¿Por qué un SAI necesita un transformador de aislamiento?

Question

¿Por qué necesitamos transformadores de aislamiento antes y/o después de un sistema SAI? ¿Qué estamos tratando de proteger, y de qué? He leído que tiene que ver con la toma de tierra y el neutro pero no lo he entendido.

Se trata de un SAI de 100KVA. Las entradas son trifásicas, neutro y tierra, procedentes del panel de servicio que tiene el neutro conectado a la tierra dentro del panel. La salida es de 3 fases, neutro y una toma de tierra, mientras que a la carga sólo se conectan las 3 fases y la toma de tierra (no hay neutro conectado a la carga). Cuando el hombre de la empresa de SAIs vio la instalación dijo que debemos utilizar un transformador de aislamiento antes del SAI.

Este es un esquema sencillo de esta configuración:

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Answer 1

La mayoría de las instalaciones de alta potencia requieren un transformador de aislamiento. Todos los manuales de los variadores de frecuencia que he visto exigen lo mismo. Así que no es un requisito específico del SAI.

En general, el transformador de aislamiento limita la corriente de fallo disponible y evita que las perturbaciones eléctricas generadas por la carga se propaguen tan fácilmente por toda la instalación. La limitación de la corriente de defecto es especialmente importante, ya que los fusibles y los disyuntores sólo tienen capacidad para una corriente máxima que pueden interrumpir. Y eso, a su vez, aparece en el archivo UL del producto. (Así que no es necesariamente que el SAI no funcione sin el transformador. Es más bien que si algo va terriblemente mal, no pueden garantizar que no se incendie.

Encontré este recurso que explica más sobre los transformadores de aislamiento de accionamiento, que es bastante coherente con lo anterior: http://www.eecoonline.com/drive-isolation-transformer/

Si el transformador seleccionado tiene un secundario configurado en estrella, se puede ganar una tierra secundaria con la instalación del transformador de aislamiento. Esta toma de tierra está aislada de la entrada primaria y proporciona un par de ventajas distintas:

• La puesta a tierra evita la transferencia de ruido en modo común y de transitorios, tanto de la fuente primaria al accionamiento del motor como del accionamiento al sistema eléctrico. Esto puede reducir las "corrientes de rodamiento" que a menudo causan estrías.

• La introducción de un transformador de aislamiento del accionamiento conectado a tierra localiza las corrientes de tierra inducidas de alta frecuencia y evita que se extiendan aguas arriba del transformador, lo que minimiza el "ruido" y los problemas relacionados que suelen asociarse a los accionamientos.

Considere la posibilidad de utilizar un transformador de aislamiento cuando la calidad de la energía y las corrientes de fallo sean la principal consideración.

Otra ventaja opcional de los transformadores de aislamiento es el apantallamiento electrostático. Esto proporciona un apantallamiento entre el devanado primario y el secundario, que puede proporcionar en el rango de 40-60 dB de reducción de ruido en modo común.

Es posible que lo que usted está hablando no sea un VFD, pero muchas de las mismas preocupaciones se aplican a un SAI o a cualquier otra fuente de alimentación conmutada.

Answer 2

Si estás convirtiendo los voltajes de la red eléctrica en 12V DC para la batería, la manera más eficiente de hacerlo es a través de un transformador y obtienes el beneficio adicional de que el transformador te aísla, por lo tanto, si tocas un terminal de la batería (digamos durante el mantenimiento) no necesariamente te electrocutas.

El escalonamiento de una onda sinusoidal de varios voltios pico a pico a tensiones de línea de CA también se realiza con bastante eficacia utilizando un transformador.

Answer 3

¿Cuál es el sistema de puesta a tierra que se está instalando? ¿TT/TN?

si es TT, entonces necesita el transformador de aislamiento ya que el neutro se abre durante un fallo en el lado de la alimentación. En ese caso, como el SAI sigue teniendo energía, es necesario dar a la carga la referencia del neutro, de ahí la necesidad de un transformador de aislamiento.

En un sistema TN, el neutro no se abre, por lo que no se necesita el transformador de aislamiento.

Answer 4

Esto se debe probablemente al hecho de que la tensión de salida está referenciada a la tierra en la conexión en estrella Y. En un convertidor de CA/CC a CC/CA, como el VFD, la tensión de salida del puente no tiene referencia al neutro.