Trafo-Stromberechnung
Berechnen Sie Primär- und Sekundärströme von Transformatoren. Mit Übersetzungsverhältnis, Kurzschlussstrom und Schaltgruppen nach IEC 60076.
Transformator-Ströme berechnen
Die Nennströme eines Transformators sind die Basis für die Dimensionierung von Zuleitungen, Sicherungen und Schaltanlagen.
Grundformel (Drehstrom)
I = Sn / (√3 × U)
- I = Nennstrom in Ampere
- Sn = Bemessungsleistung in VA
- U = Verkettete Spannung in Volt
Nennströme nach Trafogröße (400V-Seite)
| Bemessungsleistung | Sekundärstrom | Primärstrom (10kV) | Primärstrom (20kV) |
|---|---|---|---|
| 50 kVA | 72 A | 2.9 A | 1.4 A |
| 100 kVA | 144 A | 5.8 A | 2.9 A |
| 160 kVA | 231 A | 9.2 A | 4.6 A |
| 250 kVA | 361 A | 14.4 A | 7.2 A |
| 400 kVA | 577 A | 23.1 A | 11.5 A |
| 630 kVA | 909 A | 36.4 A | 18.2 A |
| 1000 kVA | 1443 A | 57.7 A | 28.9 A |
| 1600 kVA | 2309 A | 92.4 A | 46.2 A |
| 2000 kVA | 2887 A | 115.5 A | 57.7 A |
| 2500 kVA | 3608 A | 144.3 A | 72.2 A |
Schaltgruppen und Stromverhältnisse
| Schaltgruppe | Primär | Sekundär | Anwendung |
|---|---|---|---|
| Dyn5 | Dreieck | Stern + N | Standard Verteilung |
| Dyn11 | Dreieck | Stern + N | Moderne Netze |
| Yyn0 | Stern | Stern + N | Parallelbetrieb |
| Dzn0 | Dreieck | Zickzack | Unsymm. Lasten |
| Dd0 | Dreieck | Dreieck | Industrie |
Kurzschlussstrom am Trafo
Der prospektive Kurzschlussstrom am Trafo berechnet sich aus:
Ik = In × (100 / uk)
| Trafogröße | uk | Ik (sekundär, 400V) |
|---|---|---|
| 400 kVA | 4% | 14.4 kA |
| 630 kVA | 4% | 22.7 kA |
| 1000 kVA | 6% | 24.1 kA |
| 1600 kVA | 6% | 38.5 kA |
Anwendungsbereiche
- Sicherungsauswahl primär- und sekundärseitig
- Zuleitungsdimensionierung (Kabelquerschnitt)
- Sammelschienenauslegung (kA-Festigkeit)
- Stromwandler-Dimensionierung
- Schutzkoordination und Selektivität
- Netzberechnung und Lastfluss
Häufig gestellte Fragen
Die Leistung bleibt (nahezu) gleich: P1 ≈ P2. Da P = √3 × U × I × cos φ, muss bei höherer Spannung ein kleinerer Strom fließen. Bei einem 400 kVA Trafo (10kV/400V) beträgt der Primärstrom nur 23 A, während sekundär 577 A fließen – das Verhältnis entspricht dem Übersetzungsverhältnis.
Dyn5 bedeutet: D = Primär in Dreieck (Delta), y = Sekundär in Stern, n = Sternpunkt herausgeführt (Neutralleiter), 5 = Phasenverschiebung von 5×30° = 150° (Sekundärspannung eilt Primärspannung nach). Die Schaltgruppe ist entscheidend für die Parallelschaltbarkeit.
Der Primärstrom des Stromwandlers sollte mindestens 1.2× den Trafo-Nennstrom betragen, um Überlastungen messen zu können. Beispiel: 630 kVA Trafo mit I2 = 909 A → Stromwandler 1000/5 A wählen. Die Bürde und Genauigkeitsklasse (0.5 für Messung, 5P für Schutz) sind ebenfalls zu berücksichtigen.
Die Sammelschiene muss den Kurzschlussstrom für mindestens 1 Sekunde tragen können. Bei einem 630 kVA Trafo mit uk=4% beträgt der Kurzschlussstrom Ik ≈ 22.7 kA. Die Kurzschlussfestigkeit der Sammelschiene muss mindestens diesen Wert erreichen. Typische Werte: 25 kA oder 40 kA für Industrieverteiler.
Bei 690 V statt 400 V sinkt der Sekundärstrom um den Faktor 400/690 ≈ 0.58. Der Kurzschlussstrom sinkt ebenfalls proportional. Vorteile von 690 V: dünnere Kabel, geringere Verluste, längere Kabellängen möglich. Nachteile: Spezielle Betriebsmittel erforderlich, höhere Spannungsfestigkeit.