Transformator Spannungsfall Rechner
Dieser Transformator Spannungsfall Rechner bestimmt, wie stark die Sekundärspannung sinkt, wenn ein Transformator belastet wird. Geben Sie Nennleistung, Kurzschlussspannung, X/R-Verhältnis, Last und Leistungsfaktor ein, und der Rechner liefert den Spannungsfall in Prozent und Volt, die Spannung an der Last sowie Nenn- und Laststrom.
Ergebnisse
Der Transformator Spannungsfall Rechner gehört zu unserer Sammlung Wechselstrom & Drehstrom Rechner. Entdecken Sie weitere Wechselstrom & Drehstrom Rechner, um passend zu diesem Werkzeug zu dimensionieren, umzurechnen und Ihre Ergebnisse zu prüfen.
Was der Transformator Spannungsfall Rechner macht
Ein Transformator hat inneren Widerstand und Streureaktanz, auf dem Typenschild als relative Kurzschlussspannung angegeben. Unter Last senkt der Strom durch diese Impedanz die Sekundärspannung. Wie stark, hängt vom Lastanteil und vom Leistungsfaktor ab, denn induktive Lasten liegen in Phase mit der Reaktanz. Der Rechner teilt die Impedanz mit dem X/R-Verhältnis in Widerstand und Reaktanz auf und wendet die übliche Formel für die Spannungsänderung an.
Formel für den Spannungsfall am Transformator
Die Impedanz teilt sich in Widerstand und Reaktanz:
Mit k = Last ÷ Nennleistung ergibt sich die Spannungsänderung:
Der zweite Term ist eine kleine Korrektur, die bei niedrigem Leistungsfaktor zählt. Spannungsfall in Volt = Sekundärspannung × ΔU% ÷ 100.
Beispiel: Spannungsfall eines Transformators
Ein Drehstromtransformator mit 500 kVA, 480 V, 5 % Kurzschlussspannung und X/R = 4 trägt 400 kVA bei cos φ 0,85:
Die Sekundärspannung liegt unter dieser Last bei etwa 466 V. Der sekundäre Nennstrom beträgt 601 A, die Last zieht 481 A.
So berechnen Sie den Spannungsfall am Transformator
Geben Sie die Nennleistung in kVA und die Kurzschlussspannung vom Typenschild ein, meist 2 bis 6 %. Lassen Sie das X/R-Verhältnis bei 4, wenn Sie keinen Wert haben; kleine Trockentransformatoren liegen darunter, große darüber. Geben Sie die Last in kVA, ihren Leistungsfaktor und die sekundäre Leiterspannung ein, wählen Sie Wechsel- oder Drehstrom und klicken Sie auf Berechnen.
Den Spannungsfall des Transformators richtig deuten
Ein Spannungsfall von 2 bis 4 % bei Volllast ist für Verteiltransformatoren typisch. Addieren Sie den Spannungsfall der nachgelagerten Kabel: Liegen beide zusammen über etwa 5 %, laufen Motoren schlecht an und Lampen werden dunkler. Anzapfungen auf der Primärseite können die Sekundärspannung um 2,5 oder 5 % anheben. Bei geringer Last ist der Spannungsfall klein, sodass eine für Volllast gewählte Anzapfung nachts zu hoher Spannung führen kann.
Wann Sie den Spannungsfall am Transformator berechnen
- Die Spannung an einem Motor hinter einem Transformator prüfen
- Eine Anzapfung wählen
- Transformatoren mit unterschiedlicher Kurzschlussspannung vergleichen
- Den Spannungsfall von Trafo und Kabel addieren
- Den Spannungseinbruch beim Motoranlauf abschätzen
Häufige Fehler beim Spannungsfall des Transformators
- uk als Spannungsfall ansehen. Der Spannungsfall hängt von Last und Leistungsfaktor ab.
- Das X/R-Verhältnis ignorieren. Es bestimmt, wie der Leistungsfaktor wirkt.
- Den Kabelspannungsfall vergessen. Addieren Sie die Zuleitung für das Gesamtbild.
- Strangspannung bei Drehstrom. Geben Sie die Spannung Leiter gegen Leiter ein.
Tipps zum Spannungsfall am Transformator
- Lesen Sie uk vom Typenschild ab, nicht aus einem Katalogmittelwert.
- Prüfen Sie den Spannungsfall beim niedrigsten erwarteten Leistungsfaktor.
- Nutzen Sie Primäranzapfungen, um eine dauerhaft niedrige Spannung zu korrigieren.
Kurzschlussspannung als Kompromiss
Eine kleine Kurzschlussspannung ergibt ein steifes Netz mit wenig Spannungsfall, lässt im Fehlerfall aber mehr Strom fließen. Eine große Kurzschlussspannung begrenzt den Kurzschlussstrom, verursacht unter Last aber mehr Spannungsfall. Deshalb taucht derselbe Wert im Kurzschlussstrom Rechner auf: Der Kurzschlussstrom ist etwa der Nennstrom geteilt durch uk. Viele Planer akzeptieren bei mittleren Transformatoren 4 bis 6 % als Ausgleich.
Spannungsfall von der Quelle bis zur Last
Der Spannungsfall im Transformator ist nur ein Teil des Ganzen. Zuleitungen und Endstromkreise addieren ihren eigenen Spannungsfall, den der Spannungsabfall Rechner aus Länge und Querschnitt ermittelt. Ist die Summe zu hoch, senkt ein größerer Transformator den Lastfaktor k, ein Transformator mit kleinerer Impedanz senkt R und X, oder eine Anzapfung hebt die Ausgangsspannung. Legen Sie die Nennleistung mit dem Transformator Größe Rechner fest, bevor Sie die Spannungsänderung prüfen.
Spannungsfall des Transformators bei Volllast (X/R = 4)
| Kurzschlussspannung | cos φ 1,0 | cos φ 0,9 | cos φ 0,8 |
|---|---|---|---|
| 2 % | 0,50 % | 1,29 % | 1,56 % |
| 3 % | 0,77 % | 1,95 % | 2,35 % |
| 4 % | 1,05 % | 2,61 % | 3,14 % |
| 5 % | 1,33 % | 3,28 % | 3,93 % |
| 5,75 % | 1,55 % | 3,78 % | 4,53 % |
| 6 % | 1,62 % | 3,95 % | 4,73 % |
Häufige Fragen zum Transformator Spannungsfall Rechner
Wie berechnet man den Spannungsfall eines Transformators?
Teilen Sie uk mit dem X/R-Verhältnis in R und X auf, dann gilt ΔU% ≈ Lastanteil × (R cos φ + X sin φ). Bei 5 % uk, 80 % Last und cos φ 0,85 sind es etwa 2,9 %.
Ist der Spannungsfall gleich der Kurzschlussspannung?
Nur bei Volllast und einem Leistungsfaktor, der dem Impedanzwinkel entspricht. Bei cos φ 1 ist der Spannungsfall deutlich kleiner als uk.
Welche Spannungsänderung ist bei Transformatoren normal?
Etwa 2 bis 4 % bei Volllast für die meisten Verteiltransformatoren.
Warum ändert der Leistungsfaktor den Spannungsfall?
Induktiver Laststrom liegt in Phase mit der Reaktanz des Transformators, daher erhöht ein nacheilender Leistungsfaktor den Spannungsfall.