Kurzschlussstrom eines Transformators

Fachartikel

Kurzschlussstrom eines Transformators verstehen

Der Rechner nutzt die Kurzschlussspannung als kompakte Kenngröße der inneren Transformatorimpedanz und schätzt daraus den stationären Kurzschlussstrom bei angelegter Nennspannung.

Was beschreibt diese Größe?

Uk ist die kleine Prüfspannung, bei der bei kurzgeschlossener Sekundärseite gerade IN fließt. Das Verhältnis uk=Uk/UN skaliert den bei voller Nennspannung möglichen stationären Kurzschlussstrom: Ik=IN/uk.

Formel und Variablen

uk = Uk/UN; Ik = IN/uk = IN·UN/Uk

uk = Uk/UN
Ik = IN/uk
Ik = IN·UN/Uk

Symbol / Eingabe	Bedeutung
Stationärer Kurzschlussstrom Ik	Symmetrischer Dauerwert nach dem vereinfachten Ersatzschaltbild bei anliegender Nennspannung.
Nennspannung UN	Nennspannung derselben Transformatorseite, auf die Nenn- und Kurzschlussstrom bezogen werden.
Kurzschlussspannung Uk	Beim Kurzschlussversuch erforderliche reduzierte Spannung, damit genau der Nennstrom fließt.
Nennstrom IN	Bemessungsstrom auf derselben Wicklungsseite wie UN und Uk.

Eingaben richtig wählen

UN, Uk und IN müssen von derselben Wicklungsseite und demselben Abgriff stammen. Uk ist ein Spannungswert aus dem Kurzschlussversuch; steht uk in Prozent auf dem Typenschild, gilt Uk=uk·UN/100.

So benutzt du den Rechner

Übernimm Nennspannung und Nennstrom vom Typenschild und die zugehörige Kurzschlussspannung aus Prüfbericht oder Herstellerdaten. Verwende das Ergebnis nur als Transformatorbeitrag und ergänze Netz- und Leitungsimpedanzen für die Schutzplanung.

Schritt-für-Schritt-Beispiel

Bei 230 V Nennspannung, 18,3 V Kurzschlussspannung und 4 A Nennstrom ist uk=7,96 %. Daraus folgen rund 50,3 A stationärer Kurzschlussstrom.

Ergebnis und Einheiten verstehen

Ein kleineres uk bedeutet eine steifere Spannungsquelle, aber zugleich einen höheren Fehlerstrom. Der berechnete Wert ist kein Einschaltstrom und kein erster asymmetrischer Scheitelwert.

UN und Uk dürfen unterschiedliche auswählbare Spannungseinheiten haben; intern wird ihr dimensionsloses Verhältnis gebildet. IN und Ik beziehen sich auf dieselbe Seite.

Typische Anwendungen

Vorabschätzung von Schutzorganen, Laborversuchen und dem Einfluss unterschiedlicher Transformatorimpedanzen.

Annahmen, Grenzen und typische Fehler

Vereinfachter stationärer Transformatorwert. Vorgelagertes Netz, Leitungen, Lichtbogen, Sättigung, Gleichstromanteil und Abschaltzeit fehlen.

Typischer Fehler: Uk nicht mit UN verwechseln und niemals Werte verschiedener Wicklungsseiten mischen. Ein aus uk berechneter Dauerwert darf nicht direkt als Stoßkurzschlussstrom verwendet werden.

Häufige Fragen

Wofür ist „Kurzschlussstrom eines Transformators“ gedacht?

Vorabschätzung von Schutzorganen, Laborversuchen und dem Einfluss unterschiedlicher Transformatorimpedanzen.

Woher kommen die Eingabewerte?