¿Por qué un SAI necesita un transformador de aislamiento?

¿Por qué necesitaríamos transformadores de aislamiento antes y/o después de un sistema UPS? ¿Qué estamos tratando de proteger, y de qué? He leído que tiene que ver con conexión a tierra y neutral, pero no entendí.

Este es un SAI de 100KVA. Las entradas son trifásicas, neutras y tierra, provenientes del panel de servicio que tiene el neutro conectado a tierra dentro del panel. La salida es trifásica, neutra y tierra, mientras que solo la fase 3 y la tierra están conectadas a la carga (ningún neutro está conectado a la carga). Cuando el hombre de la empresa UPS vio la instalación dijo que debemos usar un transformador de aislamiento antes que el UPS.

Aquí hay un esquema simple de esta configuración:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Necesita más detalles. ¿De qué tipo de UPS estás hablando, que necesitas ponerlo fuera del UPS?
@StephenCollings, lo siento por la pregunta estúpida, pero ¿qué quiere decir exactamente con "tipo de UPS" (qué información debo agregar)
Lo has agregado. Cuando la mayoría de las personas escuchan "UPS", piensan en la pequeña caja que mantiene su PC funcionando durante un apagón. ¡100KVA es algo completamente diferente!
Si está ejecutando 100 kVA, supongo que está ejecutando un motor y un variador de frecuencia. Si es así, podría considerar esta solución alternativa. bonitron.com/m3460.html
@StephenCollings no, es solo para un rectificador (200A a 300V)
Todavía podría funcionar. Depende de cuál sea su carga de CC aguas abajo del rectificador.
@StephenCollings es para un electrolizador (esta es una fábrica de productos químicos), y solo estoy buscando una explicación para el uso del transformador
¿Qué son los voltajes de entrada y qué salida? ¿Cómo se conecta el rectificador de entrada al neutro?
Además, me encantaría obtener el fabricante y los números de pieza de su UPS, rectificador y electrolizador...
@Marko el rectificador no tiene neutro y es 380VAC
"Las entradas son trifásicas, neutras y tierra, provenientes del panel de servicio que tiene el neutro conectado a tierra dentro del panel". ¿Qué es un panel en su terminología, es una pieza de UPS o es una caja de distribución, o el. ¿gabinete?
es un gabinete de distribución ( recibe las líneas principales de energía del transformador principal y las distribuye a la fábrica ) no es parte del UPS
Entonces, el gabinete del distribuidor principal tiene L1, L2, L3, PEN provenientes de la estación transformadora. Y el neutro se escinde de PEN y pasa a ser PE y N, que se distribuyen a lo largo de toda la fábrica. Excepto que su sistema UPS no tiene conexión N, como la mayoría de las otras máquinas.
@Marko intentaré dibujar un esquema

Respuestas (4)

La mayoría de las instalaciones de alta potencia requieren un transformador de aislamiento. Todos los manuales de variadores de frecuencia que he visto requieren lo mismo. Por lo tanto, no es un requisito específico de UPS.

En general, el transformador de aislamiento limita su corriente de falla disponible y evita que las perturbaciones eléctricas generadas por su carga se propaguen tan fácilmente a través de toda su instalación. Limitar la corriente de falla es particularmente importante, porque los fusibles y los interruptores solo están clasificados para una corriente máxima que pueden interrumpir. Y eso, a su vez, se incluye en el archivo UL del producto. (Supongo que este UPS está en la lista de UL). Por lo tanto, no es necesariamente que el UPS no funcione sin el transformador. Es más que si algo sale terriblemente mal, no pueden garantizar que no se incendie.

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

Si el transformador seleccionado tiene un secundario configurado en estrella, se puede obtener una tierra secundaria con la instalación del transformador de aislamiento. Este terreno está aislado de la entrada principal y proporciona un par de beneficios distintos:

  • La conexión a tierra evita la transferencia de ruido de modo común y transitorios, tanto desde la fuente primaria al variador de frecuencia del motor como desde el variador al sistema de potencia. Esto puede reducir las "corrientes de los cojinetes" que a menudo causan acanaladuras.

  • La introducción de un transformador de aislamiento del variador 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 a menudo se asocian con los variadores.

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

Otro beneficio opcional de los transformadores de aislamiento es el blindaje electrostático. Esto proporciona un escudo entre el devanado primario y secundario, que puede proporcionar una reducción de ruido de modo común en el rango de 40-60 dB.

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

No entiendo " Todos los manuales de variadores de frecuencia que he visto requieren lo mismo [un transformador de aislamiento]. " En todas las situaciones he visto que los VFD se ejecutan desde el suministro de fábrica y no tienen transformador.
@transistor Los manuales que he visto suelen dar una especificación para un transformador de aislamiento externo...
¿Qué tan grandes son esos VFD en cuestión, son algunos monstruos de> 1 MVA? Nunca he visto transformadores de aislamiento dedicados en VFD de <100 kVA, ya sean de Omron, ABB, Siemens, Vacon o Eaton. ¿Trabaja en algún lugar donde la calidad de la energía es muy alta o las cosas son diferentes fuera de Europa?

Si está convirtiendo los voltajes de la red de CA a 12 V CC para la batería, la forma más eficiente de hacerlo es a través de un transformador y obtiene el beneficio adicional de que el transformador le brinda aislamiento, por lo tanto, si toca una terminal de la batería (digamos durante el mantenimiento) no necesariamente te electrocutas.

El aumento de una onda sinusoidal de varios voltios pico a pico a voltajes de línea de CA también se realiza de manera bastante efectiva utilizando un transformador.

todo el trabajo se realiza en ups sin transformador, el transformador al que me refiero estaría fuera del UPS

¿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 una falla en el lado de la alimentación. En tal caso, dado que el UPS todavía tiene energía, debe darle a la carga la referencia neutral, por lo tanto, es necesario un transformador de aislamiento.

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

es un sistema TN

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

¿Y qué podría salir mal si no usamos el transformador de aislamiento?
@Chebhou Si usara una fase y tierra/neutro (como una carga monofásica), entonces el inversor no puede funcionar. La carga debe estar siempre conectada entre dos fases de salida del inversor, por lo tanto, tal UPS solo podría hacer funcionar un motor trifásico o un calentador trifásico, no una computadora.
el inversor tiene salida neutra pero no se utiliza en nuestro caso
@Chebhou Debería cargar algunos esquemas o imágenes sobre su UPS, pero supongo que la salida del inversor no puede tener una salida neutral.
Un transformador de aislamiento o un inversor es como una red eléctrica. Debe cuidar la unión neutral a tierra después de ese punto. Un transformador de aislamiento puede agregar una sensación cálida y difusa con respecto al punto neutro/tierra, pero no se requiere automáticamente en su caso según los detalles proporcionados hasta ahora.