Трансформатори відіграють вирішальну роль у системах розподілу електроенергії, підвищуючи або знижуючи напругу для задоволення потреб різних застосувань. Щоб забезпечити безпечну та надійну роботу трансформаторів, Національний електричний кодекс (NEC) встановлює конкретні вимоги до їх захисту, відключення, заземлення, вентиляції та маркування. У цій статті буде надано вичерпний огляд положень NEC, що стосуються захисту трансформаторів, включаючи захист від перевантаження по струму, засоби відключення, заземлення, вентиляцію та маркування на заводських табличках.

Захист трансформаторів від перевантаження по струму (NEC 450.3)

Первинний захист від перевантаження по струму

Первинний захист від перевантаження по струму необхідний для трансформаторів з первинною напругою 1,000 вольт або менше, якщо трансформатор не відповідає одному з винятків, перелічених у NEC 450.3(A). Первинний пристрій захисту від перевантаження по струму (OCPD) повинен бути розрахований або встановлений на значення не більше 125% від номінального первинного струму трансформатора. Для трансформаторів з кількома первинними обмотками кожна обмотка повинна мати свій власний OCPD.

Вторинний захист від перевантаження по струму

Захист від вторинного струму є обов'язковим для трансформаторів з вторинною напругою 1,000 вольт або менше, якщо трансформатор не відповідає одному з винятків, перелічених у NEC 450.3(B). Вторинний захист від перевантаження по струму (OCPD) повинен бути розрахований або встановлений на значення не більше 125% від номінального вторинного струму трансформатора. У випадках, коли номінальний вторинний струм менше 9 ампер, OCPD може бути розрахований або встановлений на значення не більше 167% від номінального вторинного струму трансформатора.

Винятки та особливі випадки

Стандарт NEC 450.3 передбачає кілька винятків щодо вимог щодо захисту від перевантаження по струму первинної та вторинної обмоток. Ці винятки застосовуються до певних конфігурацій трансформаторів, таких як автотрансформатори, а також до трансформаторів зі специфічними характеристиками, таких як трансформатори з високим імпедансом або ті, що використовуються в схемах керування двигуном. Важливо уважно переглянути NEC 450.3(A) та (B), щоб визначити, чи відповідає трансформатор будь-якому з винятків.

Засоби відключення трансформатора (NEC 450.14)

Розташування засобів відключення

Засіб відключення трансформатора повинен бути розташований або в зоні видимості трансформатора, або у віддаленому місці. Якщо засіб відключення розташований у віддаленому місці, він повинен мати можливість блокування відповідно до NEC 110.25.

Вимоги щодо доступності

Засоби відключення трансформатора повинні бути легкодоступними та не повинні розташовуватися вище 2.0 м (6.5 футів) над підлогою або робочою платформою, якщо тільки вони не відповідають одному з винятків, перелічених у NEC 450.14(A).

Постійне маркування

Засоби відключення трансформатора повинні бути постійно позначені, щоб вказати трансформатор, яким вони керують. Маркування має бути добре видимим і містити таку інформацію:

• Ідентифікація трансформатора (наприклад, «Трансформатор Т1»)
• Номінальні напруги та струми трансформатора
• Розташування трансформатора (якщо він не знаходиться в полі зору засобів відключення)

Заземлення трансформатора (NEC 450.10)

Заземлення корпусів трансформаторів

Корпуси трансформаторів повинні бути заземлені відповідно до NEC 250.4, який встановлює загальні вимоги до заземлення та з'єднання. Заземлювальний провідник повинен мати розмір відповідно до NEC 250.66 та повинен бути підключений до корпусу трансформатора за допомогою зазначеного заземлювального виводу або шини.

Заземлення вторинних кіл трансформатора

Вторинні кола трансформатора повинні бути заземлені відповідно до NEC 250.20 та 250.30. Спосіб заземлення залежить від вторинної напруги трансформатора та типу електричної системи (наприклад, окремо виведена система або неокремо виведена система). Загалом, заземлювальний провідник повинен мати розмір відповідно до NEC 250.66 та повинен бути підключений до вторинного кола за допомогою зазначеного заземлювального виводу або шини.

Вентиляція та охолодження трансформатора (NEC 450.9)

Вимоги до вентиляції трансформаторних сховищ

Трансформаторні сховища повинні бути обладнані вентиляційними отворами для відведення тепла, що генерується трансформаторами. Вентиляційні отвори повинні мати розміри відповідно до NEC 450.45 та бути розташовані таким чином, щоб забезпечувати перехресну вентиляцію сховища. У деяких випадках для підтримки прийнятного рівня температури в сховищі може знадобитися механічна вентиляція.

Вимоги до охолодження для трансформаторів, заповнених рідиною

Трансформатори, заповнені рідиною, повинні бути забезпечені належним охолодженням, щоб запобігти перегріву та забезпечити належну роботу. Спосіб охолодження залежить від розміру трансформатора та типу рідини, що використовується для ізоляції та охолодження (наприклад, мінеральна олія, силіконова рідина або менш займиста рідина). Трансформатори, заповнені рідиною, можуть охолоджуватися природною конвекцією, примусовим повітряним охолодженням або рідинно-рідинними теплообмінниками. Система охолодження повинна бути спроектована відповідно до рекомендацій виробника трансформатора та повинна бути здатною підтримувати температуру рідини в допустимих межах.

Маркування на заводських табличках трансформатора (NEC 450.11)

Необхідна інформація на заводській табличці

Паспортні таблички трансформатора повинні містити таку інформацію:

• Назва виробника трансформатора
• Номінальна потужність трансформатора в кіловольт-амперах (кВА)
• частота
• Первинна та вторинна напруга
• Імпеданс (якщо 25 кВА або більше)
• Необхідні зазори для вентиляції
• Кількість та вид ізоляційної рідини (для трансформаторів, заповнених рідиною)
• Номінальна напруга високовольтної обмотки BIL (для трансформаторів з високовольтними обмотками понад 1,000 вольт)

Довговічність табличок з іменами

Паспортні таблички трансформаторів повинні бути виготовлені з міцних матеріалів, які можуть витримувати умови середовища, в якому встановлений трансформатор. Паспортна табличка повинна бути надійно закріплена на трансформаторі та має бути читабельною протягом усього терміну служби трансформатора.