Corrent del transformador: primari vs secundari + fórmules

corrent del transformador: una guia pràctica (amb fórmules i exemples{0}}reals del món)

Si alguna vegada heu hagut de dimensionar un cable, configurar un relé de protecció o esbrinar per què un interruptor continua disparant, ja sabeu que controlar el corrent del transformador és una mica important.

En poques paraules, el corrent del transformador és el flux d'electricitat que es mou a través dels bobinatges. Però no sempre és una cosa estable. Depenent del que està passant, podríeu estar tractantcorrent de càrrega normal, un degoteig de corrent sense-càrrega, o aquest augment sobtat i estrepitós-de corrent d'entrada quan s'activa per primera vegada la cosa.

Tinguem una cosa de seguida:un transformador no crea corrent.És només un intermediari, transferint potència entre circuits utilitzantinducció electromagnètica. La quantitat de corrent que flueix realment depèn d'unes quantes parts mòbils: la tensió, la capacitat del transformador (kVA), la càrrega que tens pendent, el factor de potència i fins i tot l'eficiència del transformador.

Si sou enginyer, electricista o tècnic de manteniment, aquestes coses són importants. Per què? Perquè el necessiteu per dimensionar transformadors, triar els cables adequats, dissenyar esquemes de protecció i-siguem sincers-per resoldre problemes quan les coses van de costat.

En aquesta guia, anem a caminarcorrent primari i secundari, la relació de corrent, el corrent sense-càrrega, el corrent nominal i el corrent d'entrada molest. I sí, posarem alguns exemples pràctics de càlcul perquè tingui sentit.

Cada transformador té dos bobinatges principals:el primari (connectat a la vostra font d'alimentació) i el secundari (connectat a la vostra càrrega).

Corrent primària (Ip)és el corrent extret del subministrament.

Corrent secundari (Is)és el corrent subministrat a la càrrega.

Aquesta és la regla general: com més gran sigui el transformador (més kVA), més corrent pot sortir. Transformadors més petits? Estan fets per a un treball més lleuger.

Per a un transformador ideal (teòric, sense pèrdues), la potència d'entrada és igual a la potència de sortida:

On:

V_p​= Tensió primària

V_s= Tensió secundària

I_p​=Corrent primari

I_s​=Corrent secundari

Per això atransformador reductor{0}baixa el voltatge però augmenta el corrent. La potència es manté aproximadament la mateixa, però el canvi de tensió-actual-és real.

La relació entre el corrent primari i el secundari es redueix a la relació de voltes. Com que la tensió depèn del nombre de voltes de cada bobinatge:

I perquè el poder es conserva (de nou, en un món ideal):

El que també significa:

En anglès senzill: el corrent es mou en sentit contrari al voltatge. Si reduïu la tensió d'11 kV a 400 V, és millor que creieu que el corrent secundari serà significativament superior al corrent primari.

Exemple: Càlcul de corrent primària

Suposem que tenim un transformador amb:

Tensió primària: 10.000 V

Tensió secundària: 400 V

Corrent secundària: 500 A

El corrent primari seria:

Per tant, estàs empenyent500 A al costat de baixa tensió, però només tirant20 A del costat-d'alta tensió. En un transformador-del món real, aquests números canvien una mica a causa de les pèrdues del nucli, les pèrdues de coure i el flux de fuites-per tant, la potència d'entrada sempre és lleugerament superior a la de sortida.

Un error comú: "Si no hi ha càrrega, el transformador no fa res".

Incorrecte. Encara consumeix una petita quantitat de corrent. Això s'anomena elsense -càrrega actual(o corrent excitant/magnetitzant). Fins i tot amb el secundari obert, el primari necessita una mica de suc per mantenir el flux magnètic al nucli. Una part d'aquest corrent crea el camp magnètic, i la resta cobreix les pèrdues del nucli per histèresi i corrents de Foucault.

Aquest corrent sense-càrrega sol ser una petita fracció del corrent nominal. En transformadors més grans i-més dissenyats, és encara més baix gràcies als materials i la construcció magnètics millorats.

Quan connecteu una càrrega al costat secundari, el corrent secundari augmenta en funció de la demanda d'energia d'aquesta càrrega.

Preneu un motor industrial, per exemple. El corrent que consumeix depèn del seupotència, voltatge i factor de potència. Podeu estimar el corrent de càrrega utilitzant:

On:

P=Potència de càrrega

V=Tensió

PF=Factor de potència

A mesura que augmenta la càrrega secundària, el costat primari extreu automàticament més corrent per coincidir. Això es diu sovintcorrent reflectida, perquè la demanda de càrrega secundària es "reflecteix" de nou a la primària mitjançant la inducció electromagnètica.

Elcorrent nominalés elcorrent màxima contínuaun transformador pot portar amb seguretat a la seva tensió nominal i capacitat kVA. Normalment ho trobareu alplaca d'identificacióo calcula-ho a partir de la qualificació.

Coneixent elcorrent de plena càrregaés fonamental quan seleccioneu interruptors, cables, barres o dispositius de protecció. Executeu un transformador per sobre del seu corrent nominal durant massa temps i obtindreu una calefacció excessiva, un envelliment més ràpid de l'aïllament i una vida útil més curta.

Aquesta és una de les tasques més habituals que us heu d'executar per-convertir kVA en amperes. Així és com es fa.

Transformador-monofàsic

Exemple 1: Transformador monofàsic de 5 kVA
A 230 V:

Per tant, el corrent de càrrega completa-secundari és d'uns 21,7 A.

Transformador-trifàsic

On VLLVLL​ és la tensió de línia-a-.

Exemple 2: Transformador trifàsic de 50 kVA-
A 400 V:

Així, el corrent-de càrrega completa és d'aproximadament 72,2 A.

Exemple 3: calcular el corrent primari a partir del corrent secundari

Donat:

Tensió primària: 11 kV

Tensió secundària: 415 V

Corrent secundari: 1000 A

Utilitzant la relació actual:

El corrent primari arriba a uns 37,7 A.

Corrent d'entradaés la pujada sobtada i temporal que obteniu la primera vegada que engegueu un transformador. No dura gaire, però pot ser diverses vegades superior al corrent nominal-i pot causar estralls als sistemes de protecció.

Per què passa? Quan s'aplica per primera vegada la tensió, el flux magnètic al nucli pot superar els nivells normals, especialment si hi ha magnetisme residual sobrant de l'última vegada que es va executar.

Per evitar aquests maldecaps, els enginyers presten molta atenció a la selecció d'interruptors, a les corbes de temps{0}}actuals, a les tècniques de commutació controlada irelé de proteccióconfiguracions.

Tots dos són de naturalesa magnètica, però no són el mateix:

Un transformador consumeix corrent sense càrrega?
Sí. Aquest és el-corrent sense càrrega del qual hem parlat-que el necessita per mantenir el flux i cobrir les pèrdues del nucli.

Com es calcula el corrent primari i secundari?
Utilitzeu les fórmules de kVA i tensió anteriors. I recordeu la relació:

Per què el corrent primari és baix quan el secundari està obert?
Perquè no hi ha cap càrrega que exigeixi potència. El primari només subministra el petit corrent de magnetització i les pèrdues del nucli.

Pot un transformador consumir més corrent que la nominal?
Sí, però normalment només breument. Les sobrecàrregues temporals poden estar bé segons el disseny, però la sobrecàrrega contínua és una via ràpida per a la fallada d'aïllament i una vida escurçada.

Els corrents primaris i secundaris es mouen en direccions oposades respecte a la tensió.

La relació actual segueix la relació de girs.

Fins i tot sense càrrega, un transformador consumeix una mica de corrent.

Podeu calcular el corrent nominal a partir de kVA i tensió.

Les grans fórmules per recordar:

Fase única{0}:

Tres-fases:

El corrent d'entrada és temporal, però s'ha de tenir en compte en el disseny de la protecció.

Tenir una idea sòlida del corrent del transformador no és només acadèmic-, sinó que t'ajuda a triar l'engranatge adequat, mantenir els sistemes fiables i detectar problemes abans que es converteixin en fallades costoses.

Contacta ara