Strøm av Transformer: Primær vs Sekundær + Formler

transformatorstrøm: en praktisk veiledning (med formler og virkelige-verdenseksempler)

Hvis du noen gang har måttet dimensjonere en kabel, stille inn et beskyttelsesrelé eller finne ut hvorfor en bryter fortsetter å utløse, vet du allerede at det er en stor sak å få kontroll på strømmen til transformatoren.

Enkelt sagt er transformatorstrømmen strømmen av elektrisitet som beveger seg gjennom viklingene. Men det er ikke alltid en jevn ting. Avhengig av hva som skjer, kan du ha å gjøre mednormal belastningsstrøm, et dryss av tom-laststrøm, eller den plutselige,-snuende støt av innløpsstrøm når du først setter strøm på tingen.

La oss få en ting rett ut:en transformator lager ikke strøm.Det er bare en mellommann, som overfører kraft mellom kretser ved hjelp avelektromagnetisk induksjon. Hvor mye strøm som faktisk flyter avhenger av noen få bevegelige deler: spenningen, transformatorens kapasitet (kVA), belastningen du har hengende fra den, effektfaktoren og til og med transformatorens egen effektivitet.

Hvis du er ingeniør, elektriker eller vedlikeholdstekniker, er dette viktig. Hvorfor? Fordi du trenger det for å dimensjonere transformatorer, velge de riktige kablene, utforme beskyttelsesordninger og-la oss være ærlige-feilsøking når ting går sidelengs.

I denne guiden skal vi gå gjennomprimær- og sekundærstrøm, strømforholdet, ingen-laststrøm, merkestrøm og den irriterende innkoblingsstrømmen. Og ja, vi skal kaste inn noen praktiske regneeksempler så det faktisk gir mening.

Hver transformator har to hovedviklinger:den primære (koblet til strømkilden din) og den sekundære (koblet til lasten din).

Primærstrøm (Ip)er strømmen som trekkes fra forsyningen.

Sekundærstrøm (Is)er strømmen som leveres til lasten.

Her er tommelfingerregelen: jo større transformator (høyere kVA), jo mer strøm kan den sende ut. Mindre transformatorer? De er laget for lettere bruk.

For en ideell transformator (teoretisk, ingen tap), er inngangseffekt lik utgangseffekt:

Hvor:

V_p​= Primærspenning

V_s= Sekundær spenning

I_p​=Primærstrøm

I_s​=Sekundærstrøm

Dette er grunnen til at atrinn-ned transformatorsynker spenningen, men skru opp strømmen. Strømmen forblir omtrent den samme, men spenningen-strømavveiningen-er reell.

Forholdet mellom primær- og sekundærstrøm kommer ned til omdreiningsforholdet. Siden spenningen avhenger av antall omdreininger i hver vikling:

Og fordi makt er bevart (igjen, i en ideell verden):

Som også betyr:

På vanlig engelsk: strømmen beveger seg i motsatt retning av spenningen. Hvis du trapper spenningen ned fra 11 kV til 400 V, bør du tro at sekundærstrømmen vil være betydelig høyere enn primærstrømmen.

Eksempel: Beregning av primærstrøm

La oss si at vi har en transformator med:

Primærspenning: 10 000 V

Sekundærspenning: 400 V

Sekundærstrøm: 500 A

Den primære strømmen vil være:

Så du presser på500 A på lav-siden, men bare trekker rundt20 A fra høy-siden. I en virkelig-transformator endrer disse tallene seg litt på grunn av kjernetap, kobbertap og lekkasjefluks-så inngangseffekten er alltid litt høyere enn utgangseffekten.

En vanlig misforståelse: "Hvis det ikke er noen belastning, gjør ikke transformatoren noe."

Feil. Den trekker fortsatt en liten mengde strøm. Dette kallesingen-laststrøm(eller spennende/magnetiserende strøm). Selv med sekundæren åpen, trenger primæren litt juice for å opprettholde den magnetiske fluksen i kjernen. En del av den strømmen skaper magnetfeltet, og resten dekker kjernetap fra hysterese og virvelstrømmer.

Denne ingen-laststrømmen er vanligvis en liten brøkdel av merkestrømmen. På større, bedre-utformede transformatorer er den enda lavere takket være forbedrede magnetiske materialer og konstruksjon.

Når du kobler en last til sekundærsiden, øker sekundærstrømmen basert på lastens effektbehov.

Ta en industrimotor, for eksempel. Strømmen den trekker avhenger av denseffekt, spenning og effektfaktor. Du kan estimere laststrømmen ved å bruke:

Hvor:

P=Lastekraft

V=Spenning

PF=Effektfaktor

Når den sekundære belastningen øker, trekker primærsiden automatisk mer strøm for å matche. Dette kalles oftereflektert strøm, fordi det sekundære belastningsbehovet "reflekteres" tilbake til det primære gjennom elektromagnetisk induksjon.

Demerkestrømermaksimal kontinuerlig strømen transformator kan trygt bære på nominell spenning og kVA-kapasitet. Du finner vanligvis dette pånavneskilteller beregne det fra vurderingen.

Å kjenne tilfulllaststrømer kritisk når du velger strømbrytere, kabler, samleskinner eller beskyttelsesenheter. Kjør en transformator over nominell strøm for lenge, og du vil få overdreven oppvarming, raskere isolasjonsaldring og kortere levetid.

Dette er en av de vanligste oppgavene du vil løpe inn i å-konvertere kVA til ampere. Her er hvordan det gjøres.

Enfasetransformator-

Eksempel 1: 5 kVA enfasetransformator-
Ved 230 V:

Så den sekundære fulllaststrømmen-er omtrent 21,7 A.

Trefasetransformator.-

Der VLLVLL​ er linje-til-linjespenningen.

Eksempel 2: 50 kVA trefasetransformator-
Ved 400 V:

Så, full{0}}laststrømmen er omtrent 72,2 A.

Eksempel 3: Beregn primærstrøm fra sekundærstrøm

Gitt:

Primærspenning: 11 kV

Sekundærspenning: 415 V

Sekundærstrøm: 1000 A

Bruke gjeldende forhold:

Primærstrøm kommer ut til omtrent 37,7 A.

Innkoblingsstrømer den plutselige, midlertidige bølgen du får når du først slår på en transformator. Det varer ikke lenge, men det kan være flere ganger høyere enn merkestrømmen-og det kan ødelegge beskyttelsessystemer.

Hvorfor skjer det? Når spenningen påføres første gang, kan den magnetiske fluksen i kjernen overskride normale nivåer, spesielt hvis det er rester av magnetisme fra forrige gang den kjørte.

For å unngå denne hodepinen følger ingeniører nøye med på valg av bryter,-tidskurver, kontrollerte bytteteknikker ogbeskyttelsesreléinnstillinger.

De er begge magnetiske i naturen, men de er ikke det samme:

Trekker en transformator strøm uten belastning?
Jepp. Det er strømmen uten-belastning vi snakket om-den trenger den for å opprettholde fluks og dekke kjernetap.

Hvordan beregner du primær- og sekundærstrøm?
Bruk kVA- og spenningsformlene ovenfor. Og husk forholdet:

Hvorfor er primærstrømmen lav når sekundæren er åpen?
Fordi det er ingen last som krever kraft. Primæren leverer kun de små magnetiseringsstrømmen og kjernetapene.

Kan en transformator trekke mer enn nominell strøm?
Ja, men vanligvis bare kort. Midlertidig overbelastning kan være greit avhengig av design, men kontinuerlig overbelastning er en rask vei til isolasjonssvikt og forkortet levetid.

Primær- og sekundærstrømmer beveger seg i motsatte retninger i forhold til spenning.

Strømforholdet følger omdreiningsforholdet.

Selv uten belastning trekker en transformator noe strøm.

Du kan beregne merkestrøm fra kVA og spenning.

De store formlene å huske:

Enkelt-fase:

Tre-fase:

Innkoblingsstrøm er midlertidig, men det må tas hensyn til i beskyttelsesdesign.

Å få en solid følelse av strømmen til transformatoren er ikke bare akademisk-det hjelper deg å velge riktig utstyr, holde systemene pålitelige og oppdage problemer før de blir til dyre feil.

Ta kontakt nå