Струја трансформатора: примарни вс секундарни + формуле

струја трансформатора: Практични водич (са формулама и стварним{0}}светским примерима)

Ако сте икада морали да димензионирате кабл, поставите заштитни релеј или схватите зашто се прекидач стално окида, већ знате да је управљање струјом трансформатора велика ствар.

Једноставно речено, струја трансформатора је ток електричне енергије који се креће кроз намотаје. Али то није увек стабилна ствар. У зависности од тога шта се дешава, могли бисте да имате посланормална струја оптерећења, цурење струје без-оптерећења или онај изненадни, интуитивни-нагли налет ударне струје када први пут активирате ствар.

Хајде да одмах схватимо једну ствар:трансформатор не ствара струју.То је само посредник, који преноси снагу између кола користећиелектромагнетна индукција. Колико струје заправо тече зависи од неколико покретних делова: напона, капацитета трансформатора (кВА), оптерећења које виси са њега, фактора снаге, па чак и ефикасности самог трансформатора.

Ако сте инжењер, електричар или техничар за одржавање, ове ствари су важне. Зашто? Зато што вам је потребан за димензионисање трансформатора, одабир правих каблова, дизајнирање заштитних шема и-будимо искрени-решавање проблема када ствари крену наопако.

У овом водичу ћемо проћи кроз његапримарна и секундарна струја, однос струја, струја без{0}}оптерећења, називна струја и та досадна ударна струја. И да, бацићемо неке практичне примере прорачуна тако да заиста има смисла.

Сваки трансформатор има два главна намотаја:примарни (повезан са вашим извором напајања) и секундарни (повезан са вашим оптерећењем).

Примарна струја (Ип)је струја извучена из напајања.

Секундарна струја (Ис)је струја која се испоручује на оптерећење.

Ево основног правила: што је већи трансформатор (већи кВА), то више струје може да избаци. Мањи трансформатори? Направљени су за лакшу дужност.

За идеалан трансформатор (теоретски, без губитака), улазна снага је једнака излазној снази:

где:

V_p​= Примарни напон

V_s= Секундарни напон

I_p​=Примарна струја

I_s​=Секундарна струја

Због тога је Атрансформатор за смањење{0}пада напон, али повећава струју. Снага остаје приближно иста, али напон{1}}тренутна размена-је стварна.

Однос између примарне и секундарне струје своди се на однос навоја. Пошто напон зависи од броја завоја у сваком намотају:

И зато што је снага очувана (опет, у идеалном свету):

што такође значи:

На обичном енглеском: струја се креће у супротном смеру од напона. Ако смањите напон са 11 кВ на 400 В, боље је да верујете да ће секундарна струја бити знатно већа од примарне струје.

Пример: Израчунавање примарне струје

Рецимо да имамо трансформатор са:

Примарни напон: 10.000 В

Секундарни напон: 400 В

Секундарна струја: 500 А

Примарна струја би била:

Дакле, гураш500 А на нисконапонској-страни, али само вуче около20 А са стране високог{1}}напона. У стварном-светском трансформатору, ови бројеви се мало померају због губитака у језгру, губитака бакра и флукса цурења-тако да је улазна снага увек нешто већа од излазне.

Уобичајена заблуда: "Ако нема оптерећења, трансформатор не ради ништа."

Погрешно. Још увек повлачи малу количину струје. Ово се зовеструја без{0}}оптерећења(или узбудљива/магнетизирајућа струја). Чак и када је секундар отворен, примарном је потребно мало сока да би се одржао магнетни флукс у језгру. Део те струје ствара магнетно поље, а остатак покрива губитке у језгру од хистерезе и вртложних струја.

Ова{0}}струја без оптерећења је обично мали део називне струје. На већим, боље{2}}дизајнираним трансформаторима, чак је нижи захваљујући побољшаним магнетним материјалима и конструкцији.

Када повежете оптерећење на секундарну страну, секундарна струја се повећава на основу потражње за снагом тог оптерећења.

Узмите, на пример, индустријски мотор. Струја коју црпи зависи од њеногназивна снага, напон и фактор снаге. Можете проценити струју оптерећења користећи:

где:

П=Учитавање снаге

В=Напон

ПФ=Фактор снаге

Како се секундарно оптерећење повећава, примарна страна аутоматски црпи више струје да би се ускладила. Ово се често називарефлектована струја, јер се захтев за секундарним оптерећењем "рефлектује" назад на примарни путем електромагнетне индукције.

Тхеназивна струјајемаксимална стална струјатрансформатор може безбедно да носи на свом називном напону и кВА капацитету. Обично ћете ово пронаћи нанатписна плочицаили израчунајте из рејтинга.

Познавајућиструја пуног оптерећењаје критична када бирате прекидаче, каблове, сабирнице или заштитне уређаје. Покрените трансформатор изнад његове називне струје предуго и добићете прекомерно загревање, брже старење изолације и краћи животни век.

Ово је један од најчешћих задатака на које ћете наићи-при претварању кВА у ампере. Ево како се то ради.

Једнофазни{0}}трансформатор

Пример 1: 5 кВА једнофазни{2}} трансформатор
На 230 В:

Дакле, секундарна струја пуног{0}}оптерећења је око 21,7 А.

Трофазни{0}}трансформатор

Где је ВЛЛВЛЛ​ линијски-на-напон.

Пример 2: 50 кВА трофазни{2}}трансформатор
На 400 В:

Дакле, струја пуног{0}}оптерећења је отприлике 72,2 А.

Пример 3: Израчунајте примарну струју из секундарне струје

Дато:

Примарни напон: 11 кВ

Секундарни напон: 415 В

Секундарна струја: 1000 А

Користећи тренутни однос:

Примарна струја излази на око 37,7 А.

Инрусх цуррентда ли је тај изненадни, привремени скок који добијете када први пут укључите трансформатор. Не траје дуго, али може бити неколико пута већа од називне струје-и може да изазове хаос у заштитним системима.

Зашто се то дешава? Када се напон први пут примени, магнетни флукс у језгру може премашити нормалне нивое, посебно ако постоји преостали магнетизам од последњег рада.

Да би избегли ове главобоље, инжењери обраћају велику пажњу на избор прекидача, временске{0}}криве струје, контролисане технике пребацивања изаштитни релејподешавања.

Оба су магнетна по природи, али нису иста ствар:

Да ли трансформатор црпи струју без оптерећења?
Да. То је -струја без оптерећења о којој смо причали-потребна је за одржавање протока и покривање губитака у језгру.

Како израчунати примарну и секундарну струју?
Користите горње формуле кВА и напона. И запамтите однос:

Зашто је примарна струја мала када је секундар отворен?
Зато што не постоји оптерећење које захтева снагу. Примарна испоручује само малу струју магнетизирања и губитке у језгру.

Може ли трансформатор повући више од називне струје?
Да, али обично само накратко. Привремена преоптерећења могу бити у реду у зависности од дизајна, али континуирано преоптерећење је брз пут до квара изолације и скраћеног века трајања.

Примарна и секундарна струја се крећу у супротним смеровима у односу на напон.

Тренутни однос прати однос обртаја.

Чак и без оптерећења, трансформатор повлачи неку струју.

Можете израчунати називну струју из кВА и напона.

Велике формуле које треба запамтити:

Једнофазни{0}}:

Три{0}}фазе:

Улетна струја је привремена, али се мора узети у обзир у дизајну заштите.

Стицање солидног осећаја за струју трансформатора није само академско-већ вам помаже да изаберете праву опрему, одржите системе поузданим и уочите проблеме пре него што се претворе у скупе кварове.

Контактирајте сада