Расчет мощности трансформатора цепей управления

[service]

Добрый день!
Как правильно рассчитать мощность трансформатора 380/220 для цепей управления? Есть такая формула Sн>cosφр*∑ Spi+cosφв∑Sbi, где Spi – номинальная мощность работающих аппаратов, Sbi – пусковая мощность включаемых аппаратов, сosφр – (0.2÷0.4) – работающих аппаратов, cosφв- (0.6÷0.8) – включаемых аппаратов, n – число работающих электрических аппаратов, m – число включаемых аппаратов. В каталоге по трансформаторам Eaton написано : "Мощность трансформатора определяется сложением всех мощностей нагрузок, подключаемых одновременно, а также прибавлением пусковой мощности наибольшей нагрузки, и умножением результата на коэффициент 0,8. Если мощности всех нагрузок одинаковы, сумма пусковых мощностей нагрузок, подключаемых одновременно, складывается с мощностями в рабочем режиме, а результат умножается на 0,8". Результаты приблизительно похожи. Этими формулами можно пользоваться или есть другие? Интересуют также рекомендации из практики

[Jackson]

Как много букв-то....

Ну ведь написано Вами же:

Мощность трансформатора определяется сложением всех мощностей нагрузок, подключаемых одновременно, а также прибавлением пусковой мощности наибольшей нагрузки, и умножением результата на коэффициент 0,8

Какое слово в этой фразе вызывает затруднения?

[service]

Добрый день! Какими документами регламентируется применение трансформатора цепей управления? В одних ШУ есть трансформатор 380/220, в других - цепи питаются от одной из фаз, через автомат и общий ноль

[kirillio]

Какими документами регламентируется применение трансформатора цепей управления?

Например, требованиями ЭМС. п.8.3, и требованиями безопасности п.11, ГОСТ IEC 61131-2-2012 Контроллеры программируемые. Часть 2. Требования к оборудованию и испытания.

[Jackson]

ГОСТ IEC 61131-2-2012 Контроллеры программируемые.

Применяется только к изделиям, в составе которых есть ПЛК. Если в составе изделия нет ПЛК, то наличие трансформатора должно быть указано в ТЗ в явном виде.

И ещё здравым смыслом. Если Вы заказчик, то можете в явном виде указать в ТЗ требование поставить ТН. Если Вы исполнитель и ТН вроде можно не ставить, то можно всё-таки поставить, известив об этом заказчика. Это важно, потому что ТН поворачивает фазу напряжения на 180 градусов. Соответственно если измерения уходят в контроллер, то надо ещё понимать для каких нужд, что мерить будем. Для некоторых случаев это критично. Плюс, принимающее измерения оборудование должно уметь учитывать наличие ТН (как минимум коэффициент трансформации надо задать правильный).

Если цепи измерения идут, например, на дверь к приборам, то ТН можно не ставить, но лично я ставлю. Во-1-х, на дверь тащить провода с 400, 660, 800 вольтами - небезопасно (хотя и не запрещено). Во-2-х, отсутствие ТН означает прямую гальваническую связь с шинами. Ток КЗ будет приличный, аппараты защиты должны быть соответствующие, большой ток КЗ - это опять же небезопасно.

Но это не нормативы, а просто здравы смысл, его к делу не пришьёшь.

Это мы всё про низкое напряжение говорим. На среднем и на высоком ТН стоят всегда.

[kirillio]

Jackson, Вы п.8.3 и рисунок 11 прочли?

Отправлено спустя 4 минуты 27 секунд:
PS Даже если в ситуации автора содержится дискретная логика, без всяких ПЛК, классификация зон (по ГОСТ 30804.6.2-2013 он же IEC 61000-6-2) в приведённом документе актуальна, т.к. там общая схема представлена.

[service]

А если устанавливать автоматы цепей управления 220 с откл. способностью, например, 25кА? И по ПЛК вопрос. Допустим, трансформатора нет. ПЛК питается от ИП 220/24, автомат на стороне 220 и автомат на стороне 24. Применение автоматов с откл. способностью 25кА изменит ситуацию?

[Jackson]

PS Даже если в ситуации автора содержится дискретная логика, без всяких ПЛК, классификация зон

А мы не знаем о чём речь. Может это силовое РУ и всё. Может нет никаких ПЛК (с чего Вы взяли что они там есть). И даже релейной логики может не быть никакой совсем, просто вольтметр с лампочкой. Так и 660 вольт напрямую подают и это ничему не противоречит. Опасно, плохо (я выше написал почему), но не противоречит.

Зачем искать ответ на вопрос, который не задан?

Пусть автор сначала уточнит, тогда и будет конкретика. А пока информации уйма дано - пусть сам думает. Или уточняет. Не надо фантазировать о том, что нужно просто уточнить и узнать наверняка.

Отправлено спустя 5 минут 34 секунды:

А если устанавливать автоматы цепей управления 220 с откл. способностью, например, 25кА? И по ПЛК вопрос. Допустим, трансформатора нет. ПЛК питается от ИП 220/24, автомат на стороне 220 и автомат на стороне 24. Применение автоматов с откл. способностью 25кА изменит ситуацию?

А почему Вы решили что 25кА достаточно? Это надо делать расчёт ТКЗ и оценивать. Поэтому чтобы не думать об этом, проще плавкие вставки применить, они есть на 100 кА. И это не решит проблем с безопасностью, о которых я писал выше (но которые не нормируются). И не забывайте что кроме аппаратов защиты ток КЗ воздействует и на провода в пучке, это тоже оценивать надо - называется "динамическая стойкость к токам КЗ". Не зря в ряде отраслевых стандартов такие цепи есть требование класть только одножильным кабелем (а не проводом) сечением не меньше 2,5 квадрата. Неспроста. Поэтому применить трансформатор, там где он в принципе и не нужен, бывает банально проще чем обо всём этом думать. Но надо оценивать, зачем он. Про измерения я выше написал.
Например, при некоторых редких авариях привод автоматических выключателей, если он запитан без трансформатора от шин, просто разрывает на куски током КЗ (аппарат защиты отключается не мгновенно), и это пожар. Весь ток КЗ устремляется в эту точку, а он может быть огромный. Трансформатор сильно ограничивает ток КЗ и предотвращает эту и подобные аварии.

[kirillio]

А если устанавливать автоматы цепей управления 220 с откл. способностью, например, 25кА?

По описанию пока непонятна сама "ситуация", что и от чего Вам защищать нужно - максимально токовая, тепловая защита или от наведённых помех в контурах управления? Набросайте пожалуйста общую схему.

Отправлено спустя 39 секунд:

А мы не знаем о чём речь.

Согласен.

Отправлено спустя 4 минуты 7 секунд:

[+]

Jackson, вот тут было бы уместно направить человека в библиотеку ;), читать ГОСТ Р 50030.2-2010 Часть 2. Автоматические выключатели, Термины и определения

[Jackson]

По описанию пока непонятна сама "ситуация"

Вот именно.

что и от чего Вам защищать нужно

Вопрос о другом был, не надо сваливаться. Вопрос был "ставить ТН или нет". А защищать его и цепи за ним положено по всем нормам и тут вопросов нет, и предельно ясно от чего.

Не надо отвечать на вопрос, который не задавали. Иначе словоблудие получится.

[Михайло]

Добрый день! Какими документами регламентируется применение трансформатора цепей управления? В одних ШУ есть трансформатор 380/220, в других - цепи питаются от одной из фаз, через автомат и общий ноль

ГОСТ Р МЭК 60204-1-2007, п. 9.1.1

Когда используется питание от сети переменного тока, обязательным является использование трансформаторов для питания цепей управления. <...>
Если машины оснащены только одним пусковым устройством двигателя и/или максимум двумя приборами управления (например, устройство блокировки, станция управления "Старт-Стоп"), использование трансформаторов может быть необязательным.

Отправлено спустя 1 минуту 43 секунды:
Где-то чисто в российских нормах мне попадался критерий сложности релейно-контакторной схемы: более пяти реле-контактора, значит трансформатор надо ставить.

[Ryzhij]

В машиностроительных нормах есть требование применения трансформатора при наличии выносных пультов и шкафов (не на станине машины). Этим достигается электро- и пожаро-безопасность, ограничиваются ожидаемые токи КЗ, исключается такое явление как "бегущая по кабелю дуга".

в других - цепи питаются от одной из фаз, через автомат и общий ноль

Хотел бы я взглянуть на автомат, с коммутационной способностью, позволяющей отключать высокие токи КЗ.

[Универсал]

На этом месте стоял автомат с недостаточной отключающей способностью. Только что коллега фото прислал. Щит котла ПТВМ.

IMG-20230120-WA0000.jpg

[kirillio]

На этом месте...

...могли быть ваши руки.

Иллюстрация на тему: "Когда заказчик сказал "дорага!" и попросил сделать подешевле..." ? :)

[service]

Шкаф о котором идет речь - ШУ сублимационной камерой. Установленная мощность - от 8 до 14кВт (в зависимости от модели). Внутри - вводной автомат, АЗД двигателей, автомат питания цепей 220В, автомат питания цепей электромагнитных клапанов, автомат ИП 220/24VDC, автомат цепей 24VDC. Есть СПК Овен и модули AI,DI,DO, питание которых от автомата цепей 24VDC+клеммы с предохранителями. Трансформатора нет. Возник спор с директором, говорю - ТН надо, он - не выдумывай, и так ШУ большой, у конкурентов ТН не видел. Вот и пытаюсь разобраться. ШУ подключаются у заказчиков к вводному автомату в щитке

[kirillio]

Есть СПК Овен и модули AI,DI,DO

Привет Вашему начальнику передавайте! -

ГОСТ Р МЭК 60204-1-2007, п. 9.1.1

Вы п.8.3 и рисунок 11 прочли?

чёрным, по-русски, как раз для Вашего случая.

Возник спор с директором, говорю - ТН надо, он - не выдумывай, и так ШУ большой, у конкурентов ТН не видел

"...а если они в огонь прыгать начнут, ты тоже прыгнешь?" :)

[Михайло]

автомат питания цепей 220В, автомат питания цепей электромагнитных клапанов

Что представляют собой "цепи 220 В"? Цепи управления? На электромагнитные клапаны я бы поставил.

А вот на "ИП 220/24" смысла ставить нет необходимости, но я видел такие решения. Выношу на обсуждение и осуждение.

[Ryzhij]

ШУ подключаются у заказчиков к вводному автомату в щитке

Точку подключения Вам Заказчик выдал.
А её характеристики не сообщил?
Сопротивление петли фаза-ноль, например, или ожидаемый ток КЗ, нет? Кто и как, простите за бестактность, проводил предпроектное обследование, и на основании чего формировались требования к аппаратам защиты?
Видите, вопросов много. И от ответов на эти вопросы зависит принятие решения по схеме питания цепей управления. Мы инженеры, а не астрологи. У нас другая методика проектирования.

[kirillio]

service, позвольте поинтересоваться (вопрос без шуток, на полном серьёзе), а не висит ли в кабинете у Вашего шефа иконы какой-либо?

[Jackson]

Где-то чисто в российских нормах мне попадался критерий сложности релейно-контакторной схемы: более пяти реле-контактора, значит трансформатор надо ставить.

Было бы любопытно посмотреть, потому что я сам делал изделия с десятками, а был разок и с сотней реле/контакторов, и развязок таких не было. Очень специальный заказ, но если бы что-то было сделано не по нормам - меня бы съели тогда ОТКшники с метрологами, там они были такие что не забалуешь у них.

Отправлено спустя 4 минуты 32 секунды:

Хотел бы я взглянуть на автомат, с коммутационной способностью, позволяющей отключать высокие токи КЗ.

Так а надо считать всё. Высокие токи - это сколько? Мы ж понимаем, что от шин делается отвод кабелем или проводом с сечением 2,5 квадрата например, на этом куске провода уже ток уменьшается (но я это никогда не учитывал и считал по максимуму). Если не ошибаюсь, автоматы GV2 от шнайдера и ещё (забыл тип) аналогичные от АББ при номиналах до 6 ампер держат 100кА многократное значение спокойно. Модульные до 30кА бывают точно. Плавкие ставки - 100 кА легко (не всякие).

Надо в цифрах рассуждать. А то "много" - это сколько? Раз, два, много?

Отправлено спустя 1 минуту 14 секунд:

На этом месте...

...могли быть ваши руки.

Иллюстрация на тему: "Когда заказчик сказал "дорага!" и попросил сделать подешевле..." ? :)

Не-а! Не подешевле. Вы опросите людей, спросите, кто из них всерьёз задумывается о выборе аппарата по коммутационной способности? В лучшем случае - на глазок, в худшем - просто самый дешёвый. То есть например на отвод от сборных шин с ударным 50-60кА поставить модульный автомат на 3,5кА - это реальность, вижу это повсеместно. Задаёшь им вопрос: а отключающую способность учитывали? А в ответ: а зачем? А что это такое? (в лучшем случае, опять же).

Половина людей даже не знают, что такое коммутационная способность, отключающая, включающая, а то что отключающая бывает ещё и предельная и сервисная - это уже вообще музейная редкость. Внутри одной конторы ещё может быть все соблюдают тех.дисциплину, если повезёт. А в мир выходишь и... хочется уйти обратно.

[kirillio]

Половина людей даже не знают, что такое коммутационная способность, отключающая, включающая, а то что отключающая бывает ещё и...

"Шура! Запускайте Берлагу!!" - библиотека по людям плачет :)

[Jackson]

Для спора:

Шкаф о котором идет речь - ШУ сублимационной камерой. Установленная мощность - от 8 до 14кВт (в зависимости от модели)

Отключаемый ток КЗ никак не зависит от мощности и наполнения потребителей в шкафе. Он зависит от того, к чему этот шкаф подключается и от того, как подключается. И в лампочку может прилететь 50кА - и кстати случаи были: лампа контроля наличия напряжения прямо с шин, кто-то случайно замкнул лампу накоротко (потому что, #$%^!, лампы СКЛ под пайку с голыми лепестками!) - лампу разорвало на куски, обломки ака пули посекли всё вокруг.

Внутри - вводной автомат, АЗД двигателей, автомат питания цепей 220В, автомат питания цепей электромагнитных клапанов, автомат ИП 220/24VDC, автомат цепей 24VDC. Есть СПК Овен и модули AI,DI,DO

Дальше можно не продолжать. Я б поставил и всё. Сколько стОит трансформатор? Он не только токи КЗ уменьшит, но и THD. И потом, если не ставить трансформатор, то надо ставить все аппараты защиты на соответствующие токи КЗ, а их ещё посчитать надо. Вы считать будете день-два. Так вот директор пусть сравнит, сколько стоят те автоматы и два дня Вашего времени, в сравнении с трансформатором. И стоимость своего времени, пока он сравнивал, тоже добавит.

А если на конкурентов ориентироваться - так надо просто увольняться и идти работать к конкурентам, вот и все. Какой смысл свою фирму держать, если косячить делать также как все?

Ну совсем как-то нелогично всё.

[Ryzhij]

Я б поставил и всё. Сколько стОит трансформатор? Он не только токи КЗ уменьшит, но и THD. И потом, если не ставить трансформатор, то надо ставить все аппараты защиты на соответствующие токи КЗ, а их ещё посчитать надо. Вы считать будете день-два. Так вот директор пусть сравнит, сколько стоят те автоматы и два дня Вашего времени, в сравнении с трансформатором. И стоимость своего времени, пока он сравнивал, тоже добавит.

Совершенно логичный подход при единичном и мелкосерийном производстве.
Даже для серийного подойдёт, может быть, хотя я бы уже начал считать.
А вот для крупносерийного однозначно надо всё считать.
Массовое производство не берём, такого в нашей отрасли нет и вряд ли будет)))

[Михайло]

Было бы любопытно посмотреть, потому что я сам делал изделия с десятками, а был разок и с сотней реле/контакторов, и развязок таких не было. Очень специальный заказ, но если бы что-то было сделано не по нормам - меня бы съели тогда ОТКшники с метрологами, там они были такие что не забалуешь у них.

Требование наличия трансформатора (=ограничения мощности КЗ) выдвигается для шкафов, на которые предполагается смотреть во время пусконаладки, обслуживания и ремонта. То есть это шкафы с достаточно сложной логикой работы.
Для сравнения: в квартире розетки, выключатели не требуют никакого трансформатора, потому что логики особо нет, это цепи силовые, а не цепи управления.
К сожалению, в отраслевых нормах ПОТ по конвейерам и по холодной обработке металлов я не нашел этого требования.
Где-то в подобных нормах надо искать.

[Ryzhij]

То есть это шкафы с достаточно сложной логикой работы.

Вынесенный от контроллера консольный пульт управления конвейерной печью с десятком кнопок, пятью переключателями и шестью сигнальными лампами, это для Вас сложная логика? ))
Между тем, такое решение уже требует использование трансформатора для питания цепей управления.

Отправлено спустя 1 минуту 24 секунды:

Отключаемый ток КЗ никак не зависит от мощности и наполнения потребителей в шкафе. Он зависит от того, к чему этот шкаф подключается и от того, как подключается.