoli carichi perchè soluzione probabilmente più applicabile in ambito industriale (e forse più dispendioso in questo caso) ma agire subito a valle del secondario del trasformatore inserendo un relè di massima corrente poco sotto i 20kVA del trasformatore (potenza in teoria a cui mai si dovrebbe arrivare per via del contratto BT in via di stipula).
 
Probabilmente per inesperienza ho usato termini non corretti nella mia richiesta.
Io avevo individuato, ad esempio, il ABB MS132-T ma arriva a 25A oppure sempre della ABB il TF65-33 (questo accoppiato ad un contattore come giustamente dici). Ma probabilmente sono fuori "rotta" perchè componenti più adatti a motori industriali.

 

Se mi aiuti a capire su quale componente direzionare la mia ricerca te ne sarei molto grato.
Ti condividerò poi scelta e calcoli in maniera da eventualmente correggere e rendere tutto fruibile anche a chi ne avesse necessità.

 

Grazie

 

Alessandro

[Marco Fornaciari]

Ho visto solo ora.

Il trasformatore al primario deve avere un curva D, diversamente un curva C va sovvradimensionanto del 140%, quindi non protegge nulla.

 

Il secondario del trasformatore deve poter erogare la corrente di spunto dei carichi, pertanto lo si può proteggere adegatamente solo se dedicato appositamnte a un carico solo.

Quindi bisogna proteggere i singoli carichi, che così è pure a norme.

 

A te arrivano dal fornitore tre fasi a 230 V, come sono collegate in uscita dal trasformatore MT/BT non importa nulla: in realtà è collegato a stella col il centro stella a terra, da cui la tensione è 115 V tra fase e centrostella. 

Il distributore a te fornisce due fasi per il monofase, e per i carichi normalmente non cambia nulla, ma qui si apre un discorso vasto, ora sorvoliamo.

Della corrente di corto circuito del fornitore non sai cosa fartene, l'interruttoe deve avere un PdI minimo un 6kA se ambiante domestico, e 10 kA se ambiente diverso, ovvero in base alla potenza contrattuale di fornitura.

 

Nota: evidenzio in deretto quanto di fondamentale importanza.

 

Ma andiamo alla domanda importante: la pompa di calore è monofase o trifase?

 

Se è monofase il problema non lo hai, salvo non richieda espressamente il neutro, ma qui bisogna leggere i suoi manuali,

Se è trifase poi chiedere di procurartela per alimentazione a 230 V, esistono, dato che in alcuni paesi la distribuzione è così.

 

Se diversamente è trifase solo a 400 V, e magari vuole anche il neutro,  la prima cosa da fare è verificare se possibile avere un ottimo impianto di terra, magari con dispersori aggiuntivi, lì poi bisogna collegarci il centrostella del trasformatore, e quindi tutto l'impianto a valle.

Questo impianto di terra va costrtuito in base all'edificio dov'è installato l'impianto in oggetto: casa singola o condominio.

Se non è possibile avere questa terra, al posto degli interruttori differenziali bisogna installare i misuratori d'isolamento (come negli ambienti sanitari).

 

Il discorso sulla terra vale anche se la PdC è monofase e vuole un vero neutro, che bisogna ottenere con trasformatore monofase d'isolamento avente un polo del secondario collegato a terra.

 

Il relè di massima corrrente va installato nel modo giusto e pure tarato in funzione degli assorbimenti dei carichi e delle loro correnti di spunto.

 

Infine

Un impianto di quella potenza, cioè superiore ai 6 kW abbisogna di un progetto redatto da un professionista iscritto all'albo professionale, pertanto rivolgiti a lui, che prima esegue un soppraluogo e legge i manuali delle apparecchiature da alimentare.

Potrebbe anche essere necessario, anzi spesso è obbligatorio, avvisare il fornitore dell'energia elettrica che a valle c'è un trasformatore elevatore: deve adeguale le sue linee e protezioni.

Da non dimenticare che quel trasformatore abbisogna anche di un luogo idoneo dove installarlo.

Va da se che congiuntamente ai problemi elettrici vanno risolti anche eventuali problemi d'incendio.

 

 

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3 ore fa, Marco Fornaciari ha scritto:

Se diversamente è trifase solo a 400 V, e magari vuole anche il neutro,  la prima cosa da fare è verificare se possibile avere un ottimo impianto di terra, magari con dispersori aggiuntivi, lì poi bisogna collegarci il centrostella del trasformatore, e quindi tutto l'impianto a valle.

Questo impianto di terra va costrtuito in base all'edificio dov'è installato l'impianto in oggetto: casa singola o condominio.

Se non è possibile avere questa terra, al posto degli interruttori differenziali bisogna installare i misuratori d'isolamento (come negli ambienti sanitari).

Io, sarei per una "meno nobile" installazione di un autotrasfomatore...

e saltare anche la protezione in corrente del secondario... e andare di "termostato di sicurezza" sugli avvolgimenti

[Marco Fornaciari]

Per le protezioni cambia quasi nulla.

 

Ma il fornitore potrebbe dirti di no, anzi direi proprio che essendo un elevatore dice di no.

In caso di problemi gli sposti tutto il potenziale del neutro, cioè del centrostella del suo trasformatore di MT/BT, corri un elevato rischio di di fare danni a tutti gli utenti alimentati da quel trasformatore di MT.

 

Questo tipo di installazioni si fanno negli impianti industriali con trasformatore di MT/BT proprio e solo se i carichi da alimentare sono solamente trifasi, e normalmente si abbassa la tensione.

Se serve più alta si installa un dedicato trasformatore MT/BT oppurre MT/MT.

 

Non ti inventare nulla e vai da un professionista, che conosce e si interfaccia con il fornitore di zona.

Non puoi dire che te lo hanno detto in un forum, e nessun professionista in un forum di dirà come fare: prima delle norme CEI e consimili applicabili, arriva il codice penale.

 

Se non sei un professionista della materia e nello specifico dei queste problematiche lascia perdere: ti vai a cercare dei costi in più e delle grane.

Il distributore più prima che poi si accorge che c'è un auto/trasformatore elevatore trifase non autorizzato: esegue periodicamente controlli e misure sui suo impianto con strumentazione che manco ti immagini se non sei uno specifico adetto ai lavori.

Alla fine ti toglie corrente e ti diffida, sempre se poi ti ridà corrente: ti potrebbe anche obbligare ad una fornituta in MT: oggi per casi specifici le fanno anche per pochi kW.

Modificato: mercoledì alle 17:48 da Marco Fornaciari

[alegas63]

Salve, scusate del ritardo.

Riassumo rispondendo ad alcune perplessità.

Siamo a Roma, fornitura 220 a triangolo di 15kW (non danno più di 6kW monofase).

Necessità di trasformatore 230/400 (3F+N) per l'alimentazone di una PdC (6kW) e delle utenze (siamo nel residenziale).

 

Il distributore verrà messo a conoscenza della presenza di un trasformatore di 20kVA (posto in locale tecnico apposito), verrà presentato progetto assieme ad un fotovoltaico (6kW)

Da questo punto di vista non credo ci possano essere dei problemi, comunque vedremo dalle risposte che daranno.

 

Detto quanto sopra, riguardo le protezioni dal punto di vista del cortocircuito il trasformatore sarà controllato tramite interruttori in Curva D (primario) e Curva C (secondario), calcolando le correnti di cc lato secondario, a fondo linea per le utenze e quella del secondario riportata al primario.

Ho perplessità sul controllo del sovraccarico.

Chi farà il progetto inserirà, oltre agli interruttori sopra, una protezione termica comandata da un PTC del trasformatore e fusibili.

E' vero che (vedrò il contratto con il distributore da 15kW cosa prevede tra Potenza Impegnata e Disponibile) scatterebbe probabilmente prima il contatore del distributore al raggiungimento di 20kVA, vorrei però far inserire un controllo direttamente sulla corrente in uscita dal secondario.

Scopo del controllo è evitare comunque un intervento dei fusibili, ma invece comandare lo scatto tramite sganciatore dell'interruttore generale sul secondario, ad esempio.

 

In rete si trovano molte soluzioni (cercando controllo dei carichi) in monofase, in trifase forse ne ho trovato uno solo ma non lo reputo "serio".

Potrei proporre di inserirne uno per fase (quella che arriva prima alla soglia impostata scatta) ma non mi sembra una soluzione seria.

 

Qualcuno di voi ha esperienza in merito ?

 

Grazie

 

Alessandro

 

 

 

 

 

[Marco Fornaciari]

La tua è una situaziona anomala ed estremamente rara, quindi prima di tutto bisogna sentire il fornitore di energia trifase a 220 V e anadre da un progettista pratico del problema.

Quindi quello che trovi in rete lascialo perdere.

 

Il sovraccarico di un trasformatore, quando è possibile controllarlo, normalmente va ad interrompere il primario: nel tuo caso non serve questa protezione, devi limitare i carichi **

 

Però tu hai anche un altro problema da risolvere: a valle del trasformatore 230/400 metti anche un fotovoltaico.

Tra primario e secondario di un trasformatore c'è uno sfasamento, dipende dal tipo: nonofase o trifase, e nel caso del trifase dai suoi collegamenti (materia articolata).

Nelle tue condizioni il fotovoltaico rischia di rendere alla rete in controfase: non va bene; a meno che non sia disabilitata la cessione alla rete (situazione pericolosa dato che poi se passa un incopenete dell'impianto la abilita sono grane grosse, c'è pure del penale).

L'inverter si sincronizza in fase con il secondario del trasformatore, ma tra prinario e secondario c'è appunto lo sfasamento.

Il tutto a meno che l'inverter del fotovoltaico che andrai a installare possa gestire questo sfasamento: dubito.

 

Gira queste informazioni al progettista e senti cosa dice, se per lui va tutto bene: vai anche da un altro.

 

Il fornitore di energia elettrica non va messo a conoscenza, ti deve autorizzare, che è un cosa ben diversa.

 

 

**

Il fornitore non ti da tensione a triangolo: non ti è per nulla chiaro il concetto, lo ho già scritto qualche post fa.

Idem per la protezione del trasformatore.

La protezione da sovratemperatura è una cosa completamente diversa.

Prima che intervenga il limitatore del fornitore il trasformatore, se non dimensionato del 200%, fa in tempo a bruciare.

Se, ad esempio, fai un contratto per 15 kW, per tre ore ne puoi prelevare 19,5, cioè il 30% in più, in rete trovi i manuali dei contatori, che poi corrisponde alle norme di fornitura.

 

Secondo me fa i prima a farti dare due utenze monofasi da 6 kW e cambiare tipo di pompa di calore, e ti elimini una marea di problemi.