Transformatora strāva: primārā vs sekundārā + formulas

transformatora strāva: praktiska rokasgrāmata (ar formulām un reāliem{0}}pasaules piemēriem)

Ja jums kādreiz ir nācies noteikt kabeļa izmēru, iestatīt aizsardzības releju vai noskaidrot, kāpēc slēdzis turpina atslēgties, jūs jau zināt, ka transformatora strāvas pārvaldīšana ir liela problēma.

Vienkārši sakot, transformatora strāva ir elektroenerģijas plūsma, kas pārvietojas pa tinumiem. Bet tas ne vienmēr ir stabils. Atkarībā no tā, kas notiek, jums varētu būt darīšanaparastā slodzes strāva, bez{0}}slodzes strāva vai pēkšņs,{1}}izspiedošs ieslēgšanas strāvas pieaugums, kad ierīci pirmo reizi ieslēdzat.

Uzreiz noskaidrosim vienu lietu:transformators nerada strāvu.Tas ir tikai starpnieks, kas nodod jaudu starp ķēdēm, izmantojotelektromagnētiskā indukcija. Cik daudz strāvas faktiski plūst, ir atkarīgs no dažām kustīgām detaļām: sprieguma, transformatora jaudas (kVA), slodzes, kas no tā tiek piekārta, jaudas koeficienta un pat paša transformatora efektivitātes.

Ja esat inženieris, elektriķis vai tehniskās apkopes tehniķis, šī lieta ir svarīga. Kāpēc? Tā kā jums tas ir nepieciešams, lai noteiktu transformatoru izmērus, izvēlētos pareizos kabeļus, izstrādātu aizsardzības shēmas un -būsim godīgi-problēmu novēršanai, ja lietas notiek uz sāniem.

Šajā rokasgrāmatā mēs to apskatīsimprimārā un sekundārā strāva, strāvas attiecība, bez{0}}slodzes strāva, nominālā strāva un nepatīkamā ieslēgšanas strāva. Un jā, mēs iemetīsim dažus praktiskus aprēķinu piemērus, lai tas būtu loģiski.

Katram transformatoram ir divi galvenie tinumi:primārais (savienots ar jūsu strāvas avotu) un sekundārais (savienots ar jūsu slodzi).

Primārā strāva (Ip)ir strāva, kas tiek ņemta no barošanas.

Sekundārā strāva (Is)ir strāva, kas tiek piegādāta slodzei.

Šis ir īkšķis: jo lielāks ir transformators (augstāks kVA), jo vairāk strāvas tas var izvadīt. Mazāki transformatori? Tie ir radīti vieglākam darbam.

Ideālam transformatoram (teorētiski, bez zudumiem) ieejas jauda ir vienāda ar izejas jaudu:

Kur:

V_p​= Primārais spriegums

V_s= Sekundārais spriegums

I_p​=Primārā strāva

I_s​=Sekundārā strāva

Tāpēc aleju{0}}transformatorssamazina spriegumu, bet palielina strāvu. Jauda paliek aptuveni tāda pati, taču sprieguma-pašreizējā maiņa-ir reāla.

Attiecība starp primāro un sekundāro strāvu ir atkarīga no pagriezienu attiecības. Tā kā spriegums ir atkarīgs no apgriezienu skaita katrā tinumā:

Un tāpēc, ka vara tiek saglabāta (atkal ideālā pasaulē):

Kas nozīmē arī:

Vienkāršā angļu valodā: strāva pārvietojas spriegumam pretējā virzienā. Ja pazemināsiet spriegumu no 11 kV līdz 400 V, labāk domāt, ka sekundārā strāva būs ievērojami lielāka par primāro strāvu.

Piemērs: primārās strāvas aprēķināšana

Pieņemsim, ka mums ir transformators ar:

Primārais spriegums: 10 000 V

Sekundārais spriegums: 400 V

Sekundārā strāva: 500 A

Primārā strāva būtu:

Tātad, jūs spiežat500 A zemā-sprieguma pusē, bet tikai velkot par20 A no augstsprieguma-puses. Reālā-pasaules transformatorā šie skaitļi nedaudz mainās serdeņa zudumu, vara zudumu un noplūdes plūsmas,-tāpēc ieejas jauda vienmēr ir nedaudz lielāka par izvadi.

Izplatīts nepareizs uzskats: "Ja nav slodzes, transformators neko nedara."

Nepareizi. Tas joprojām velk nelielu strāvas daudzumu. To sauc parnav-slodzes strāvas(vai aizraujoša/magnetizējoša strāva). Pat ja sekundārais ir atvērts, primārajam ir nepieciešams nedaudz sulas, lai uzturētu magnētisko plūsmu kodolā. Daļa no šīs strāvas rada magnētisko lauku, bet pārējā daļa sedz serdes zudumus no histerēzes un virpuļstrāvām.

Šī bezslodzes strāva parasti ir neliela daļa no nominālās strāvas. Lielākiem, labāk{2}}konstruētiem transformatoriem tas ir vēl zemāks, pateicoties uzlabotiem magnētiskajiem materiāliem un konstrukcijai.

Pievienojot slodzi sekundārajai pusei, sekundārā strāva palielinās, pamatojoties uz šīs slodzes jaudas pieprasījumu.

Ņemiet, piemēram, rūpniecisko motoru. Strāva, ko tā velk, ir atkarīga no tāsnominālā jauda, ​​spriegums un jaudas koeficients. Jūs varat novērtēt slodzes strāvu, izmantojot:

Kur:

P=Slodzes jauda

V=Spriegums

PF=Jaudas koeficients

Palielinoties sekundārajai slodzei, primārā puse automātiski paņem vairāk strāvas, lai tā atbilstu. To bieži saucatstarotā strāva, jo sekundārās slodzes pieprasījums tiek "atspoguļots" atpakaļ uz primāro, izmantojot elektromagnētisko indukciju.

Thenominālā strāvairmaksimālā nepārtrauktā strāvatransformators var droši pārvadāt ar tā nominālo spriegumu un kVA jaudu. Parasti to atradīsit vietnēdatu plāksnītevai aprēķināt to no vērtējuma.

Zinot,pilnas slodzes strāvair ļoti svarīgi, izvēloties slēdžus, kabeļus, kopnes vai aizsargierīces. Pārāk ilgi darbiniet transformatoru virs tā nominālās strāvas, un jūs iegūsit pārmērīgu uzsilšanu, ātrāku izolācijas novecošanos un īsāku kalpošanas laiku.

Šis ir viens no visizplatītākajiem uzdevumiem, ar kuriem nākas saskarties,{0}}pārveidojot kVA uz ampēriem. Lūk, kā tas tiek darīts.

Vienfāzes{0}}transformators

1. piemērs: 5 kVA vienfāzes{2}}transformators
Pie 230 V:

Tātad sekundārā pilnas{0}}slodzes strāva ir aptuveni 21,7 A.

Trīs{0}}fāzu transformators

Kur VLLVLL​ ir līnijas-līdz-līnijas spriegums.

2. piemērs: 50 kVA trīsfāzu transformators
Pie 400 V:

Tātad pilnas-slodzes strāva ir aptuveni 72,2 A.

3. piemērs. Aprēķiniet primāro strāvu no sekundārās strāvas

Ņemot vērā:

Primārais spriegums: 11 kV

Sekundārais spriegums: 415 V

Sekundārā strāva: 1000 A

Izmantojot pašreizējo attiecību:

Primārā strāva tiek izvadīta līdz aptuveni 37,7 A.

Ieplūdes strāvair tas pēkšņs, īslaicīgs pārspriegums, kas rodas, pirmo reizi ieslēdzot transformatoru. Tas nedarbojas ilgi, taču var būt vairākas reizes lielāks par nominālo strāvu{1}}un tas var izpostīt aizsardzības sistēmas.

Kāpēc tā notiek? Pirmo reizi pieslēdzot spriegumu, magnētiskā plūsma kodolā var pārsniegt parasto līmeni, īpaši, ja ir atlikušais magnētisms no pēdējās darbības reizes.

Lai izvairītos no šīm galvassāpēm, inženieri pievērš īpašu uzmanību slēdžu izvēlei, laika{0}}strāvas līknēm, kontrolētām pārslēgšanas metodēm unaizsardzības relejsiestatījumus.

Tie abi pēc būtības ir magnētiski, taču tie nav viens un tas pats:

Vai transformators ņem strāvu bez slodzes?
Jā. Tā ir tukšgaitas strāva, par kuru mēs runājām,-tā ir nepieciešama, lai uzturētu plūsmu un segtu galvenos zudumus.

Kā aprēķināt primāro un sekundāro strāvu?
Izmantojiet iepriekš norādītās kVA un sprieguma formulas. Un atcerieties attiecības:

Kāpēc primārā strāva ir zema, ja sekundārā ir atvērta?
Jo nav slodzes, kas prasa jaudu. Primārais nodrošina tikai nelielu magnetizācijas strāvu un serdes zudumus.

Vai transformators var uzņemt vairāk par nominālo strāvu?
Jā, bet parasti tikai īsi. Pagaidu pārslodze var būt piemērota atkarībā no konstrukcijas, taču nepārtraukta pārslodze ir ātrs ceļš uz izolācijas kļūmi un saīsinātu kalpošanas laiku.

Primārās un sekundārās strāvas pārvietojas pretējos virzienos attiecībā pret spriegumu.

Pašreizējā attiecība seko pagriezienu attiecībai.

Pat bez slodzes transformators ņem strāvu.

Jūs varat aprēķināt nominālo strāvu no kVA un sprieguma.

Lielās formulas, kas jāatceras:

Viena{0}}fāze:

Trīs{0}}fāze:

Ieslēgšanas strāva ir īslaicīga, taču tā ir jāņem vērā aizsardzības projektēšanā.

Pārdomāta transformatora strāvas uztvere nav tikai akadēmiska,{0}}tā palīdz izvēlēties pareizo aprīkojumu, uzturēt sistēmas uzticamas un pamanīt problēmas, pirms tās pārvēršas dārgās kļūmēs.

Sazinieties tagad