Hjemmel og kilde
Allmenn elektroteknikk for trefasetransformatorer. Krav til vern og til kortslutningsytelse i tavler er beskrevet i NEK 400 delnorm 43 og i tavlestandarden IEC 61439. Nettselskapet oppgir kortslutningsytelsen i tilknytningspunktet.
Merkestrøm på begge sider
In = S / (√3 × U), der S er merkeytelsen i voltampere og U er linjespenningen på den siden du regner.
Den samme trafoen har altså to helt forskjellige merkestrømmer: en høy på lavspentsiden og en lav på høyspentsiden. Effekten er den samme, spenningen er forskjellig, og strømmen følger etter.
Belastningsgraden regnes som forholdet mellom faktisk tilsynelatende effekt og merkeytelsen: last i kVA delt på trafoens kVA. Husk at lasten din som regel er oppgitt i kilowatt, og at den må gjøres om med effektfaktoren først: S = P / cos φ.
Eksempel: 315 kVA på 22 kV / 400 V
Lavspentsiden: In = 315 000 / (1,732 × 400) = 455 A.
Høyspentsiden: In = 315 000 / (1,732 × 22 000) = 8,3 A.
Kortslutningsstrøm på lavspentsiden med uk = 4 prosent: Ik = 455 / 0,04 = 11 375 A, altså cirka 11,4 kA. Vernene i hovedtavla må ha bryteevne over dette, og skinner og kabler må tåle den termiske belastningen til vernet har koblet ut.
Belastningsgrad: anlegget trekker 250 kW med effektfaktor 0,90, altså S = 250 / 0,90 = 278 kVA. Belastningsgraden blir 278 / 315 = 88 prosent.
Det er høyt. Skal bygget få ladeanlegg eller en ny produksjonslinje, er trafoen flaskehalsen — og da er fasekompensering et av de raskeste tiltakene: løftes effektfaktoren til 0,95, faller behovet til 263 kVA, altså 84 prosent, uten at noe annet er gjort.
Det uk faktisk forteller deg
Kortslutningsspenningen uk står i prosent på skiltet og beskriver hvor stor spenning som må til for å drive merkestrøm gjennom en kortsluttet trafo. Lav uk betyr stiv trafo: lite spenningsfall ved belastning, men høy kortslutningsstrøm.
Det er en avveining, ikke en kvalitet. En trafo med lav uk gir godt spenningsforhold ute i anlegget, men krever vern med høyere bryteevne. En trafo med høy uk er snillere mot vernene, men gir mer spenningsfall ved motorstart og ved store lastsprang.
Skal to trafoer gå i parallell, må de ha tilnærmet samme uk, samme koblingsgruppe og samme omsetningsforhold. Ellers fordeler lasten seg skjevt mellom dem, og den ene går varm mens den andre går på halv kapasitet.
Vanlige spørsmål
Kan jeg belaste en transformator over merkeytelsen?
Kortvarig, ja, og trafoens levetidsmodell tar høyde for varierende last — men det koster levetid i isolasjonen. Vedvarende overlast er noe annet enn en topp om morgenen, og skal alltid avklares med trafoprodusent eller nettselskap.
Hva er en fornuftig belastningsgrad?
Under 80 prosent gir rom for vekst og for topper, og holder tapene nede. Over 90 prosent bør du regne på hva neste last gjør, for der er det ofte trafoen og ikke kabelen som stopper prosjektet.
Hvordan påvirker trafoen kortslutningsstrømmen ute i anlegget?
Den setter maksimum. Ute i anlegget dempes strømmen av kabelimpedansen, så jo lengre fra trafoen du kommer, jo lavere blir kortslutningsstrømmen — og det er den lave enden som avgjør om vernet kobler ut i tide.
Les videre
- Kortslutningsstrøm Ik: den høyeste og den laveste — Trafoens uk er utgangspunktet for den høyeste kortslutningsstrømmen i anlegget.
- Fasekompensering: regn kvar-behovet på fem minutter — Bedre effektfaktor frigjør kVA i trafoen uten at noe nytt jern kjøpes inn.
- Cos fi og effektfaktor: P, Q og S regnet ut — Belastningsgraden regnes i kVA, så lasten i kilowatt må gjøres om først.
- Effektfaktor — Forholdet mellom nyttig effekt og overført effekt — avgjør hvor mye strøm anlegget må tåle.
- Spenningsfall trefas: kvadratrot tre, ikke to — Formelen med kvadratrot tre, eksempel på 63 A over 40 meter, og når reaktansen teller.
- Transformatorytelse: hvor mange kVA bygget faktisk trenger — S = sum P × ks / cos fi, pluss vekstreserve. Med eksempel fra et næringsbygg.