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Transformator: Nennstrom und Kurzschlussstrom

Welche Ströme und welchen Kurzschlussstrom gibt der Transformator in der Station?

Antwort: Das Typenschild eines Verteilungstransformators gibt die Leistung in kVA und die Kurzschlussspannung uk in Prozent an. Daraus kannst du den Nennstrom auf beiden Seiten und den größten Kurzschlussstrom berechnen, den der Transformator auf der Niederspannungsschiene liefern kann. Dies ist die Grundlage für die Wahl von Sicherungen, Schaltern und Schaltschränken in der Station.

Formel

Mærkestrøm I_n = S / (√3 · U)

Kortslutningsstrøm ved klemmerne: I_k = I_n / (uk / 100), når nettet foran regnes som stift

Kortslutningseffekt S_k = S / (uk / 100)

Impedans set fra lavspændingssiden: Z_T = uk / 100 · U² / S

Symbole und Einheiten in der Formel
SymbolBedeutungEinheit
s_kvaTransformator-NennleistungkVA
ukKurzschlussspannung uk (Typenschild)%
u_lvNiedrigspannung (Linie-Linie)V
u_hvHochspannung (Leiter-Leiter)V
=Kurzschlussstrom auf der Niederspannungsschiene (starres Netz)A
=Nennstrom auf der NiederspannungsseiteA
=Nennstrom auf der HochspannungsseiteA
=Kurzschlussleistung durch den TransformatorMVA
=Transformator-Impedanz von der Niederspannungsseite gesehenmΩ

Gültigkeit und Quelle

Quelle
IEC 60076-1 und -5 (Kurzschlussspannung uk) · Fachanlagen: Transformatorenstationen und Kurzschlussleistung

Gilt nicht, wenn

  • Das Hochspannungsnetz davor hat auch eine Impedanz, sodass der tatsächliche Kurzschlussstrom etwas niedriger als der berechnete ist. Zur Auswahl von Material ist der berechnete Wert auf der sicheren Seite. Um zu überprüfen, dass Sicherungen auslösen, muss der minimale Kurzschlussstrom im Netz verwendet werden.

Rechenbeispiel

Die eigenen Standardwerte des Rechners sind eingesetzt. Die Zahlen sind mit genau der Formel berechnet, die das Werkzeug verwendet.

Sat ind

  • Transformator-Nennleistung630 kVA
  • Kurzschlussspannung uk (Typenschild)4 %
  • Niedrigspannung (Linie-Linie)400 V
  • Hochspannung (Leiter-Leiter)10.000 V

Geber

  • Kurzschlussstrom auf der Niederspannungsschiene (starres Netz)22.733 A
  • Nennstrom auf der Niederspannungsseite909 A
  • Nennstrom auf der Hochspannungsseite36,4 A
  • Kurzschlussleistung durch den Transformator15,75 MVA
  • Transformator-Impedanz von der Niederspannungsseite gesehen10,16 mΩ

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Sådan bruger du den

I en 10/0,4 kV-station skal du kende transformerens mærkestrømme for at vælge sikringer og kabler, og kortslutningsstrømmen for at vide, hvad skinner, afbrydere og kabelskabe skal tåle. Beregneren regner det hele ud fra typeskiltets kVA og uk.

Schritt für Schritt

  1. Aflæs mærkeeffekten i kVA og kortslutningsspændingen uk i procent på typeskiltet.
  2. Indtast lav- og højspændingen.
  3. Mærkestrømmen er effekten delt med √3 gange spændingen.
  4. Kortslutningsstrømmen på lavspændingsskinnen er mærkestrømmen delt med uk.
  5. Sammenlign med materiellets brydeevne og korttidsstrøm.

Typische Fehler

  • At glemme √3 i trefaset-formlen.
  • At bruge uk som et tal i stedet for en procent. 4 % er 0,04.
  • At bruge den største kortslutningsstrøm til at tjekke, om sikringer bryder ude i nettet. Til det skal den mindste bruges.

Beispiele aus dem Alltag

630 kVA i en netstation

En netstation har en 630 kVA transformer, 10/0,4 kV, med uk = 4 %.

Transformator-Nennleistung
630 kVA
Kurzschlussspannung uk (Typenschild)
4 %
Niedrigspannung (Linie-Linie)
400 V
Hochspannung (Leiter-Leiter)
10.000 V

Es bedeutet: Mærkestrømmen er 909 A på 0,4 kV og 36,4 A på 10 kV. Kortslutningsstrømmen på skinnen kan nå 22.733 A, og transformerens impedans er 10,16 mΩ.

400 kVA i et landområde

En mindre station har en 400 kVA transformer med uk = 4 %.

Transformator-Nennleistung
400 kVA
Kurzschlussspannung uk (Typenschild)
4 %
Niedrigspannung (Linie-Linie)
400 V
Hochspannung (Leiter-Leiter)
10.000 V

Es bedeutet: Mærkestrømmen er 577 A, og kortslutningsstrømmen på skinnen er højst 14.434 A.

1.000 kVA med højere uk

En station ved et industriområde har en 1.000 kVA transformer med uk = 6 %.

Transformator-Nennleistung
1.000 kVA
Kurzschlussspannung uk (Typenschild)
6 %
Niedrigspannung (Linie-Linie)
400 V
Hochspannung (Leiter-Leiter)
10.000 V

Es bedeutet: Mærkestrømmen er 1.443 A, og kortslutningsstrømmen er 24.056 A. Den er ikke 25 gange mærkestrømmen som ved uk 4 %, fordi uk er højere. Kortslutningseffekten er 16,67 MVA.

Faustregel

På 0,4 kV giver hver kVA ca. 1,44 A mærkestrøm. Med uk 4 % er kortslutningsstrømmen 25 gange mærkestrømmen.

So überprüfst du die Antwort

Mærkestrømmen på lavspændingssiden gange 400 skal være lig mærkestrømmen på højspændingssiden gange 10.000.