Leistungstrafo - Auslegung der Kurzschlussspannung

[Fragendeeeer (Gast)]

Hallo,

wenn ein Leistungstrafo ausgelegt wird, so ist die Kurzschlussspannung 
uK vorgegeben. Der Trafo wird also so ausgelegt, dass die geforderte uK 
erreicht wird. Wenn ich mir dazu z.B. die Grundlagenbeschreibungen von 
Germar Müller (http://www.wiley-vch.de/books/sample/3527405240_c01.pdf 
ab Seite 67) anschaue, verstehe ich noch, dass das Verhältnis der 
Wicklungsbreiten zum Hauptstreukanal eine Rolle spielt. Ich könnte mir 
beim realen Trafo auch noch Wicklungsbreiten und die Breite des 
Haupstreukanals bestimmen. Doch wie gehe ich weiter vor, um die 
Gesamtstreureaktanz zu bestimmen?

Wenn ich die Gesamtstreureaktanz kenne, kann ich wahrscheinlich den 
induktiven Teil (uX) von uK bestimmen. Für uk=uX+uR benötige ich aber 
noch den ohmschen Anteil. Wie komme ich am besten an den ran? Über die 
ohmschen Widerstände der Wicklungen?

Danke und Grüße

[Nonsens (Gast)]

Fragendeeeer schrieb:
> Kurzschlussspannung
> uK

Sicherlich Klemmenspannung bei Nennlast, so lernte ich es in der 
Ausbildung kennen.

[gobland (Gast)]

Fragendeeeer schrieb:
> Ich könnte mir
> beim realen Trafo auch noch Wicklungsbreiten und die Breite des
> Haupstreukanals bestimmen. Doch wie gehe ich weiter vor, um die
> Gesamtstreureaktanz zu bestimmen?
Eine analytische Bestimmung anhand der Abmessungen ist ziemlich 
aufwendig - darum schreibt er bei der Ableitung der 4. Formel auf Seite 
68 "...ergibt sich für die Gesamtstreureaktanz ohne Beweis". Abgesehen 
von Erfahrungswerten und Normen[1] werden dafür heute in erster Linie 
numerische Methoden wie FEM eingesetzt.

> Wenn ich die Gesamtstreureaktanz kenne, kann ich wahrscheinlich den
> induktiven Teil (uX) von uK bestimmen. Für uk=uX+uR benötige ich aber
> noch den ohmschen Anteil. Wie komme ich am besten an den ran? Über die
> ohmschen Widerstände der Wicklungen?
Genau so. Allerdings ist zu beachten, dass der Widerstand der 
Sekundärwicklung auch auf die Primärseite bezogen wird.
R=R1+R2' wobei R2'=(w1/w2)^2*R2 (analog zu 1.2.48)

Bei Datenblattangaben ist es üblich uk als Verhältnis zur 
Bemessungspannung in Prozent anzugeben.
uk=(Uk/Un)*100

[1] 
https://www.cee.siemens.com/web/at/de/industry/ia_dt/produkte-loesungen/automatisierungstechnik/niederspannungs-schalttechnik/handbuecher-software/Documents/tranformatoren_tip.pdf

[Pandur S. (jetztnicht)]

Es gibt in der Tat etwas wie Kurzschlussspannung. Das ist aber anders 
als intuitiv angenommen. Die Kurzschlussspannung ist die Spannung, die 
primaer angelegt werden muss, sodass durch einen sekundaeren Kurzschluss 
Nennstrom fliesst. Ueblicherweise bezieht man diese Kurzschlussspannung 
auf die Eingangsspannung und erhaelt dden Koeffizienten Epsilon. Bei 
kleinen Trafos ist der gross, kann bei 3VA Trafos zB 40% betragen, 
waehrend er bei 1kVA vielleicht 5% ist. Ist mehr oder weniger nur von 
der Baugroesse abhaengig.

Damit zusammenhaengend ist die Leerlaufueberhoehung. Wie hoch ist die 
Sekundaerspannung bei Leerlauf. Die kann zB bei einem 1VA faktor 3 sein, 
bei 3VA vielleicht 1.6, und dann schnell auf 1 abnehmend. Deswegen 
sollte man beim Design von kleinen Netzteilen aufpassen, denn LM7812 
oder so vertragen nur 36V am Eingang. Ein 15V 3VA Trafo bringt dann aber 
im Leerlauf eben schon zuviel.

[gobland (Gast)]

Oder D. schrieb:
> Bei
> kleinen Trafos ist der gross, kann bei 3VA Trafos zB 40% betragen,
> waehrend er bei 1kVA vielleicht 5% ist. Ist mehr oder weniger nur von
> der Baugroesse abhaengig.
Wobei man dabei berücksichtigen sollte dass im Falle von 
Leistungstransformatoren auch gilt:
"Ihr Wert [der Kurzschlußspannung] beträgt bei Transformatoren nach 
DIN42500-508 etwa 4-12% und steigt mit wachsender Leistung." [1]

Nicht etwa, weil man es nicht besser hinbekommen würde, sondern weil die 
Streuinduktivität gezielt dafür eingesetzt wird, den Transformator und 
nachgeschaltete Anlagen bei Störungen zu schützen. [2]

[1] R. Fischer, Elektrische Maschinen, 2004 Carl Hanser Verlag
[2] M. J. Heathcote, The J&P Transformer Book, 1998 Newnes
"For many years the reactance or impedance of a transformer was 
considered to be simply an imperfection creating regulation and arising 
from the unavoidable existence of leakage flux. It is now recognised, 
however, that transformer impedance is an invaluable tool for the system 
designer enabling him to determine system fault levels to meet the 
economic limitations of the switchgear and other connected plant."

Daraus stammt auch die angehängte Tabelle mit typischen Werten, die 
jedoch im Einzelfall - je nach Anwendung - stark variieren können.