Trafo Akımı: Birincil ve İkincil + Formüller

trafo akımı: Pratik Bir Kılavuz (Formüller ve Gerçek-Dünyadan Örneklerle)

Bir kabloyu boyutlandırmanız, bir koruma rölesi ayarlamanız veya bir kesicinin neden sürekli açıldığını çözmeniz gerektiyse, transformatör akımını kontrol altına almanın ne kadar önemli olduğunu zaten biliyorsunuzdur.

Basitçe söylemek gerekirse, transformatörün akımı, sargılardan geçen elektriğin akışıdır. Ancak bu her zaman sabit bir şey değildir. Ne olduğuna bağlı olarak, şu durumla karşı karşıya olabilirsiniz:normal yük akımı, az miktarda yüksüz akım-ya da şeye ilk enerji verdiğinizde ani, yürek-iç burkan ani akım artışı.

Bir konuyu hemen açıklığa kavuşturalım:bir transformatör akım oluşturmaz.Bu sadece devreler arasında gücü aktaran bir aracıdır.elektromanyetik indüksiyon. Gerçekte ne kadar akımın aktığı birkaç hareketli parçaya bağlıdır: voltaj, transformatörün kapasitesi (kVA), üzerinde asılı olan yük, güç faktörü ve hatta transformatörün kendi verimliliği.

Eğer bir mühendis, elektrikçi veya bakım teknisyeniyseniz bu şeyler önemlidir. Neden? Çünkü transformatörleri boyutlandırmak, doğru kabloları seçmek, koruma planları tasarlamak ve-dürüst olalım-işler ters gittiğinde sorun gidermek için buna ihtiyacınız var.

Bu kılavuzda, şunları ele alacağız:birincil ve ikincil akım, akım oranı,-yüksüz akım, nominal akım ve sinir bozucu ani akım. Ve evet, gerçekten mantıklı olması için bazı pratik hesaplama örnekleri vereceğiz.

Her transformatörün iki ana sargısı vardır:birincil (güç kaynağınıza bağlı) ve ikincil (yükünüze bağlı).

Birincil akım (Ip)kaynaktan çekilen akımdır.

İkincil akım (Is)yüke iletilen akımdır.

Temel kural şudur: Transformatör ne kadar büyük olursa (kVA ne kadar yüksek olursa), o kadar fazla akım dağıtabilir. Daha küçük transformatörler mi? Daha hafif işler için yapılmışlardır.

İdeal bir transformatör için (teorik olarak, kayıpsız), giriş gücü çıkış gücüne eşittir:

Nerede:

V_p​= Birincil voltaj

V_s= İkincil voltaj

I_p​=Birincil akım

I_s​=İkincil akım

Bu yüzden birdüşürücü-transformatörgerilimi düşürür ancak akımı yükseltir. Güç hemen hemen aynı kalır, ancak voltaj-akım değişimi-gerçektir.

Birincil ve ikincil akım arasındaki ilişki dönüş oranına bağlıdır. Gerilim her sarımdaki sarım sayısına bağlı olduğundan:

Ve güç korunduğu için (yine ideal bir dünyada):

Bu aynı zamanda şu anlama da gelir:

Basitçe söylemek gerekirse: akım, voltajın ters yönünde hareket eder. Gerilimi 11 kV'tan 400 V'a düşürürseniz, ikincil akımın birincil akımdan önemli ölçüde daha yüksek olacağına inansanız iyi olur.

Örnek: Primer Akımın Hesaplanması

Diyelim ki şu özelliklere sahip bir transformatörümüz var:

Birincil voltaj: 10.000 V

İkincil voltaj: 400 V

İkincil akım: 500 A

Birincil akım şöyle olacaktır:

Yani zorluyorsunDüşük-voltaj tarafında 500 A, ama sadece çekerekYüksek voltaj tarafından-20 A. Gerçek-dünya transformatöründe çekirdek kayıpları, bakır kayıpları ve kaçak akı nedeniyle bu sayılar biraz değişir-bu nedenle giriş gücü her zaman çıkıştan biraz daha yüksektir.

Yaygın bir yanılgı: "Yük yoksa transformatör hiçbir şey yapmıyordur."

Yanlış. Hala az miktarda akım çekiyor. Buna denir-yük akımı yok(veya heyecan verici/mıknatıslayıcı akım). İkincil açık olsa bile, çekirdekteki manyetik akıyı korumak için birincilin biraz sıvıya ihtiyacı vardır. Bu akımın bir kısmı manyetik alanı yaratır ve geri kalanı histerezis ve girdap akımlarından kaynaklanan çekirdek kayıplarını kapsar.

Bu-yüksüz akım genellikle nominal akımın küçük bir kısmıdır. Daha büyük, daha iyi-tasarlanmış transformatörlerde, iyileştirilmiş manyetik malzemeler ve yapı sayesinde bu değer daha da düşüktür.

Sekonder tarafa bir yük bağladığınızda, o yükün güç talebine bağlı olarak sekonder akım artar.

Örneğin endüstriyel bir motoru ele alalım. Çektiği akım ona bağlıdırgüç değeri, voltaj ve güç faktörü. Yük akımını aşağıdakileri kullanarak tahmin edebilirsiniz:

Nerede:

P=Yük gücü

V=Gerilim

PF=Güç faktörü

İkincil yük arttıkça, birincil taraf otomatik olarak eşleşmek için daha fazla akım çeker. Bu genellikle deniryansıyan akımçünkü ikincil yük talebi elektromanyetik indüksiyon yoluyla birincil yüke "geri yansıtılır".

anma akımıbumaksimum sürekli akımBir transformatör anma geriliminde ve kVA kapasitesinde güvenle taşınabilir. Bunu genellikle şu adreste bulacaksınız:tabelaveya derecelendirmeden hesaplayın.

bilmektam yük akımıdevre kesicileri, kabloları, baraları veya koruyucu cihazları seçerken kritik öneme sahiptir. Bir transformatörü nominal akımının üzerinde çok uzun süre çalıştırırsanız aşırı ısınma, izolasyonun daha hızlı eskimesi ve kullanım ömrünün kısalması elde edilir.

Bu,-kVA'yı ampere dönüştürürken karşılaşacağınız en yaygın görevlerden biridir. İşte nasıl yapıldığı.

Tek-Fazlı Transformatör

Örnek 1: 5 kVA Tek-Fazlı Transformatör
230 V'ta:

Yani ikincil tam-yük akımı yaklaşık 21,7 A'dır.

Üç-Fazlı Transformatör

VLLVLL​ hattan-hatlara-hat voltajıdır.

Örnek 2: 50 kVA Üç-Fazlı Transformatör
400 V'ta:

Yani tam-yük akımı kabaca 72,2 A'dır.

Örnek 3: İkincil Akımdan Birincil Akımı Hesaplama

Verilen:

Birincil voltaj: 11 kV

İkincil voltaj: 415 V

İkincil akım: 1000 A

Mevcut oranı kullanarak:

Birincil akım yaklaşık 37,7 A'ya çıkar.

Ani akımBir transformatörü ilk açtığınızda aldığınız ani, geçici dalgalanmadır. Uzun sürmez ancak nominal akımdan birkaç kat daha yüksek olabilir-ve koruma sistemlerine zarar verebilir.

Neden oluyor? Gerilim ilk uygulandığında, çekirdekteki manyetik akı normal seviyeleri aşabilir, özellikle de son çalıştırmadan kalan artık mıknatıslanma varsa.

Bu baş ağrılarından kaçınmak için mühendisler kesici seçimine, zaman-akım eğrilerine, kontrollü anahtarlama tekniklerine vekoruma rölesiAyarlar.

Her ikisi de doğası gereği manyetiktir ancak aynı şey değildirler:

Transformatör yüksüz olarak akım çeker mi?
Evet. Bu,-bahsettiğimiz yüksüz akımdır-akışı sürdürmek ve çekirdek kayıplarını karşılamak için buna ihtiyaç duyar.

Birincil ve ikincil akımı nasıl hesaplarsınız?
Yukarıdaki kVA ve voltaj formüllerini kullanın. Ve ilişkiyi hatırlayın:

İkincil açıkken birincil akım neden düşük?
Çünkü güç gerektiren bir yük yoktur. Birincil yalnızca küçük mıknatıslama akımını ve çekirdek kayıplarını sağlar.

Bir transformatör anma akımından daha fazlasını çekebilir mi?
Evet ama genellikle kısa süreliğine. Tasarıma bağlı olarak geçici aşırı yüklemeler sorun yaratmayabilir ancak sürekli aşırı yükleme, yalıtım arızasına ve ömrün kısalmasına giden hızlı bir yoldur.

Birincil ve ikincil akımlar gerilime göre zıt yönlerde hareket eder.

Cari oran, dönüş oranını takip eder.

Yük olmasa bile transformatör bir miktar akım çeker.

Nominal akımı kVA ve gerilimden hesaplayabilirsiniz.

Hatırlanması gereken büyük formüller:

Tek-faz:

Üç-faz:

Ani akım geçicidir ancak koruma tasarımında dikkate alınması gerekir.

Transformatörün akımı hakkında sağlam bir fikir sahibi olmak sadece akademik değildir;{0}}bu, doğru donanımı seçmenize, sistemleri güvenilir tutmanıza ve pahalı arızalara dönüşmeden sorunları tespit etmenize yardımcı olur.

Şimdi iletişime geçin